KLD TÍPUSÚ DOHÁNYSZÁRÍTÓ GÉP HEGESZTÉSTECHNOLÓGIÁJÁNAK OPTIMALIZÁLÁSA

Átírás

1 KLD TÍPUSÚ DOHÁNYSZÁRÍTÓ GÉP HEGESZTÉSTECHNOLÓGIÁJÁNAK OPTIMALIZÁLÁSA Valler Péter XLBRMW 3900 Szerencs Kinizsi Pál út 41

2 Tartalomjegyzék BEVEZETÉS ÖTVÖZETLEN SZERKEZETI ACÉLOK Az S235JR acél jelölése Az S235JR alapanyag hegeszthetősége, mechanikai tulajdonságai, vegyi összetétele A hegesztés technológia elemzése A VÉDŐGÁZOS VOLFRÁMELEKTRÓDOS ÍVHEGESZTÉS ELVÉNEK ALAPJAI Az SWI eljárás előnyei és hátrányai Az eljárás alkalmazási területei A védőgáz szerepe, fajtái A polaritás és az áramnem szerepe AWI eljárásnál Az AWI hegesztő berendezése és eszközei Hegesztőpisztoly Áramforrás Egyenáramú AWI hegesztőgépek Váltakozó áramú AWI hegesztőgépek Vezérlőberendezés Nagyfrekvenciás ív stabilizátor Gázinfrastruktúra Volfrámelektród Orbitális AWI hegesztés technológia elemzése Csőfalhegesztőfejek Áramforrások, védőgázok, volfrámelektródok FOGYÓELEKTRÓDÁS VÉDŐGÁZOS ÍVHEGESZTÉS ALAPJAI Fogyóelektródás védőgázos ívhegesztés előnyei és hátrányai Jellemző hegesztési hibák Kezdeti beolvadási és végkráter hibák Hegesztés közbeni beolvadási hibák Gázpórusok Varratgeometriai hibák... 39

3 3.3. Anyagátviteli módok Rövidzárlatos anyagátviteli mód Szórtívű anyagátmenet Impulzusívű anyagátmenet Átmeneti anyagátmenet Különleges védőgázos, fogyóelektródás eljárás változatok Két-huzalelektródás védőgázos ívhegesztés KLD DOHÁNYSZÁRÍTÓ GÉP BEMUTATÁSA Technológiai vizsgálatok és eredmények Minősítéshez szükséges vizsgálatok Szemrevételezéses vizsgálat Penetrációs vizsgálat Keresztirányú szakító vizsgálat Hajlító vizsgálat Keménységmérés Makro vizsgálat OPTIMALIZÁLÁS Egyéb lehetőségek optimalizálásra ÖSSZEFOGLALÁS SUMMARY IRODALOMJEGYZÉK MELLÉKLETEK... 1

4 - 1 - BEVEZETÉS A szakdolgozatomban egy KLD típusú dohányszárító gép hegesztéstechnológiájáról, az alkalmazott eljárásokról, ezekkel kapcsolatosan felmerülhető problémákról és az ezekkel kapcsolatos problémamegoldásról, optimalizációról írok részletesen. Több helyen kiemelt szerepet kap a csövek hegesztése mivel ez az egyik legjellemzőbb alkatrész típus a gépen belül. Az első fejezetben a gép alapanyagaként szolgáló S235JR szerkezeti acél jelölését taglalom, majd az alapvető tulajdonságait, vegyi összetételét és hegeszthetőségét ismertetem. A második fejezet tartalmazza az egyik alkalmazott hegesztő eljárás, a védőgázos, volfrámelektródos ívhegesztés leírását, kitérve az elvére, alkalmazási területeire továbbá a védőgáz és a polaritás fontosságára. Majd ugyanezen fejezeten belül ismertetem a konkrét alkalmazott eljárás változatot az argon védőgázos, volfrámelektródos ívhegesztést az előbbi szempontok szerint kiegészítve a berendezések és modern eljárás változatok leírásával. A harmadik fejezetben hasonló felépítésben az előzőhöz, a védőgázos, fogyóelektródás ívhegesztést írom le, mivel ez a másik jellemző alkalmazott hegesztő eljárás. Azonban itt kitérek a leggyakoribb, hegesztéskor fellépő problémákra, egybe véve az AWI-ra jellemző hibákkal együtt, kiemelve a csőhegesztés nehézségeit. A negyedik fejezet tartalmazza a dohányszárító gép funkciójának, működésének leírását, illetve egy konkrét gyártmány kiválasztását belőle, amivel hegesztési problémák merültek fel a gyártás során.

5 - 2 - Az ötödik fejezetben az elvégzett roncsolásos és roncsolás mentes vizsgálatok leírását és a kapott eredmények kiértékelését részletezem. Végül az utolsó fejezetben az előzőekben leírtak alapján optimalizálási lehetőségeket ismertetek a feltárt probléma megoldására illetve esetleges költségcsökkentés céljából.

6 ÖTVÖZETLEN SZERKEZETI ACÉLOK Az általános rendeltetésű, ötvözetlen szerkezeti acélokat rendszerint ferrit-perlites szövetszerkezet és kis C tartalom jellemzi (C < 0.2%). Ez a csoport körülbelül a világ acélgyártásának 70%-át foglalja magában. Mivel nem tartalmaznak különböző ötvöző elemeket így viszonylag olcsón előállíthatóak. Használatuk ott célszerű ahol nincsenek különleges követelmények, nagyobb dinamikus hatások, hőhatások, illetve nem éri erős korróziós közeg. Szállításuk leggyakrabban melegen vagy hidegen hengerelt állapotban történik. Általános jellemzőjük a jó hegeszthetőség, rideg töréssel szembeni ellenállás és az alakíthatóság. Ezért gyakorta alkalmazott anyag hegesztett szerkezetek gyártásakor.[1] 1.1. Az S235JR acél jelölése A szabvány S (szerkezeti acél) és E (gépacél) jelzésű anyagfajtákat különböztet meg. Ezen a csoporton belül az S jelű anyagok tulajdonságai közé tartozik a 0.2% alatti karbon tartalom illetve, hogy szilíciumot is csak nyomokban tartalmaz. A többi komponenshez képest a mangán tartalom lehet magasabb mennyiségű benne, mellyel növelhető a folyáshatár értéke. Tovább bontva ezt az osztályt beszélhetünk még JR, J0, J2 és K2 minőségekről. Ezek mind más és más garantált ütőmunkát jelentenek hőmérséklet függvényében. Esetünkben a JR a számottevő, mely KV = 27 J Vickers-t jelent T=20 C hőmérsékleten. [2] A 235-ös szám a garantált folyáshatár értékét adja meg MPa mértékegységben. Kiegészítő jelölések lehetnek még az alábbiak.

7 - 4 - W - Időjárás álló acél (atmoszféra korróziós hatásainak áll ellen jobban) Z Növelt szilárdságú szerkezeti acél C Hidegen alakított Tehát a gyártási technológia nagyban függ az anyag alkalmazási területétől és a jelen lévő igénybevételek típusától és nagyságától.[3] 1.2. Az S235JR alapanyag hegeszthetősége, mechanikai tulajdonságai, vegyi összetétele A hegeszthetőséget jelentősen befolyásolja az anyag karbonegyenértéke (1).Minél kisebb ez az érték annál alkalmasabb a hegesztésre, mivel nem igényelnek előmelegítést mert a szokásos hegesztési körülmények között sem képződik nagy keménységű és rideg állapotú kemény (martenzit,bénit) szövetszerkezet. Továbbá gyors hűtések esetében is csak minimális mennyiségű bénit keletkezése fordulhat elő, mely hasonló tulajdonságokkal rendelkezik, mint az előbbiekben említett martenzit. Ezen megfontolások miatt is használatos alapanyag az S235JR jelű acél. Az (1)-es egyenlet ötvözetlen szerkezeti acélokra vonatkozik. Azonban a feltüntetett karbonegyérték képlet csak egy a számos közül, melyet a Dr. Komócsin Mihály közreműködésével írt Hegesztési zsebkönyvből emeltem ki. CE = C + Mn + Cr+Mo+V Cu+Ni % (1) 15 Előmelegítést, a belső feszültségek csökkentése és a hidrogéndiffúzió segítése érdekében, csak nagyobb szelvényvastagságoknál igényel, mely tompavarratok esetén s >25 mm, sarokvarratoknál pedig s > 12 mm falvastagságot jelent. Ebben az esetben C-os előmelegítést célszerű alkalmazni.[4] A varratok hőhatásövezetét és a különböző hűtési sebességek hatását az alábbi képek mutatják.

8 ábra Kis karbontartalmú acél hegesztett kötésének hőhatásövezete [4] 2. ábra Átalakulási diagram [4]

9 - 6 - Fontos megjegyezni, hogy az általános rendeltetésű, ötvözetlen acélok szövetszerkezetében is vannak eltérések. Mivel ötvözetlen acélokról beszélünk, kismértékű összetétel különbség látható, de a mechanikai tulajdonságokat mégis jelentősen tudják befolyásolni. Az S235JR anyag vegyi összetételét és a jellemző mechanikai tulajdonságait az alábbi táblázatok szemléltetik. C Si Mn P S Cu N 0,17 0,3 1,4 0,035 0,035 0,55 0, táblázat Vegyi összetétel (%)[5] Névleges folyáshatár Névleges szakító szilárdság S235JR 235 MPa MPa 2. táblázat Mechanikai tulajdonságok [3] Az MSZ EN ISO10025 szabvány értelmében a folyáshatárt 16mm szelvényvastagságra értelmezzük, míg a szakítószilárdságot 3 16 mm terjedelem között értelmezzük. [3] Ezek az acélok számos formában kaphatóak az alkalmazási területtől függően, de általában I - és Z tartóként, illetve lemezként és csövekként árusítják. Legelterjedtebb felhasználási helyei házak, gyárak, hidak szerkezeti elemeként A hegesztés technológia elemzése Manapság rengeteg olyan fémszerkezeti kialakítással találkozhatunk mindennapjainkban, amelyek valamilyen hegesztett kötést tartalmaznak. Ezeknek a kötéseknek a legkülönbözőbb igénybevételeket kell elviselniük a felhasználási körülményektől függően. Ezért alapos tervezési munkát igényel az, hogy biztosítsuk a létrehozandó varrat megfelelőségét az előírt feltételeknek. Ennek érdekében számos eltérő hegesztési technológiát alakítottak ki. Mindegyik eljárásnak megvan az előnye és hátránya, hogy milyen anyagminőségek, hegesztési helyzetek, és körülmények között alkalmazható a leghatásosabban S235JR alapanyag hegesztésére leggyakrabban

10 - 7 - különböző ívhegesztő eljárásokat alkalmazunk. Ívhegesztéskor a berendezéssel biztosított áram hatására kialakuló elektromos ív segítségével olvasztjuk meg az alapanyagokat illetve a hozaganyagokat, ha van. Ugyan védelem mindig van, mint például salak, de leggyakoribb a védőgázok alkalmazása annak érdekében, hogy megóvjuk az alapanyagot, hozaganyagot illetve a hegfürdőt például a levegő oxigén tartalmától. Ilyenkor beszélünk védőgázos ívhegesztésről. Továbbá megkülönböztetjük az alapján is az eljárásokat többek között, hogy fogyóelektródát vagy pedig nem leolvadó elektródot alkalmazunk-e a hegesztés során. Ezek közül általános szerkezeti acél hegesztésekor az iparban gyakorta alkalmaznak argon védőgázos, volfrámelektródos ívhegesztést ( MSZ EN ISO 4063 szabvány szerint: 141 számkódú) illetve fogyóelektródás, védőgázos (MSZ EN ISO 4063 szabvány szerint: 135-ös számkódú) eljárást. Az alábbiakban ezek technológiáját fogom részletezni.

11 A VÉDŐGÁZOS VOLFRÁMELEKTRÓDOS ÍVHEGESZTÉS ELVÉNEK ALAPJAI A védőgázos volfrámelektródos ívhegesztés több jelöléssel is rendelkezik. Az angol nyelvű megnevezése az eljárásnak Tungsten Inert Gas Welding (TIG). Magyarországom semleges védőgázos volfrámelektródos ívhegesztésként (SWI) ismert eljárás.[7] A számkódos jelölést az MSZ EN ISO 4063:2011 szabvány tartalmazza. Ennek megfelelően az alábbi fajtákat különböztetjük meg ennél az eljárásnál [8] 141: SWI hozaganyaggal 142: SWI hozaganyag nélkül 143: SWI porbeles hozaganyaggal 145: SWI redukáló atmoszférában hozaganyag nélkül Ezen eljárás lényege, hogy az alapanyagokat egy nem leolvadó volfrám (W) elektród segítségével semleges védőgázban égő elektromos ívvel olvasztjuk meg. A hozaganyagot rendszerint pálca vagy huzal formájában adagoljuk, de akár hozaganyag nélkül, autogén módon is végezhető a hegesztés. Általában vékonyabb anyagvastagságoknál és I varratoknál nem szokás hozaganyagot alkalmazni azonban vastag alapanyagok esetén illetve leélezett varrattípusoknál már szükséges hozaganyag használata, amit nem szokás belekötni az áramkörbe, hanem külön kézzel adagoljuk. A kézi adagolásnak és annak, hogy az ív hője hevíti olvadáspont fölé a hozaganyagot az a következménye, hogy viszonylag nagyméretű folyadékcseppek formájában jut be az adagolt anyag a hegfürdőbe. A védőgáznak az a szerepe, hogy megvédje az ívet, az alap illetve hozaganyagot és a hegfürdőt a környezet oxigén tartalmának és esetleges egyéb szennyezők káros hatásaitól. Továbbá a nemesgázban fenntartott volfrám ív jó

12 - 9 - stabilitással és szabályozhatósággal rendelkezik, melynek eredményeképpen alig jelentkezik a fröcskölés és füstképződés jelensége. Az alábbi kép az eljárás elvét illusztrálja melyen megkülönböztethetőek a kialakítás és ívképződés főbb részei. 3. ábra A volfrám elektródos eljárás elvi ábrája [7] 2.1. Az SWI eljárás előnyei és hátrányai Elmondható, hogy a volfrám elektródos hegesztő eljárás rendelkezik az egyik legrugalmasabb és legjobban szabályozható ív hőforrással valamennyi ívhegesztő eljárás közül valamint jó minőségű varratok készíthetőek vele. Elektródját tekintve kiváló tulajdonságokról beszélhetünk, mert a volfrám az egyik legjobb elektródanyag magas elektron emissziós képességének és ó áramterhelhetőségének köszönhetően. A védőgázok jóvoltából, biztosított a könnyű ívgyújtás és a stabil égés is. Mivel a legtöbb nemesgáz (kivéve a hélium) nehezebb a levegőnél könnyebben fenntartható a gázburok több hegesztési helyzetben is. Az ív viszonylag széles teljesítménytartományban szabályozható, alkalmazható egyaránt egyenárammal, váltakozó árammal és impulzusívű áramforrással is. Mivel salakképződés nincs illetve fröcskölés is alig lép fel, a hegesztés után minimális tisztító eljárás van csak szükség. Az eljárás során füstképződés nincs így a hegesztő egészsége nem forog veszélyben továbbá így a hegesztő az ívet és a hegfürdőt jól látja, mely segít a jó minőségű varratkialakításában. Kiváló minőségű vartat készíthető mind külső,

13 esztétikai mind mechanikai tulajdonságait tekintve. Széles körben alkalmazható, szinte minden az iparban előforduló fém és ötvözeteik hegesztésére alkalmas. Számos előnye ellenére meg kell említeni pár hátrányos jellemzőt is melyek ellensúlyozzák alkalmazásának gyakoriságát. A hélium mentes védőgázokban csak kis áramsűrűség és alacsony ívfeszültség állítható elő, melynek hatására nem érhető el nagy beolvadási mélység, tehát vastag alapanyagok hegesztésére kevésbé alkalmas. Kézi változata kétkezes hegesztő technikával végezhető csak, ezért képzett hegesztőt igényel. Gazdasági szempontból is több hátrányos tényezőt említhetünk meg mivel berendezése, elektródja és a védőgáz biztosítása jelentős költségekkel jár, továbbá nem túl termelékeny. A védőgáz miatt külön gázellátó infrastruktúra kiépítése szükséges hozzá Az eljárás alkalmazási területei A fent leírtak alapján megállapíthatjuk, hogy a kiváló minőség magas költségekkel jár együtt, ezért komoly megfontolásokat igényel annak eldöntése, hogy megéri-e az eljárás alkalmazása vagy pedig célszerű más megoldáshoz folyamodni. Mindezek miatt viszonylag szűk területen alkalmazott eljárásnak számít. Rendszerint értékes alapanyagoknál vagy pedig olyan esetekben alkalmazzák, amikor leolvadó hozaganyagos eljárással nehezen hegeszthető lenne az anyag. Továbbá ha magas minőség van elő írva, mint például jellemzően erősen ötvözött, korrózióálló és hőálló acéloknál. Olyan körülmények között is ajánlott a használata, ha szabályozott hőbevitelre van szükség, mert itt kihasználhatjuk a hőbeviteltől független hozaganyag adagolás előnyeit, például helyszíni csőhegesztés gyöksorainál. Továbbá a megfelelő hozaganyag alkalmazásával, például öntött, keramikus vagy kompozit pálcákkal felrakó hegesztésként is alkalmazható igényes felületi bevonatok készítésére.[9] 2.3. A védőgáz szerepe, fajtái A védőgáz, mint azt a neve is mutatja, védelmi szerepet tölt be a hegesztés során. Az ívet egy gázburok veszi körül, mely így megakadályozza a levegőben lévő oxigén miatt

14 esetlegesen felléphető káros jelenségeket, mint például az elektród oxidációja. Ennél az eljárásnál semleges védőgázokat, nemesgázokat alkalmaznak. A nemezgázok kedvező tulajdonságai, hogy nem oldódnak a hegfürdőben, nem lépnek kémiai reakcióba az alapanyaggal, nincs, robbanásveszély illetve az eljárás során nem képződik a hegesztő egészségére ártalmas füst. Ezeken belül az argon és a hélium a leggyakoribb, mert a többi nemesgáz nagyságrendekkel drágább, így nem éri meg a használatuk. Bizonyos helyzetekben héliumot is adagolnak a másik gáz mellé. Számos tényezőt befolyásol, az alkalmazott védőgáz fajtája. A különböző védőgáz keverékek összetétele nagyban befolyásolhatja, hogy mely anyagminőségeknél ajánlott a használatuk. Az argon, hélium, hidrogén gáz gyakorlatban rendszerint alkalmazott különböző arányait és ezek célszerű alkalmazási területeit az alábbi ábra részletezi. 4. ábra Jellemző védőgáz összetétel és alkalmazási területei [10] Hélium esetében nagyobb hőáramot és ívfeszültséget biztosít, mint az argon, illetve kedvezőbb hővezető képessége miatt egyenletesebb beolvadási alak érhető el vele. Ezzel szemben az argon stabilabb ívet és könnyebb ívgyújtást tesz lehetővé.[9] A gázburok hatásossága nagymértékben függ a sűrűségétől és az alkalmazott hegesztési sebességtől. Túl nagy sebesség esetén előfordulhat, hogy az ív kilép a védőburokból, ezért ügyelni kell a megfelelő érték megválasztására. A hegesztés során az áramkörbe való bekötés

15 miatt az elektród és az alapanyag anódként és katódként viselkedhet annak függvényében, hogy egyenes vagy pedig fordított polaritású kapcsolást alkalmazunk-e. Megfigyelhető, hogy az anód hőmérséklete valamennyivel magasabb, mint a katódé, mely jelenségnek az oka, hogy a katódból kiinduló nagysebességű elektronok becsapódásának hatására nagyobb hőmennyiség fejlődik. Ezt a jelenséget az argon védőgáz tovább erősíti, mivel egyatomos gáz lévén könnyebben mozognak benne az elektronok, mint például a kétatomos levegőben.[11] 2.4. A polaritás és az áramnem szerepe AWI eljárásnál Mint azt az előbbiekben láthattuk, a védőgáz és a polaritás megválasztása hatással van egymásra. A gyakorlatban az egyenes polaritás az elterjedtebb a kedvezőbb ívgyújtási és ívfenntartási tulajdonságoknak köszönhetően és ez károsítja kevésbé a volfrámelektródot. Ebben az esetben az elektróda van negatív a pólusra kapcsolva, s ilyenkor mélyebb beolvadási mélység figyelhető meg. Azonban számos alkalommal mégis célszerűbb fordított polaritást alkalmazni melynél az alapanyag a negatív pólusú katód, míg az elektród a pozitív anód. Ilyen kapcsolási módszernél valósítható meg az úgynevezett oxidbontás folyamata. Az argon ionok bombázzák az anyag felületén képződött oxidréteget s így a mechanikai hatásra feltöredezik a réteg, majd a kilépő elektronok fellazítják azt. Hátránya azonban, hogy így a keletkező hőmennyiség körülbelül 70%-a az elektródon keletkezik melynek hatására megolvadhat, s a lecseppenő elektród pedig a hegfürdőbe kerülve szennyezi azt. Váltakozó áram használatával elkerülhető a túlhevülés mivel ilyenkor az oxidbontás az egyik félperiódusban történik, a másikban pedig mélyebb beolvadásra kerül sor.[12] A védőgáz és az áram polaritása közötti fontosabb összefüggéseket az alábbi ábra szemlélteti.

16 ábra A védőgáz és az áram polaritásának összefüggései [10] A védőgáz fajtája és az áram együttesen nagymértékben tudja befolyásolni a beolvadási mélységet és a kialakuló hegfürdő alakját. Továbbá megfigyelhető, hogy azonos áramerősség esetén, de más gázösszetétel alkalmazása esetén is jelentős eltérések jelentkeznek az előbbi tulajdonságokban. Az alábbi ábra ezt szemlélteti. 6. ábra A beolvadás sematikus vázlata 150 A áramerősség esetén [10] Látható, hogy már minimális, pár százaléknyi összetétel különbség is a védőgázban komoly hatással bírhat a varratképződés folyamatára [10]. Összefoglalva az előzőekben leírtakat elmondható, hogy nagyon alapos megfontolásokat igényel a megfelelő paraméterek megválasztása mivel jelentős mértékben befolyásolják a létrehozandó varrat minőségét. Tehát fontos, hogy a lehető legjobban ismerjük a körülményeket illetve a várható igénybevételeket, hogy biztosítsuk a paraméterek ideális megválasztásának lehetőségét.

17 Az AWI hegesztő berendezése és eszközei A technológia megvalósításához egy összeállított, komplett berendezésre van szükség, hogy alkalmazható legyen az eljárás. A berendezés részei az alábbi elemekből tevődik össze: hegesztőpisztoly áramforrás vezérlőberendezés nagyfrekvenciás ív stabilizátor tömlők gázpalack Ezek mellé tartoznák további eszközök is, melyek az eljárás alkalmazását teszik egyszerűbbé vagy pedig segítik a jobb minőségű varrat létrehozását. elektróda volfrámköszörű krátertöltő berendezés lábpedál impulzusadó TIG-PEN A berendezés részeinek és az eszközök szerepét és tulajdonságait az alábbiakban részletezem.[13] Hegesztőpisztoly Kialakítás szerint kettő fajtát különböztetünk meg. Égő esetében a markolat egytengelyű a kábelköteggel, illetve a fej vagy nyak rész lehet egyenes vagy úgynevezett hattyúnyakú, más néven hajlított kialakítású. Pisztolyról pedig akkor beszélünk, ha a markolat vagy merőleges, vagy pedig valamilyen szöget zár be a kábelköteg végével.

18 Nagyteljesítményű pisztolyok esetében szükséges víz vagy léghűtés biztosítása is. A pisztoly tartozékait az alábbi robbantott ábra mutatja be. 7. ábra Az AWI hegesztőpisztoly tartozékai [13] A pisztolytest (1) szerepe a fenti ábrán látható tartozékok illetve a kábelkötegek csatlakozásának biztosítása. Ennek a terhelhetősége szabja meg a lehetséges terhelését az eszközöknek. nehezen hozzáférhető helyeknél célszerű lehet a flexibilis kialakítású égőtest használata. A test általában egy szigetelő keménygumi bevonattal van ellátva, de bizonyos estekben más bevonatokat is alkalmaznak (például HFCTM). Ezek megválasztásának függvényében változik a pisztolytestek élettartama is. A sapka ( ) a pisztolytest felső végéhez menetesen illeszkedő alkatrész, amely a patront beszorítja a szorítótestbe, a kívánt helyzetben rögzítve a W-elektródát. A szabványos hosszúságú (175mm) W-elektródához szükséges az úgynevezett hosszú sapka (2). Szűk helyen végzett hegesztéshez (rövidebb volfrámot használva) közepes (3) vagy rövid (4) sapkát kell választani. Fontos a tömítő O-gyűrű (5) használata, ennek hiánya vagy hibája a védőgáz levegővel való szennyeződését okozza. A volfrám elektród különböző átmérőben és összetételben kapható melyek kiválasztása az adott helyzetben szükséges áram neme és nagyságának függvényében történik. Ezt részletesebben a későbbiekben tárgyalom.

19 A gázterelő (7) egy hőálló anyagból, például kerámiából, készült fúvóka, melynek átmérőjét az elektród illetve az áramerősség együttese határozza meg. Minél nagyobb az áramerősség, tehát a hegfürdő is, annál nagyobb átmérőre van szükség. A szorítótest feladata a patron befogása, rendszerint rézből készül. Speciális változata a gázlencse melynek további szerepe a védőgáz megfelelő áramlásának biztosítása. A finom, szinterfém szűrőn keresztül átáramló gáz közel laminárissá változik, melynek hatására az elektródtól nagyobb távolságra is kellő gázvédelem jön létre. Az elektród és a gázterelő szükséges kilépő nyílásának átmérője lapján választjuk meg a méretét.[13] Áramforrás Az áramforrás segítségével a hálózati tápáramot átalakítjuk hegesztő árammá az adott hegesztésnek megfelelő módon. Kézi AWI eljáráshoz eső statikus jelleggörbéjű áramot kell választani. Az eljárás végezhető egyen és váltóárammal is épp ezért manapság már minden áramforrás kombinált, melyek képesek mindkét áram nem létrehozására. Azonban mindkét esetben lényeges előírás, hogy kis áramerősség tartományokban is jól szabályozható legyen a megfelelő varratminőség elérése érdekében. Tehát az áramforrásnak tudnia kell követni az ív főbb jellemzőinek változását illetve biztosítani kell az ív könnyű újragyújtását. Az előbbi alapvető követelményeken túl további szempontokat is figyelembe kell venni a megválasztásakor. Lényeges hogy szükség esetén a munka megszakítása nélkül lehessen módosítani az ármerősséget, finom, fokozatmentes módon. Gazdasági szempontokat nézve, fontos, hogy jó hatásfokkal bírjon, ne legyen drága az üzemeltetése, illetve minimális mértékű karbantartást igényeljen csak. A szükséges hegesztőáram nagyságát befolyásolja, hogy milyen alapanyaggal dolgozunk, és hogy milyen beolvadási mélységet szeretnénk elérni. Ezeket is figyelembe kell venni az áramforrás megválasztásakor abból kifolyólag, hogy biztosítva legyen, hogy az áramforrás képes előállítani az adott munkavégzésnél szükséges áramerősséget.[13]

20 Egyenáramú AWI hegesztőgépek Alapvetően két típust különböztetünk meg e gépcsoporton belül, a tirisztoros és az inverteres áramforrásokat. Az előbbi, hagyományos konstrukciójú hegesztőgépre rendszerint jellemző a nagy méret és tömeg mely hosszú élettartamot, stabil működést biztosít. Ez azonban drága gyártási költségeket von maga után, ezért egyre inkább háttérbe szorul az olcsóbb kialakítású inverteres hegesztőgépekkel szemben. Az utóbbi áramforrás típust jóval kisebb méretek és tömeg jellemzi. Kisebb élettartamúak azonban sokkal szélesebb körben alkalmazhatóak, a precíz szabályozhatóságnak és programozhatóságnak köszönhetően.[13] Váltakozó áramú AWI hegesztőgépek A váltakozó áramú hegesztőgépek esetén három típusról beszélhetünk. Az első a transzformátoros áramforrások, melyek ma már ritka esetben használatosak a korszerűbb technológiák megjelenésének következtében. Azonban mivel olcsó kialakítású, bizonyos esetekben célszerű lehet az alkalmazása egy vezérlővel való kiegészítés útján. De figyelembe kell venni, hogy a transzformátor árama nem független az ívhossztól, mint az elektronikus vezérléseknél, ezért a hegesztőnek jóval nagyobb ügyességre van szüksége megfelelő minőségű varrat létrehozásra. A másik csoport a tirisztoros (AC/DC) áramforrások. A szinuszosan váltakozó hálózati feszültség egyszerű transzformálása helyett, váltakozó polaritású egyenfeszültség szolgál az ív táplálására. Számos előnye szól alkalmazás mellett. Az ívgyújtáshoz szükséges feszültség szinte azonnal rendelkezésre áll így nincs szükség folyamatos nagyfrekvenciás támogatásra. Működése során nem alakul ki egyenáramú komponens, tehát a szimmetrikus, változó áram nem tolódik el a negatív áram irányába, így a transzformátor teljes teljesítménye kihasználható továbbá lehetővé válik a pozitív és a negatív fél periódus változtatása is. Mivel képes a hálózati áramforrás ingadozásának kompenzálásra stabil hegesztőáram állítható elő vele.

21 S végül az utolsó típus az inverteres (AC/DC) áramforrások. Ez lehetővé teszi az impulzus hegesztés megvalósítását melynek lényege, hogy egy munkafolyamat során periódikusan változik a hegesztőáram nagysága. Az impulzushegesztésnek több üzemmódja lehetséges. A hagyományos, négyszög alakú impulzusok gyakran túl kemény áramváltozása tompítható a trapéz alakú impulzusok választásával. Váltakozó árammal is lehetséges impulzushegesztés. Váltakozó áramú hegesztés lehetséges négyszög hullámmal és a lényegesen lágyabb ívet adó, kvázi szinuszos árammal.[13] Vezérlőberendezés A vezérlőberendezés az áramforrásba beépítve vagy önálló egységként is használatos, utóbbi esetben különböző áramforrásokhoz csatlakoztatható. Fő feladatai az áram relék kapcsolása, ívgyújtás segédegységének kapcsolása, védőgáz szelepeinek nyitása, zárása, krátertöltő egység kapcsolása, illetve gáz és vízellátás ellenőrzése.[13] Nagyfrekvenciás ív stabilizátor Ez a berendezés az ívgyújtás elősegítésére szolgál. Váltakozó áramú áramforrás esetén a gyújtás egyenárammal történik, majd utána a stabilizátor automatikusan átkapcsol váltakozó áramra. Használat előtt azonban figyelembe kell venni, hogy mellé be kell építeni egy költséges zavarszűrő berendezést a környező tv illetve rádióvétel zavaró hatásának megszüntetéséért.[13] Gázinfrastruktúra A hegesztőtömlő általában a védőgázt és az áramot, vízhűtéses pisztolyoknál a hűtővizet is vezeti. Az áramot bevezető csupasz rézkábelt az elvezetett vízzel hűti. Sűrített, cseppfolyósított vagy nyomás alatt oldott gázok tárolására vagy szállítására készített nyomástartó berendezések a gázpalackok. Az anyaga általában fémből vagy valamilyen kompozit anyagból készült. Megengedett maximális űrtartalma legfeljebb 150 liter lehet és a hossza nem lehet több az átmérőjének tízszeresénél. A tartalmazott

22 gázok függvényében eltérő színekben találhatóak meg a könnyebb megkülönböztethetőség érdekében.[13] Volfrámelektród A hegesztés minőségének szempontjából szintén fontos szerepet tölt be az elektród anyaga, tisztasága, kialakítása és átmérője. Az összetétellel és jelölésekkel kapcsolatos információkat az MSZ EN ISO 6848: szabvány tartalmazza. A különböző elektród típusokat eltérő színekkel jelölik. Ezekre a jelölésekre, összetételre vonatkozik az alábbi táblázat. 8. ábra Volfrám elektród összetétele, jele színjelölése [10] A különböző összetétel befolyásolja az alkalmazhatóság tartományát illetve a célszerű kialakítást. Az alábbi fő ötvözési csoportokat különböztetjük meg. Ötvözetlen volfrám elektród: Váltóáram esetén jó ívstabilitás, sima gömbölyű elektród hegy, olcsóbb, mint az ötvözött elektródok

23 Tórium-oxiddal ötvözött volfrám elektród: Könnyebb az ívgyújtás, hosszabb az élettartam és nagyobb az áramterhelhetőség. Az egészségre ártalmas, de mégis ez a leggyakrabban alkalmazott. Cirkónium-oxiddal ötvözött volfrám elektród: Kevésbé szennyezi az elektród a hegfürdőt, nehezebb az ívgyújtás vele, mint a tóriummal ötvözött volfrám elektróda esetében. Lantán-oxiddal ötvözött volfrám elektród: Hosszabb élettartam, mint a tóriummal ötvözött volfrám elektróda esetében (plazma eljárás). A megfelelő elektród kiválasztásának alapja a hegesztőáram nagysága és neme. Az áramtelhetőség függ az összetételtől és az elektród kialakításától is. Ezekre példát az alábbi táblázatok mutatnak. 9. ábra Volfrám elektród választás az áramerősség függvényében [10] 10. ábra Ötvözetlen és tóriummal ötvözött elektród áramterhelhetősége a kialakítás függvényében [10]

24 Az elektród hegyének kialakítása számos formájú lehet. A célszerű kialakítás függvénye annak, hogy egyenárammal vagy pedig váltakozó árammal hegesztünk, illetve mekkora varratméretet szeretnénk létrehozni. Pár jellemző kialakítást szemléltet az alábbi ábra jellemző adatokkal.[10] 11. ábra Volfrám elektróda hegyének kialakítása [10] Összesítve láthatjuk, hogy bonyolult és összetett eljárásnak tekinthető az argon védőgázos volfrám elektródos ívhegesztés, de kiváló minőségű varrat készíthető vele. Ezért, ha a gazdasági és technológiai megfontolások sem szólnak az alkalmazása ellen adott helyzetben, elmondható, hogy az egyik legkiválóbb eljárásként tartható számon. Egy másik, automatizált változata is létezik ennek a hegesztési eljárásnak, mely alapelveiben megegyezik, de a berendezésekben, eszközökben és alkalmazási sajátosságai mégis eltérnek. Ezt orbitális AWI hegesztésként ismerik Orbitális AWI hegesztés technológia elemzése Az automatizált, orbitális hegesztés technológia körülbelül az 1960-as években jelent meg mikor a repülőgépiparban igény merült fel egy hatásosabb, jobb minőségű hegesztő eljárás kidolgozására a hidraulikus csövek hegesztésénél. Egy olyan mechanizmust

25 hoztak létre mely során a volfrám elektróda mozgott körbe a hegesztendő cső körül. A hegesztést teljes mértékben egy vezérlőberendezés szabályozta, ezáltal automatizálva a folyamat egészét. Az eredmény egy még precízebb és megbízhatóbb hegesztési technológia lett, mint az addigi hagyományos kézi hegesztési módszer. A gyakorlatban az 1980-as évekre terjedt el az iparban, amikorra sikerült a berendezés méretét és kialakítását lecsökkenteni annyira, hogy könnyen hordozható legyen és alkalmazni tudják helyszíni csőhegesztéseknél. A számítógépes vezérlőrendszernek köszönhetően a hegesztő képességei részben háttérbe szorultak így csökkentve drasztikusan a felmerülhető hibalehetőségek számát és biztosítva az azonos minőségű varratok elkészítésének ismételhetőségét. Napjainkra számos eltérő kialakítású orbitális hegesztő berendezés született meg melyek mindegyike jól alkalmazkodik a különböző hegesztési helyzetekhez és körülményekhez. Az alábbi kép egy ilyen berendezést szemléltet. 12. ábra Orbitális csőhegesztő eljárás. [14] Jóval termelékenyebb eljárás, mint a kézzel végzett hegesztések így többszörösen képes visszahozni a beruházási költségét. A megfelelő paraméterek beállításával, nagyságrendekkel jobb minőségű varratok készíthetőek, mint kézi megfelelőjével. Továbbá sok esetben csak ezzel a hegesztési módszerrel érhető el a megkövetelt minőségi szint.. Alkalmazása nem igényel minősített hegesztőt, ami további

26 megtakarításokat eredményezhet a tulajdonos számára. Általában olyan helyeken célszerű az alkalmazása ahol a cső nem forgatható vagy nehezen oldható meg, illetve korlátozott a hozzáférés a hegesztendő helyen és nem látható jól a hegesztést végző személy által.[15] Sok esetben csőhegesztésnél a munkadarab tűrése, falvastagsága és kialakítása annyira pontos, hogy különösebb probléma nélkül, könnyedén hegeszthető, főleg hosszvarrat készítésekor. Azonban számos esetben fellépnek rendellenességek, kimondottan nagyátmérőjű csöveknél, mint például pontatlan gyártás, rossz varrat előkészítés stb. Ezek könnyedén rossz minőségű varrathoz vezethetnek, mely nem felel meg az előírt követelményeknek. Ezért fontos tényező tud lenni, a folyamatos visszajelzés a rendszertől a hegesztés közben is. Erre hozták létre az adaptív, orbitális hegesztő technológiát, melynek lényege, hogy a vezérlés folyamatosan elemzi, vizsgálja a munkadarabot és az azonnali kiértékelésnek köszönhetően változtatja kellő mértékben a szükséges paramétereket ezáltal biztosítva a megfelelő tulajdonságokkal rendelkezhető varratképződést. A vezérlőrendszer képes megtalálni a kialakítandó kötés középpontját, így gondosan elhelyezett és irányú varrat hozható létre, nincs eltérés. A paraméterek állandó változása stabil, precíz ívet eredményez. Továbbá pontosan szabályozza az áramerősséget, hegesztési sebességet, amely gyakran a lehetséges felsőhatár közelében van, az ív hosszát, impulzusidőt és még számos más paraméter az igény függvényében. Nap, mint nap fejlődik ennek a technológiája, egyre több és modernebb megoldást alkalmaznak a hegesztés közbeni alkalmazkodóképesség javítására. Lézeres érzékelés, képelemzés, hegfürdő méretének ellenőrzése, hő elemzés és valós idejű vezérlés teszik elérhetővé az iparban elért kiemelkedő eredményeket ezzel a technológiával. Azonban ahogy folyamatosan változnak az igények és a kialakítások komplexitása úgy továbbra is szükség van fejlesztésekre.[16] Az orbitális hegesztési eljárásokat rendszerint csövek, csővezetékek, csőszerelvények, csőszerű alkatrészek hőcserélő csőfalak jellemző automatizált technológia. Általánosságban elmondható, hogy az alapsajátosságok és az ívgyújtás elve

27 hasonlóan zajlik, mint a korábbiakban részletezett hagyományos AWI technológiánál. Volfrám elektróddal történik az ívgyújtás argon védőgázban. Szintén működtethető egyenárammal és váltakozó árammal, egyenes vagy fordított polaritású kapcsolásban. Azonban orbitális AWI hegesztés esetében jóval nagyobb termelékenységről beszélhetünk, mint elődjénél. Ennél az eljárásnál az elektróda körbejárja a körszimmetrikus munkadarabot egy programozott vezérlés segítségével. A hegesztési paramétereket előre betáplálják azonban a már említett valós idejű ellenőrzés során folyamatosan változtatja, ezzel értékeit a megfelelő tartományban, a minőség fenntartása érdekében. A jellemző hegesztési helyzetek azonosak mit a hagyományos AWI csőhegesztés esetén, tehát rendszerint PB, PC, PD, PH és PJ helyzetekben alkalmazzák. Az eljárás során a impulzust preferálják. Hozaganyagos hegesztés esetén a huzalt a berendezés előtoló motorja adagolja. Egy körvarrat elkészítéséhez 380 -os fordulatot tesz meg. Azért haladja meg a 360 -os szöget, hogy biztosítva legyen a tökéletes összeolvadás és ne alakuljon ki a varrat végén összeolvadási hiba. Azonban beállítható magasabb érték is többsoros varratkialakítás érdekében. Mint minden eljárásnál itt is fontos megemlíteni az előnyöket és hátrányokat. Amennyiben biztosítva van a helyes varrat előkészítés teljes mértékben reprodukálható ugyan az a minőségű varrat, mint először, s ennek következtében kevesebb utólagos vizsgálatot is igényel a kötés. Az emberi tényezőkből származó hibák teljesen eltűnnek mivel minden gépi vezérlésű. A korszerű berendezések könnyen kezelhetőek, nem igényelnek magasan szakképzett, minősített hegesztőket. A varrat tulajdonságai rugalmasan beállíthatóak. Ezekkel szemben az alábbi hátrányokkal rendelkezik. Külön programozást igényel, ha eltérő csőátmérőjű, falvastagságú vagy alapanyagú munkadarabbal dolgozunk, mint az előzőekben. Viszonylag nagy beruházási költséggel jár ezért csak nagy sorozat esetén hozza vissza az árát. Nagyon szigorú előírásoknak kell megfelelnie a varrat előkészítésnek, mert hiba esetén könnyedén javíthatatlan, selejt termék készülhet el. A hegesztőfejek speciális kialakítása korlátozza az alkalmazhatósági tartományt, eltérő méretekhez, eltérő fej szükséges.[17]

28 Tehát megállapítható, hogy a kiváló minőségű és termelékeny technológia speciális körülményeket, eszközöket igényel, ezért viszonylag leszűkül az alkalmazhatóságának tartománya és csak bizonyos helyzetben célszerű a használata. Összehasonlítva a kialakítását a hagyományos volfrám elektródos eljárással, az egyik nagy különbség a hegesztőfej kialakításában lelhető meg. Orbitális AWI eljárásnál alapvetően 3 eltérő fejet használnak. Zárt és nyitott rendszerű, illetve csőfal hegesztőfejet. A zártfejű módszernél szinte kivétel nélkül hozaganyag nélkül történik a hegesztés. mivel a huzalelőtolás nem lehetséges. Emiatt külön figyelmet kell fordítani a varratdudor formájára, mert a különböző pozíciókban a gravitáció hatására eltérő formájú lehet. Ez azonban javítható a megfelelő programozás segítségével. Olyan esetekben ahol kimondottan előírás egy bizonyos méretű gyök és korona oldali varratdudor, rendszerint nem alkalmazható a zárt rendszerű hegesztőfej. Megoldás lehet erre a problémára továbbá az is, hogy teljesen átolvadó gyűrűket alkalmazunk melyek így hozaganyagként szolgálhatnak, ezáltal biztosítva a varratbeesés jelenségének elkerülését. Mivel a varrat zárt térrészben képződik, melyet megtöltünk védőgázzal, jó hatásfokú hegesztésről beszélhetünk. Akár a teljes futtatási szín nélküli hegesztés is megoldható azonban ez jelentős többletköltséggel jár mivel a nemesgázok drága anyagok, ezért célszerűbb egy utólagos tisztítási eljárás alkalmazása. A hátránya ezeknek a hegesztőfejeknek, hogy csak adott átmérőtartomány hegesztésére alkalmasak, ha ettől eltérünk, egy új fejet kell beszerezni. Az alábbi képen egy zárt rendszerű orbitális hegesztőfejet láthatunk.

29 ábra Zárt rendszerű orbitális hegesztőfej [18] Nagy teljesítményű, de kisebb méretű fejeknél biztosítani kell intenzív vízhűtést is. Masszívabb méreteknél ez kevésbé okoz problémát mivel nagyobb fémtömegükből adódóan, jobban viselik a hőterhelést és könnyebben elvezetődik a keletkező hő. Zárt rendszerű hegesztőfejeknél nem szükséges fűzővarratok használata mivel megtartja a munkadarabokat az illesztésnél szorítópofák segítségével.[17] A nyitott rendszerű fejeknél alkalmazható hozaganyag, például huzal formájában melyek rendszerint 0,6 1,0 mm átmérőjűek. A huzal adagolásának szabályozásával befolyásolhatjuk a varrat geometriáját is. A huzalelőtoló sebesség állíthatósága lehetővé teszi, hogy az impulzusokhoz vagy az alapáramhoz állítsuk és folyamatosan változtassuk az adagolást így biztosítva az egyenletes beolvadást. Itt a gázvédelem kevésbé hatékony, mint a zárt rendszerű hegesztésnél lévén, hogy nyitott rendszerben kell biztosítani a védelmet. Ez azt eredményezi, hogy ügyelni kell a környezetre, mert érzékenyebb a huzatra. A gyengébb gázvédelem miatt a futtatási színek erőteljesebben láthatóak. Ezekre a fejekre is jellemző, hogy különböző méretekben kaphatóak, azonban ezek már fokozatmentesen állíthatóak egy adott tartományon belül. Nyitott rendszerű hegesztőfejeknél szükséges a fűzővarratok alkalmazása a pontos illesztés érdekében mivel a hegesztőfej csak az egyik munkadarabhoz rögzíthető. Az elektróda távolsága állandó a munkadarabhoz képest a görgős kialakításnak köszönhetően. A legmodernebb

30 fejeknél már a vezérlés is szabályozza a távolságot az ívfeszültség nagyságának mérésével.[17] Az alkalmazási területtől függően itt is különböző kialakítású fejeket különböztethetünk meg. Erre mutat egy példát az alábbi ábra. 14. ábra Nyílt rendszerű orbitális hegesztőfej [19] Csőfalhegesztőfejek Ebben a csoportban megtalálhatóak egyaránt hozaganyagos, illetve hozaganyag nélkül hegesztő kialakítású fejek is. A legjobb minőség elérése érdekében, a legjobb konstrukció az mikor a huzal a hegesztőfej végén kialakított dobra van feltekerve, mert így biztosítható a csavarodás mentes adagolás. Az alábbi ábrán egy dob nélküli kialakítású hegesztőfej látható

31 ábra Csőfalhegesztőfej [20] Legjellemzőbb felhasználási területük a hőcserélők csőfalainak csővéghegesztése.[17] Áramforrások, védőgázok, volfrámelektródok Az áramforrások áram nemükben, teljesítményükben és kiépítettségükben különböznek. Léteznek kompakt berendezések, amelyek egy egységbe építve rendelkeznek hűtőegységgel, számítógép-vezérléssel, monitorral, inverteres áramforrással, képernyővel, nyomtatóval, hűtővíz és gázátfolyási felügyeletet ellátó eszközökkel. Elérhetők alumínium csövek hegesztésére alkalmas AC áramforrások is. Az ívgyújtás jellemzőem nagyfrekvenciás gyújtással történik. Az alkalmazott gázok típusai azonosak a hagyományos AWI hegesztésnél lévőkkel. Azonban itt kétfajta gázvédelemre van szükség, egy mely védi a volfrám elektródot, hegfürdőt vagy varratot és még egy mely a varrat gyökoldalát védi, illetve megtámasztja a hegfürdőt. A megtámasztás csökkenti a gravitáció hatását a hegfürdőre az egyes pozíciókban így csökkentve többek között a varratbeesés vagy varratrogyás mértékét. Ezenfelül védi a gyökoldalt az oxidációtól is. A nyomás szabályozhatóságának köszönhetően az eltérő hegesztési pozíciókban is a kívánt mértékben alakítható a varrat

32 geometriája. Legjellemzőbb a 4.0 és a 4.5 Argon, illetve a 2 vagy 5% hidrogén tartalmú formáló gáz, amely ausztenites acéloknál használatos. Már 2% hidrogén rendkívül jótékony hatással a gyökoldali beolvadásra illetve a varrat terülésére a hidrogén kiváló hővezető képességének köszönhetően. Lehetőség van a hegesztés megkezdését egy adott oxigén koncentráció értékhez kötni, mely esetben a vezérlés csak a megadott érték alatt indítja el a munkafolyamatot, így biztosítva a megfelelő gázvédelmet. Az egyes orbitális hegesztő berendezéseket gyártók rendszerint ajánlanak volfrám elektródokat is. Ezt azért fontos figyelembe venni mivel az elektródok eltérő összetételük miatt eltérő ívgyújtási és elektron emissziós tulajdonságokkal bírnak a hegesztőprogramok pedig egy adott elektródtípushoz vannak beállítva. Zárt és nyitott rendszerű hegesztőfejekhez a 60 -os hegykialakítás a jellemző, átmérőjét pedig az áramerősség függvényében választjuk meg, de jellemzően 1,6 2,4 mm között mozog. Helytelenül leköszörült vagy elöregedett elektród esetén könnyen előfordulhat, hogy az ív nem a kívánt helyen jön létre ezért kellő figyelmet kell fordítani a helyes kialakításra. Összetételüket tekintve azonosak a hagyományos AWI hegesztésnél megismertekkel. [17]

33 FOGYÓELEKTRÓDÁS VÉDŐGÁZOS ÍVHEGESZTÉS ALAPJAI A másik gyakran alkalmazott eljárás a fogyóelektródás védőgázos ívhegesztés. Szabvány jelölése MSZ EN ISO 4063:2016 szerint a 13x-es eljárások tartoznak ide. Alcsoportjaival későbbiekben foglalkozom. Napjainkban az egyik leggyakoribb hegesztési eljárás. A népszerűsége annak köszönhető, hogy elég nagy termelékenység érhető el vele, különösen olyan esetekben mikor megvalósítható az automatizálás. Az automatizálás gyakorta kiterjed mind a munkadarabra illetve a huzaladagolásra is. Ezen eljárásnál a huzalt villamos ív olvasztja le ezzel valósítva meg az anyagátvitelt. A huzal kettős szerepet játszik, mivel egyszerre szolgál az áramot vezető elektródaként illetve hozaganyagként is. A hegesztőívet és a hegfürdőt is egyaránt védőgáz védi mely két típusú, semleges és aktív lehet. Az előbbi esetben a védőgáz nem lép reakcióba a megolvadt fémekkel, ilyen gáz például az argon és a hélium. Utóbbi esetben viszont a gázok reakcióba lépnek így részt vesznek a hegfürdőben és a hegesztőívben végbemenő reakciókban. Ilyen gázokra példa az oxigént vagy széndioxidot tartalmazó, argonbázisú védőgázok. Az elektródaként és hozaganyagként szolgáló huzalt rendszerint tekercsre vagy dobra feltekerve tartjuk és előtoló görgők segítségével adagoljuk hajlékony huzalvezetőn keresztül a hegesztőpisztolyba. A pisztolyban található az áramátadó hüvely melyen keresztül a huzalba jut az áram. A hüvely pozitív, a munkadarab pedig negatív póluson van, amennyiben tömör huzalt alkalmazunk. Ha viszont porbeles huzalt alkalmazunk, akkor a gyártó által szolgáltatott előírásokat kell követnünk. Az áramadó hüvelyt veszi körül egy gázfúvóka mely biztosítja a védőgáz kiáramlását., aminek elsődleges célja,

34 hogy megvédje a környezeti levegő káros hatásaitól a hegfürdőt, hegesztőívet és a huzalt. Az eljáráson belül megkülönböztetünk eltérő típusokat annak függvényében, hogy milyen védőgázt és huzalt használunk a hegesztés folyamán. Ezek az alábbiak: 131 fogyóelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés, tömör huzal (AFI, MIG) 132 fogyóelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés, porbeles huzal 133 fogyóelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés, fémportöltetű huzal 135 fogyóelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés, tömör huzal(mag) 136 fogyóelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés porbeles huzalelektródával 138 fogyóelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés fémportöltetű huzalelektródával.[4] Az eljárás alap elve az alábbi képen látható. 16. ábra Fogyóelektródás védőgázos ívhegesztés elve [21] A legelterjedtebb hegesztési módszer a félig gépesített módszer, melynél a huzaladagolás automatizált, azonban a hegesztő fej mozgatása kézi. A hagyományos gépeken, az alábbi technológiai paraméterek állíthatóak: v huz huzalelőtolási sebesség l ki huzalkinyúlás

35 U h - hegesztési feszültség I - áramerősség Ezek segítségével továbbá a hőforrás termikus hatásfoka és a fázisszög felhasználásával meghatározható a hőáram. Majd ennek a hányadosát képezve a hegesztési sebességgel megkapjuk a vonalenergiát: E v = η U h I cosφ v h (2) A vonalenergia alkalmazható különböző eljárások és azonos eljáráson belül variációk összehasonlítására továbbá hegeszthetőségi kérdésekben is felhasználható megfontolásokhoz.[9] Arra törekszünk, hogy állandó ívhosszt érjünk el, melyet belső szabályozással lehet megoldani, lapos jelleggörbéjű áramforrás alkalmazásának segítségével. A hegesztési áramerősség szabályozható az előtolási sebesség változtatásával, míg az induktivitás változtatásával, az áram időbeli változása irányítható. A régi, hagyományos gépeken a paraméterek állíthatósága korlátozott, fokozatos volt emiatt a jellemző beállítás a kis áramerősség kis induktivitás vagy pedig a nagy áramerősség, nagy induktivitás volt. A mai modern berendezések, már fokozatmentesen állíthatóak, egy dinamikus induktivitás szabályozó rendszerrel vannak ellátva, tehát könnyedén állíthatóak az eltérő hegesztési feladatok által megkívánt feltételekhez.[4] 3.1. Fogyóelektródás védőgázos ívhegesztés előnyei és hátrányai Ennek a hegesztő technológiának is megvannak mind az előnyei és a hátrányai. Ezek meghatározzák alkalmazhatóságának területét, hogy milyen anyagoknál és milyen körülmények között készíthető vele jó minőségű varrat illetve, hogy alkalmazása kifizetődő-e vagy sem. Egyik fő előnye, hogy rendszerint valamilyen gázkeveréket használunk védőgázként, továbbá a hozaganyag választék is meglehetősen széles, s ezek révén számos alapanyag esetén alkalmazható. Mivel csak védőgázt használunk a hegfürdő és az ív védelmére

36 ezért nem keletkezik salakanyag, így elmarad a salakeltávolítás művelete. Jól gépesíthető és automatizálható eljárás tehát, gyors hegesztés lehetséges vele. Ebből adódik egy további előnye, mégpedig az, hogy megvalósítható a folyamatos hegesztés, lévén, hogy a huzal állandó, egyenletes adagolás egy adagoló berendezés által biztosítva van. Ennek köszönhetően nem csak gyorsabb hegesztési sebesség érhető el, hanem a mellékidők is csökkennek mivel nincs szükség a hegesztőpálcánál jelentkező gyakori cserére. Továbbá kevesebb a veszteség is mivel minimális a végmaradék ellentétben a pálcákkal ahol minden egyes darabnál veszteség lép fel. Egyes eljárásokkal szemben, mint például a bevont elektródás ívhegesztés, kevesebb füst lép fel, így az egészségre is kevésbé ártalmas. Mivel egykezes eljárás így elsajátítása nem túl bonyolult, könnyebben elvégezhető. Számos eljárás változata létezik, melynek köszönhetően rendkívül rugalmas az alkalmazási területe. A gépi huzaladagolásnak köszönhetően sokkal egyenletesebb varratminőség hozható létre a kézi adagolással szemben mivel eltűnik az emberi tényezőből származó hibázási lehetőség. Ahogy láthatjuk, számos előnye van ennek a technológiának, azonban még így is figyelembe kell venni, egyes hátrányokat, amelyek határokat szabnak alkalmazhatóságának. Költséghatékonysági szempontokat figyelembe véve elmondható, hogy összetettebb és drágább gépet igényel ez az eljárás, mint például egy bevont elektródás ívhegesztő gép. Ugyan az automatizálhatóság nagy előny, de hátrány is származik belőle, mivel az így összetettebb gép kevésbé hordozható ezáltal helyszíni hegesztésekhez nem igazán alkalmas. A huzaladagoló miatt nagyobb kialakítást igénylő hegesztőpisztoly kissé nehezebbé teszi a hozzáférést egyes hegesztési pozíciókban. A huzaladagoláshoz kapcsolódik egy további hátránya, hogy vékony és lágy huzalok esetén az előtolás nehézségekbe ütközhet, mivel könnyen hajlik és gyűrődik a huzal. Biztosítani kell a megfelelő előtoláshoz szükséges berendezést. S végül, de nem utolsó sorban egyik fontos hátránya még, hogy mivel nincs salakvédelem csak gázvédelem így érzékeny a szélre és huzatra, tehát csak olyan helyen alkalmazható a megfelelő varratminőség biztosítása érdekében ahol, e jelenségektől teljesen elzárt, mind például belső terekben vagy speciálisan kialakított helyen.[22]

37 Jellemző hegesztési hibák A hegesztés során a nem megfelelő paraméterek megválasztása vagy helytelen technika alkalmazása számos problémát eredményezhet a folyamat során. Ennél az eljárásnál leggyakrabban fellépő hibák lehetnek a porozitás, repedés, összeolvadási hibák stb. Ehhez szorosan kapcsolódik az MSZ EN ISO 5817 szabvány mely az eltérések minőségi szintjeit foglalja magába. Azonban az említett hibák nem csak a 135- ös eljárásra vonatkoznak, hanem egyaránt értendőek az AWI hegesztő eljárásra is. Csövek esetén megtalálhatóak rendszerint a lemezek hegesztésekor fellépő hibák is, de további egyedi problémák is jelentkezhetnek. Elsődlegesen fontos megemlíteni, a kedvezőtlen hegesztési helyzetet, mivel a csőnél ez folyamatosan változik, ahogy halad körbe az ív a fal mentén. Más-más technika szükséges a cső tetején illetve alján történő hegesztésnél, ezért külön figyelmet igényel a megfelelő sebesség és hegesztési paraméterek alkalmazása. Másik problémát az jelentheti, hogyha nem lehetséges egy húzásra elkészíteni a varratot, hanem megállás szükséges. Célszerű valamilyen módon a forgatás lehetőségét biztosítani. Egyénenként változó lehet, hogy a lentről felfelé vagy pedig a fentről lefelé történő hegesztési módot preferálja, ám mindegyik elsajátításához sok tapasztalatra van szükség. Nehézséget okozhat az is, hogy a hegesztés hatására elhúzódás keletkezik, tehát a két összehegesztett cső eltérő szögben fog állni, ami áramlási és szerelhetőségi problémákhoz vezethet Kezdeti beolvadási és végkráter hibák Gyakran fellépő hibának mondható, hogy a varratkészítés elején, a hozaganyag leválás túl hamar történik meg, mielőtt az alapanyag teljesen megolvadna, ezért az első pár leváló csepp nem képes megfelelő módon összeolvadni az alapfémmel, mert önmagában nem képes megolvasztani azt kellőképpen. Ez a hiba különösen akkor veszélyes, ha a varrat főleg dinamikus igénybevételnek van kitéve. Ennek elkerülése érdekében ügyelni kell arra, hogy az anyagátvitel akkor kezdődjön el mikor az alapanyag már kellő mértékben megolvadt. Ennek elvét a következő képen láthatjuk.

38 ábra Kezdeti összeolvadási hiba [23] A másik ok, ami nem tökéletes beolvadáshoz vezet az, hogy az előző varrat vége, amelyet folytatnánk tovább nincs megfelelően leköszörülve, így gátolja a jó beolvadást. Ez csöveknél, körvarratok esetében nagy figyelmet igényel amennyiben nem lehetséges egy húzással létrehozni a kötést. A nem megfelelő leköszörülésből származó hibát az alábbi ábra szemlélteti. 18. ábra Hibás leköszörülésből eredő összeolvadási probléma [23] További beolvadási hibát okozhat, ha túl nagy a választott hegesztési áramerősség és kicsi a hegesztési sebesség. Ezen hibás paraméterek miatt a hegfürdő túl nagy lesz, könnyen megfolyhat és egy kráterszerű mélyedés keletkezhet a varrat végén. Ebben a képződményben könnyedén feldúsulhatnak a szennyezők, melyek kedvezőtlen tulajdonságokhoz vezethetnek az anyagszerkezetre tett hatásuk miatt. Végkráter hibára egy példa az alább látható.[23]

39 ábra Végkráter hiba [23] Hegesztés közbeni beolvadási hibák Azonban fontos megemlíteni, hogy beolvadási hibák nem csak a varrat kezdeténél és végénél jelentkezhetnek, hanem a varrat közben is. A túl nagy hegfürdő nem előnyös, mert ez esetben is különböző problémák merülhetnek fel, főleg ha nem megfelelő az alapanyagok geometriai kialakítása. Ilyen esetek láthatóak az alábbi ábrán. 20. ábra Hibás előkészítésből adódó összeolvadási hibák [23] Amennyiben túl kicsi a leélezési szög és a gyökhézag is kicsi, igen kedvezőtlen formatényezőjű varratot kapunk, valamint mínuszos alakú is lehet a felszíne. Hasonló problémához vezethet, mint az az ábrán is látszik, ha túl nagy a gyökkialakítás. Súlyos gondot okozhat az is, ha nem megfelelő az élek illesztése, mert ferde varrat jöhet létre, így a hibás összeolvadáson felül, könnyebben is nyíródhat a varrat. Amennyiben többsoros varrat szükségeltetik, ügyelni kell a megfelelő kiköszörülésre, mert ellenkező

40 esetben, ha túl domború az első varratsor hézagok keletkezhetnek, továbbá felhalmozódhatnak a salakanyagok s így rosszabb mechanikai tulajdonságokat kapunk. Ezzel szemben az is problémát okozhat, hogyha túl alacsony a hegesztési áramerősség és teljesítmény, mert így nem olvad át teljesen az anyag és csak a felszínen alakul ki kötés. Ezt szemlélteti az alábbi ábra. 21. ábra Túl kicsi beolvadás [23] Sok-sok hibaforrása lehet a nem megfelelő összeolvadásnak. Ilyen okok lehetnek például rossz pisztolytartás, rossz hozzáférhetőség stb. Az előbbihez tartozik, hogy a hegesztőfej nem a varrat középvonalában van vagy pedig túlságosan meg van döntve. Mindegyik hibára látható egy-egy példa az ábrán.[23] 22. ábra Rossz pisztolytartási esetek [23]

41 ábra Rossz hozzáférhetőség esete [23] Gázpórusok Ezek a fajta hibák jelentős káros hatásokkal bírhatnak a varrat mechanikai minőségére ezért elkerülésük különösen fontos. Azonban kialakulásának számos oka lehet, az alábbiakban a legjelentősebbeket ismertetem. Közös jellemzőjük ezeknek a problémáknak, hogy rendszerint a gázvédelem sérülése vagy nem megfelelősége eredményezi a gázpórusok megjelenését. Az egyik jellemző forrása, hogy a gázterelő átmérője túl kicsi ezért nem megfelelő a gázvédelem. Ez abból is eredhet, hogy az egyébként megfelelő méretű gázterelő nyílását eltömíti a fröcskölés miatt létrejövő lerakódás így akadályozza a gázáramlást. 24. ábra Nem megfelelő gázvédelem okai [23] Másik kiváltó ok lehet, hogy a hegesztés során a hegesztő nem jó pozícióban vagy túl magasan tartja a pisztolyt ezért a gázvédelem nem terjed ki a hegfürdő teljes terjedelmére így az reakcióba léphet a levegővel.

42 ábra Helytelen pisztolytartás okozta gázpórusok [23] Szintén kiválthatja az is ha a hegesztés során nincs biztosítva a huzat elleni védelem és az áramló levegő úgymond elfújja a védőgázt. 26. ábra Huzat okozta hibás gázvédelem [23] Ezeken az említett lehetséges okokon kívül még számos más eset is lehetséges melyek összetettebb problémák és megoldásuk például technológiai paraméterek vagy kötéskialakítás módosításával lehetségesek. Ide sorolhatóak többek között mágneses ívfúvás, szegregáció, nem megfelelő védőgáz alkalmazása, alacsony gázoldó képesség stb.[23] Varratgeometriai hibák Az eddig említett hibákon felül meg kell említeni a szemmel láthatóakat is. Ezek közül a leggyakoribb hiba a szélkiolvadási hiba. Jellemzője, hogy a varrat széleinél nem tökéletes a varratképződés, hiányosság lép fel. Ez jól látható az alábbi ábrán.

43 ábra Szélkiolvadási hiba [23] Ennek kialakulásának szintén számos oka lehet. Ide tartoznak például a túl nagy hegesztési sebesség, ferde, helytelen pisztolytartás (bár akkor csak az egyik oldalt jelentkezik a probléma), erősen oxidáló hatású védőgáz alkalmazása vagy nagy teljesítmények esetén túl nagy a mágneses ívfúvás mértéke. Azonban ezeken kívül is rengeteg más oka lehet annak függvényében is, hogy milyen pozícióban, környezetben hegesztünk, milyen alapanyagot és huzalelektródát alkalmazunk és így tovább. Szerencsére ez a probléma viszonylag könnyen, általában szimplán a paraméterek megfelelő beállításával kiküszöbölhetőek.[23] Összesítésben tehát láthatjuk, hogy számos probléma felmerülhet a fogyóelektródás, védőgázos ívhegesztés során is. Ezért alapos megfontolásokat igényel itt is a technológiai kialakítás, megfelelő paraméterek megválasztása. További bonyodalmat okozhat, hogy ezen az eljáráson belül rengeteg altípus létezik, melyeknek más-más az előnyük és hátrányuk és eltérő követelményeket állítanak elénk a gazdaságosság és jó minőség tekintetében. Ezeket a későbbiekben részletesen taglalom Anyagátviteli módok A fogyóelektródás védőgázos ívhegesztésnél fontos megemlíteni az anyagátviteli módot mivel ez jelentősen befolyásolja az alkalmazási területet illetve a létrejövő varrat minőségét. Ezek az átviteli módok a rövidzárlatos, a szórtívű átmeneti, az impulzusívű, a forgóíves anyagátmenet, melyeket az alábbiakban részletezek Rövidzárlatos anyagátviteli mód Ezen változat során a folyamatosan adagolt huzalt ciklikusan ismétlődő rövidzárlatok segítségével olvasztjuk le. Kis hő bevitelű eljárás melynél az anyagátvitel akkor megy

44 végbe mikor az elektródát rövidre zárjuk, tehát érintkezik az alapanyaggal vagy a hegfürdővel. A folyamatot részletesen az alábbi ábra magyarázza. 28. ábra Rövidzárlatos anyagátmenet elvi ábrája [24] Az A pont az a pillanat, amikor az elektróda érintkezik hegfürdővel, ekkor rövidzár keletkezik, és az áramerősség elkezd emelkedni. A növekedés mértéke függ az indukció nagyságától. A B szakasz jellemzi azt a tartományt mikor a feszültség lassan elkezd emelkedni és az elektromágneses erő hatására az elektróda vége elkezd szűkülni az úgynevezett pinch effektus miatt tehát megkezdődik a csepp leválása miközben az áramerősség eléri a maximum értékét. A pinch effektus hatását az alábbi ábra mutatja be. 29. ábra Pinch effektus hatása az elektródára [24] A C pontban az áramerősség maximumánál végbemegy az anyagátvitel. A hegfürdőre ható széttartó fúvóerők biztosítják, hogy az olvadt anyag összeérjen és hozzáragadjon az elektródához. A D jelzésű periódusban történik az elektróda végén a

45 csepp újraformálódása. Végül az E ponttal jelzett pillanat az, amikor ismét kontakt lép fel az elektróda és a hegfürdő között, s újraindul az előzőleg részletezett ciklus. Az indukció növelésével csökken az anyagátvitel frekvenciája, tehát minden csepp nagyobb energiával fog rendelkezni és nagyobb méretű lesz. Az indukció csökkentésével növelhető a frekvencia, tehát sűrűbb lesz az anyagátvitel és a cseppek is kisebb méretűek lesznek. Ennek a jelentősége ott kap szerepet, hogy cél a minél kisebb cseppekben történő anyagátvitel, mérsékeljük a fröcskölést és, hogy biztosítsuk a minél jobb minőségű összeolvadást. A varratminőség jelentősen függ az elektróda átmérőjétől és az alkalmazott védőgáztól. Rövidzárlatos eljárás esetén az ideális elektróda átmérő mm közötti, a védőgáz pedig vagy 100% CO2 vagy pedig 75-80% argon és 20-25% CO2 keveréke. Az alacsony hő bevitelnek köszönhetően, remekül alkalmazható vékonylemezek hegesztésére. Az előnye ennek a hegesztési módszernek, hogy alkalmazható minden hegesztési pozícióban, jól viseli a rossz illesztéseket és alkalmas csövek gyökhegesztéséhez. Mindezen előnyök ellenére itt is megjelennek hátrányok, mint például, hogy használhatósága korlátozva van a falvastagságtól. Ha rossz beállításokat használunk, kedvezőtlen lehet az összeolvadás mértéke illetve nagy lehet a fröcskölés mértéke, ami jelentősen növelheti az utólagos tisztítási munkálatok költségét.[24] Szórtívű anyagátmenet Másik eljárási módszer a fogyóelektródás védőgázos ívhegesztésen belül, a szórtívű hegesztés. Itt az elektróda magasabb energia szinten olvad le ezért finomabb cseppátmenetet tapasztalhatunk, mint a rövidzárlatos módszernél. Az elvi ábrája az alábbi képen látható.

46 ábra Szórtívű eljárás elve [24] Ebben az esetben nem használható tisztán CO2 védőgáz, hanem 2 komponensű keverékre van szükség. Egyaránt használható tömör és porbeles huzal is hozaganyagként, tovább ez az eljárás jól alkalmazható egyszerűbb ötvözeteknél is, mint például alumínium, magnézium, rozsdamentes acél, nikkel és réz. A nagy energiaszint miatt a hegfürdő hígfolyós ezért csak PA és PB helyzetben alkalmazható. Általában nagyobb vastagságú szénacéloknál gyökvarratokhoz alkalmazzák ezt a technológiát. A gázkeverék összetétele jelentősen befolyásolja a varratalakot. Míg 95% argon és 5% oxigén esetén mélyebb beolvadású alakot kapunk, addig argon és 10% feletti CO2 keverék esetén kevésbé mély, kerekebb formájú beolvadási alakot érünk el. Alkalmazásának legfontosabb befolyásoló tényezői az alapanyag vastagság továbbá a lehetséges hegesztési pozíció. Kiváló formájú és minőségű varratot hozhatunk létre vele, azonban a minőséget jelentősen befolyásolja a szennyezők mértéke. Előnye, hogy nagy leolvasztási teljesítmény valósítható meg, az elektróda hatékonysága közel 98%-os. Széles a választék mind elektróda átmérő és elektróda ötvöző tartalom szempontjából. Mivel nincs fröcskölés az eljárás során így nem igényel különösebb utólagos tisztítást, ami költséghatékonyság szempontjából előnyös. Továbbá az egyik legfontosabb előnye, hogy nagyon jó összeolvadást biztosít az anyagok között a nagy energia bevitelnek köszönhetően. Hátránya azonban, hogy csak nagyon korlátozott pozíciókban alkalmazható, nagy a füstképződés mely ártalmas az egészségre. A nagy hősugárzás és a különösen erős fényhatás miatt, komolyabb védőfelszerelésre van szükség a hegesztő védelme érdekében.[24]

47 Impulzusívű anyagátmenet Az impulzusívű anyagátmenet során az áramerősség egy maximum és egy minimum érték között ingadozik ciklikusan. A cseppleválás a magas energiaszint esetén megy végbe.. Az alábbi ábra szemlélteti a hegesztés elvét. 31. ábra Impulzusívű hegesztés elve [25] Ahogy az ábra is mutatja, csak az áramerősség csúcsértékénél megy végbe a leolvadás. Az alacsony áramerősségű tartomány biztosítja az ívstabilitást, továbbá itt történik a hő bevitel jelentős része. A frekvenciája megadja, hogy másodpercenként hány periódus megy végbe a folyamat során, mely értéket befolyásolja a huzal adagolási sebessége. A változó nagyságú áramerősség és ennek állíthatósága lehetővé teszi széles tartományú lemezvastagságok esetén a használatát. Akárcsak az előzőeknél itt is meg kell említeni számos előnyt amelyek támogatják az alkalmazhatóságát. Az egyik legfontosabb előnye a többi fogyóelektródás védőgázos ívhegesztéshez képest, hogy jobb minőségű összeolvadást biztosít illetve szép varratalak érhető el. A fröcskölés mértéke elhanyagolható esetenként egyáltalán fel sem lép. Mivel nem kiemelkedően magas a bevitt energia, ezért a bevitt hő kisebb mértékű torzulásokat okoz az alapanyagban. Ezen eljárásmód során csökken a varrat hidrogéntartalma, tehát javul a varratminőség. További előnye, hogy jól kezeli az illesztési hibákat, kevésbé okoznak nem megfelelő varratokat az esetleges pontatlanságok. A jó automatizálhatóságnak köszönhetően nagy termelékenység érhető el, a huzaladagolási sebesség elérheti akár az

48 m/perc-et is. Azonban egyes hátrányai közvetlenül kapcsolódnak az előnyeihez is. Például az impulzusív biztosításához komolyabb vezérlőberendezésű gép szükséges, ami megnöveli a beruházási költségét. A védőgáz is magasabb költségekkel jár mivel, tisztán CO2 nem használható, szükség van argonra is, ami drágább. Mivel magasabb energia bevitel történik, így nagyobb fokú védettséget kell biztosítani a hegesztő számára. A váltakozó áramerősség miatt nehezebb elsajátítani az eljárást, képzettebb hegesztőt igényel.[24] Átmeneti anyagátmenet Ezen eljárás során az elektróda részben rövidzárlatosan részben pedig anélkül a gravitációs hatás segítségével olvad le. A leváló cseppek változó méretűek, de jellemzően nagy átmérőjűek, nagyobbak, mint az elektróda átmérője. Rendszerint ezek nem axiális irányban válnak le, hanem oldal irányba is eltérhetnek emiatt jelentősebb a fröcskölés mértéke. A cseppleválás karakterisztikáját az alábbi ábra szemlélteti. 32. ábra Átmeneti anyagátmenet cseppleválása [24] Ez az eljárás mód alkalmazható 100% CO2 védőgázzal is, de gyakran alkalmaznak argon-co2 keveréket is. A gyors anyagátvitelnek köszönhetően, rendkívül gyors eljárásként tekinthetünk rá. Mivel egyszerű eljárási mód így nem igényel drága berendezést továbbá az elektródák is olcsóbbak, mint más esetekben. Az egyszerűség azonban hátrányokkal is jár mivel, a nagyméretű változó irányú cseppleválás miatt nagy a fröcskölés mértéke, mely költséges utólagos tisztítást von maga után. Egyes esetekben nem biztosít teljesen jó összeolvadást mely miatt utólagos javítási munkálatok lehetnek szükségesek. [24]

49 Összesítésben látható, hogy a VFI eljáráson belül, magában az anyagátviteli módokban is számos variáció létezik. Mindegyik rendelkezik sajátos előnyeivel és hátrányaival, alkalmazásuk jelentősen függ az adott körülményektől, megkívánt követelményektől és a hegesztendő alapanyagtól. Az alábbi ábrán látható egy átfogó összehasonlítás a különböző módszerekről a feszültség-áramerősség függvényében. A CMT, az egy különleges fogyóelektródás eljárás. 33. ábra Különböző anyagátmenetek összehasonlítása [26] 3.4. Különleges védőgázos, fogyóelektródás eljárás változatok Mint azt az előzőekben részleteztem sok alfaja létezik a VFI hegesztésnek. Azonban az eddigiekben csak azok a változatok kerültek említésre, amelyeknél alapvetően csak az alkalmazott paraméterek beállításai, esetlegesen vezérlés tért el egymástól. A továbbiakban azokat a különleges típusokat tárgyalom, amelyek nem csak paramétereikben, hanem a berendezéseik kialakításában is más és más kialakításokkal bírnak.

50 Két-huzalelektródás védőgázos ívhegesztés Manapság a gép- és alkatrészgyártásban egyre növekvő igények nehezen elégíthetőek ki a véges gyártási kapacitások miatt. Emiatt szükséges a folyamatos innováció ezen a területen, beleértve a hegesztést is. Ennek eredményeképpen születnek meg az újabb és újabb, nagyobb termelékenységű hegesztő eljárások. A kéthuzalos ívhegesztés is ebbe a csoportba sorolható, mert viszonylag gazdaságos berendezés mellett nagy termelékenység érhető el vele. Az évek alatt számos eltérő kialakítás jött létre benne a különböző cégek saját fejlesztésében, ezért sok alapelvében megegyező, de kialakításban változatos hegesztési módszer létezik. Az alábbiakban többfajta rendszert is részletezek, a módszer lehető legteljesebb ismertetése érdekében. Az első fontos jellemzője ennek az eljárásnak, hogy egyszerre két huzalt adagol a berendezés a folyamat során. Azonban ennek megvalósítására több lehetőség is rendelkezésre áll. Az egyik opció mikor a két huzalt egyetlen adagoló rendszer kezeli és azonos a potenciáljuk illetve az áramforrásuk is. Másik megoldás mikor a két huzalt két különálló huzalelőtoló rendszer adagolja, azonban szintén megegyezik a potenciáljuk és áramforrásuk. S végül a harmadik lehetőség, melyet tandem hegesztésnek is hívnak, mikor eltérő mind az adagoló rendszer mind az áramforrása a két elektródának. Tehát a két huzalelektróda egymástól mondhatni elszigetelten működik és teljesen eltérő paraméterek állíthatóak be mindegyikhez. Itt megvalósítható, hogy a két huzal olyan távolságra van egymástól, hogy két többé kevésbé különálló hegfürdő keletkezik a hegesztés során. Az ESAB olyan módszert alkalmaz melynél a paraméterek külön-külön kezelhetőek azonban nincsenek nagy távolságra egymástól a huzalok, minek köszönhetően egy hegfürdő jön létre csak. Hatékonyság szempontjából az a legcélszerűbb alkalmazási módszer, ha a két elektróda beállított paraméterei eltérőek egymástól, lévén, hogy a szerepük is eltérő. Az elől haladó elektróda hozza létre a hegfürdőt, tehát ez a magasabb energiájú, majd a második elektróda tölti fel a gyököt továbbá, biztosítja a varrat felszínének egyenletességét minimális fröcskölés mellett.

51 Ennél az eljárásmódnál a bonyolultabb kialakítás pontosabb beállításokat igényel é és a következő követelményeknek teljesülnie kell. Biztosítani kell, hogy a hegesztőfej rezgésmentes és kellőképpen merev legyen, megvalósítható legyen a magas hegesztési sebesség. Utóbbihoz elengedhetetlen, hogy ne okozzon problémát a huzal egyenletes és megfelelő sebességű adagolása továbbá elegendően nagy mennyiségű huzalelektróda álljon rendelkezésre lévén a nagy mennyiségű felhasználásnak. A jó minőségű varrat létrehozásához szükség van érzékelőkre melyek folyamatosan vizsgálják a varratképzést és biztosítják a változatlan hegesztési feltételeket. Ezek a feltételek elengedhetetlenek a tandem hegesztés megvalósításához. A hegesztőfej úgy van kialakítva, hogy kiváló hűtése legyen mind az égőfejnek és a gázbevezetőnek, ami azért fontos mert így csökkenthető jelentősen az esetleges fröcskölésből származó lerakódások mértéke. Ezenfelül fontos, hogy a két elektróda egymástól teljesen elszigetelt legyen annak érdekében, hogy ne legyenek ívátcsapások a két áramkör között. Az alábbi kép egy, az ESAB által alkalmazott tandem hegesztőfejet szemléltet.[27] 34. ábra ESAB kéthuzalos hegesztőfej [27] Azonban mint minden eljárásnak, ennek is megvannak a maga korlátai. Egyik leggyakoribb hátránya volt a nagyobb méretű hegesztőfej miatt fellépő hozzáférhetőségi problémák. Nem volt alkalmas sarkok illetve szűkebb helyek hegesztésére. Továbbá a fejek rendszerint egy monoblokból álltak nem lehetett megoldani, hogy csak egy huzallal hegesszen. Erre több cég is létrehozta a saját megoldását azonban az egyik legeredményesebben a Komatsu, főleg nehézipari és bányászati gépeket gyártó cég fejlesztett ki különböző

52 megoldásokat. Fejlesztéseik számos előnyt nyújtottak a hagyományos tandem hegesztéssel szemben. Az úgynevezett flexibilis tandem hegesztési módszer közel 30%- os termelékenységnövekedést eredményezett. Az égőfej kialakítását tekintve egy rugalmas koncepciót valósítottak meg, két variációval. Az egyik a cserélhető égős, melynek lényege, hogy olyan kialakítású a fej, hogy változtatható a hegesztési mód egyhuzalos és kéthuzalos módszer között.[28] 35. ábra Cserélhető égős tandem hegesztőpisztoly [28] Ez a típus biztosítja mind a nagy sebességű hegesztést továbbá lehetővé teszi, a varratok kezdő és végpontjainak hiba nélküli hegeszthetőségét. További előnye, hogy használható az egy huzalos program is, átváltáskor egyszerűen csak a programot is át kell állítani a szükségesre. A másik kialakítás az állítható fejű hegesztőpisztoly. Ennek elve, hogy a huzalelektródák egy-mozgatható állítható ágban vannak elhelyezve tehát szükségszerűen módosítható a helyzetük a hegesztés során. 36. ábra Állítható fejű hegesztőpisztoly [28]

53 Látható az ábrán, hogy többféleképpen módosítható az elektródák pozíciója. Ez többek között azért is előnyös, mert szemben a cserélhető fejes megoldással itt megállás nélkül lehet váltani az egy huzalos és kéthuzalos módszer között, tehát a sarkak és a varratok eleje és vége anélkül hegeszthetőek kiváló minőségben, hogy meg kellene szakítani a hegesztési folyamatot. Alkalmazása főleg ott célszerű, ahol hosszú varratok készítése szükséges, mint például tartályok, acélkeretek varratai.[28] Összesítésben láthatjuk, hogy a nagy termelékenységű hegesztési eljárásokban növekvő jelentőséggel bír a kéthuzalos, védőgázos fogyóelektródás ívhegesztés. Ennek okán számos cég sok-sok eltérő saját fejlesztést alakít ki, de az alapelv ugyan az és a cél is azonos, hogy gyorsabban és olcsóbban lehessen végrehajtani a hegesztési folyamatokat.

54 KLD DOHÁNYSZÁRÍTÓ GÉP BEMUTATÁSA A szakdolgozatom egyik fő témája egy KLD típusú dohányszárító gép hegesztéstechnológiájának optimalizálása. Ezt a gépet a Hauni Hungária Gépgyártó Kft, gyártja. Ezen a gépen belül, egy gyártmánnyal, egy kondenzátum tartállyal fogok részletesebben foglalkozni, azonban, hogy ennek szerepét megértsük, először egy átfogó leírást adok magáról a dohányszárító gép működéséről. A KLD gép feladata a rajta keresztül haladó dohány szárítása. Kialakítását tekintve egy nagyméretű, körülbelül, m átmérőjű, 4-9 m hosszú, forgó dob (trommel), mely egy tartószerkezetben van elhelyezve. A méretek vevői igénytől függően változhatnak A berendezésen eltérő típusú és nagyságú hegesztett varratok találhatóak. Maga a tartószerkezet főként zárt szelvényű elemekből állnak, melyeken a varratokat védőgázos, fogyóelektródás ívhegesztéssel készítik. A jellemző varrattípusok itt a sarok- és hosszvarratok. Maga a trommel is tartalmaz hegesztett kötéseket, melyet szintén VFI eljárással készítenek. Ettől eltérő módon készülnek az installációs modul elemei, melyek szerepéről és működéséről később lesz szó. Itt a kialakított kötések legnagyobb része csőhegesztéshez köthetőek, tehát kör és egyes esetekben hosszvarratok vannak jelen. A megfelelő minőség érdekében itt elsősorban argon védőgázos volfrámelektródos ívhegesztést alkalmaznak. Ez azért is kifizetődő, mert rendszerint kis átmérőjű csövek hegesztéséről van szó, tehát hiába lassú eljárás az AWI mégis megfelelő termelékenység érthető el továbbá, fontos, hogy a varratok gáztömörek legyenek, ne lépjen fel szivárgás, porozitás. Egyedül az installációs modulban található kondenzátum tartály hegesztése történik 135-ös eljárással a méreténél fogva. A gép működése az alábbi módon zajlik.

55 A szárítani kívánt dohány beleadagolják, ami végighalad a forgásban lévő dobban, a belül elhelyezkedő lapátok segítségével. A lapátok hosszirányban párhuzamosak a dobtesttel illetve a palástfelülethez képest kicsit dőlnek, hogy a dohány tovább maradjon a lapátokon forgás közben a jobb szárítás érdekében. Ezeknek a lapátoknak a gőzzel történő fűtése és a dobtérbe beáramoltatott meleg levegő segítségével hajtják végre a szárítást. Mivel a dohány nedvességet ad le a levegőnek ezért száraz levegőt is áramoltatnak be melyet a másik végen elszívnak Annak függvényében, hogy milyen mértékű szárítást kívánnak elérni, állítható a dob forgási sebessége, illetve 1,5 és 5 között dönthető a dob a haladási irányba, annak érdekében, hogy gyorsítsák vagy lassítsák a dohány átáramlását a trommelben. A szárítás mértékét befolyásolja, hogy milyen fajtájú az adott dohány illetve, hogy milyen célra szánják, azonnali feldolgozásra vagy pedig szállításra, dobozolásra. A levegő és gőz beáramoltatása, illetve utóbbi elvezetése, és a lecsapódó kondenzátum elvezetése is az installációs szekrényen keresztül történik. A levegő egy kéménybe vezetve távozik a rendszerből. Ezek mellett itt találhatóak még a fűtőrendszerek és egyéb járulékos elemek. A rendszerbe beáramoltatott vizet felhevítik körülbelül C-ra, a kívánt szárítási mértéktől függően, és ezt a gőzt végigvezetik a trommelben lévő lapátok belsejében így felfűtve azt. A gőzvezetékekben körülbelül 12 bar nyomás van. Ezt követően a lecsapódó gőzt csővezetékek segítségével, egy úgynevezett kondenzátum tartályba vezetik. Az elvezető kondenzvezetékben átlagosan 2-3 bar belső nyomás van jelen. A tartály egy mérőműszerrel van ellátva, így ha a telítettség elér egy bizonyos szintet leeresztődik és elvezetik a folyadékot. Az említett gyártmány kialakítása az alábbi képen látható.

56 ábra A választott gyártmány: kondenzátum tartály 38. ábra A választott gyártmány: kondenzátum tartály A tartály tetején található egy DN50-es átmérőjű cső, mely az eddigi gépeknél szellőztetőként funkcionált, ennél a gépnél azonban egy olyan megoldással álltak elő, hogy a tartályból párolgó vizet egy hőcserélőn átvezetve újra felhasználják a fűtéshez, és ezen a csövön keresztül vezetik el oda. A tartály egyik oldalán alul és felül is egy DN50-es átmérőjű csonk van elhelyezve melynek a szerepe, a szintérzékelés. Elhelyeznek benne egy szintérzékelőt és ez szabályozza a leeresztő csapokat a telítettség

57 függvényében. Ugyan ezen az oldalon találhatóak a leeresztő csövek, melyeken eltávozik a folyadék, ha megtelik a tartály. A másik oldalán a gyártmánynak szintén két csonk található hasonló elrendezésben azonban itt csak DN15-ös átmérőjű a két csonk és egy külső üveges szintmérő van, mely folyamatosan jelzi a tartály telítettségét. A tartály aljában oldal irányba kihajolva helyezkednek el azok a csonkok, amelyeken keresztül beáramlik a gőzből lecsapódó kondenzátum. Ezeknek az átmérője DN40-es. Maga a tartály 500 mm átmérőjű és 724,7 mm hosszú. A falvastagsága 5 mm, azonban a csövek csak 2,9 mm vastagságú anyagból készülnek. Az egész gyártmány teljes egészében S235JR anyagból készül. A továbbiakban a kondenzátum tartály hegesztés technológiája és vizsgálati eredmények feldolgozása, elemzés a fentiekben ismertetett két eljárás változattal kapcsolatban. Ennek oka, hogy probléma merült fel a tartály hegesztésével kapcsolatban mivel gyakran előforduló hiba volt, hogy eresztett a kötéseknél. Ezt többszöri nyomáspróbák meg is erősítették. Ezen a tesztek 24 órán keresztül, 18 bar nyomáson zajlottak. Ennek érdekében elemzéseket kellett végezni, a technológiákkal kapcsolatban, hogy valamilyen megfelelő megoldás szülessen a problémára.

58 Technológiai vizsgálatok és eredmények A vizsgálatok elvégzéséhez a tartályhoz csatlakozó csövekből vettünk ki mintát. Az AWI-val hegesztett cső átmérője 33,7 mm és 2,9 mm falvastagságú volt, míg a védőgázos fogyóelektródás ívhegesztéssel készített varratú cső átmérője 48,3 mm és szintén 2,9 mm falvastagságú volt. Mivel viszonylag kis átmérőjű darabokról beszélünk, több mintát is készítettünk annak érdekében, biztosan elegendő próbadarabot tudjunk kimunkálni a vizsgálatokhoz, így 3 db AWI-val és 3 db VFI-vel készült kötést hegesztettek le. Az előbbi vízszintesen befogva lentről felfelé haladó irányba, forgatva történt A vizsgálatok a csövekre vonatkozó szabványban lévő előírások szerint lettek végrehajtva Minősítéshez szükséges vizsgálatok A hegesztéstechnológia jóváhagyásával kapcsolatos előírásokat az MSZ EN ISO es szabvány tartalmazza. Ebben megtalálhatóak, alapanyag és típus függvényében kimunkálandó próbadarabok méretei, előkészítésének és kivételének módjai, szükséges számítások és egyéb információk is. Egyaránt szükségesek roncsolásos és roncsolásmentes vizsgálatok is. Esetünkben a vonatkozó rész a tompavarratos csőhegesztés volt. Az előírások szerint az alábbi vizsgálatokat kellett elvégeznünk: 100% szemrevételezés 100% radiográfiai vagy ultrahangos vizsgálat 100% penetrációs vizsgálat 2 db keresztirányú szakító vizsgálat

59 db keresztirányú hajlító vizsgálat 2 db ütővizsgálat keménység vizsgálat makroszkópikus vizsgálat Technológiai akadályok miatt a roncsolásmentes vizsgálatok közül sajnos csak a szemrevételezést és a penetrációs vizsgálatot lehetett elvégezni, ezenfelül mivel a cső falvastagsága túl kicsi, nem lehetséges ütő próbatestet kimunkálni, tehát azt sem hajtottuk végre. A szabvány kitér arra is, hogy az adott vizsgálatokhoz a cső melyik részéből kell kivenni a próbatesteket, ezt szemlélteti az alábbi ábra. 39. ábra Kivételi helyek cső esetén 1: A cső pozíciójának olyan helyzetben kell lennie, hogy a varratvég felül legyen 2: 1 szakító és hajlító darabok kivételi helye 3: Ütővizsgálati és egyéb darabok kivételi helye amennyiben szükséges 4: 1 szakító és hajlító darabok kivételi helye 5: 1 makró és 1 keménység vizsgálati helye

60 Szemrevételezéses vizsgálat A szemrevételezéses vizsgálat előírásait az MSZ EN ISO szabvány tartalmazza. Célja, hogy megállapítsuk, vannak-e a felületen megfigyelhető esetleges repedések, szélkiolvadások, varratgeometriai eltérések és egyéb esetleges szemmel észrevehető problémák. Az általunk vizsgált kötéseken repedések és szélkiolvadások nem voltak jelen. Probléma a védőgázos, fogyóelektródás ívhegesztéssel készített varratoknál volt látható, mivel a varratdudor is túl nagyméretű volt illetve jelentős mértékű volt a gyökátfolyás is. Azonban ezek nem korlátolták a vizsgálatok elvégzését mivel a hajlító és szakító próbatestek esetén is el kell távolítani a varratdudorokat és a gyököt Penetrációs vizsgálat Az ide tartozó előírásokat az MSZ EN ISO es szabvány tartalmazza. Ez a vizsgálat felületi repedések kimutatására használatos, tömör anyagok esetén. Amennyiben a repedés nem ér ki a felületre a módszer nem alkalmazható. Az elvégzése során, egy jelölőfolyadék réteget viszünk fel a felületre, majd azt eltávolítjuk, azonban a repedésekben bent marad a folyadék. A behatolt folyadékot egy előhívó segítségével a felszínre hozzuk, s így megtudjuk határozni a repedés helyét, nagyságát és irányát.[29] Az általunk vizsgált próbatesteknél megfelelő eredményeket kaptunk, mivel az összes esetben azt tapasztalhattuk, hogy nincsenek felületi repedések Keresztirányú szakító vizsgálat Ehhez a hegesztés technológiai vizsgálathoz az MSZ EN ISO 4136-os szabvány tartozik, ez alapján kell meghatározni a megfelelő méreteket és az előkészítési módokat. A felületeket oly módon kell előkészíteni, hogy ne lépjen fel felkeményedés továbbá ne érje felmelegedés sem. Hacsak az előírás valamilyen okból másként nem rendelkezik, a varratdudorokat teljes mértékben el kell távolítani. Az eljárás lényege, hogy a próbatestet fokozatosan és egyenletesen kell terhelni majd meg kell vizsgálni a szakadás helyét. Amennyiben a szakadás az alapanyagban szakadt el megfelelt a kötés Akkor is

61 megfelelő lehet ha a varratban szakad, de csak abban az esetben ha teljesíti a szakítószilárdságra előírt követelményeket, illetve érdemes ellenőrizni a töretfelületeket. A méretek és a mért szakító erő hányadosából meg kell határozni a szakítószilárdságot minden egyes próbatestnél, majd ezt átlagolni kell. A kapott átlagnak nagyobbnak kell lennie, mint az alapanyag garantált szakító szilárdságának. Amennyiben ez a feltétel is teljesül a hegesztett kötés teljes mértékben megfelel az előírásoknak. Az alábbi kép a próbatestek méreteit és kivételi helyeit ábrázolja. 40. ábra Kimunkálás helye 41. ábra Próbatest méretei

62 Az argon védőgázos, volfrámelektródos ívhegesztéssel hegesztett csőből kimunkált próbatest paraméterei megegyeznek, a fenti képen láthatóéval ezért azok rajzát külön nem tüntetem fel. A vizsgálat során kapott eredményeket az alábbi táblázat tartalmazza. Próbatest sorszáma AWI AWI VFI VFI Méretek [mm] Fm [N] Rm [MPa] Szakadás helye a=2,9 b=7, ,163 alapanyag a=3,1 b=6, ,108 alapanyag a=2,8 b=7, ,286 hőhatásövezet a=3,0 b=7, ,925 hőhatásövezet 3. táblázat Szakító vizsgálat eredményei Szakítószilárdság , , , , AWI VFI 1.kötés 2.kötés 42. ábra Szakítószilárdságok értékei egyes kötéseknél A kiszámolt szakítószilárdság átlagolt értékei: AWI-val hegesztett próbatest esetén: 409,6355 MPa VFI-vel hegesztett próbatest esetén: 448,1055 MPa S235JR alapanyag esetén a Loksacél Kft adatai alapján a minimális szakító szilárdság 340 MPa amit a diagramon a vörös vonal jelez. Ezzel összevetve az átlagolt értékeket,

63 megállapíthatjuk, hogy mind a két esetben megfeleltek a kötések a szakítószilárdság szempontjából. Továbbá a szakadások helyei is többé kevésbé a kívánt helyen jelentek meg, az alapanyagban illetve a hőhatásövezetben, ami határesetnek számít megfelelőségi szempontból. Az alábbi kép a szakított darabokat szemlélteti. 43. ábra Szakított próbatestek Hajlító vizsgálat Az ide tartozó vonatkozásokat az MSZ EN ISO 7438-as szabvány tartalmazza. Ez alapján meghatározhatóak a szükséges paraméterek, előkészítési módok, vizsgálat végrehajtási módja. Az alapelve, hogy acéloknál 180 -ig kell hajlítani a próbadarabot. Az előírás szerint akkor elfogadható az eredmény, hogyha nem tört el a darab és a húzott oldalon3mm-nél nagyobb repedések nem jelennek meg. A kimunkált próbatest rajza a kiszámolt paraméterekkel az alábbi ábrán látható.

64 ábra Kivétel helye 45. ábra Hajlító próbatest Mivel ebben az esetben is megegyeznek a két különböző eljárással hegesztett, csőből kimunkált próbatestek méretei, itt is az csak egyik esetbeli rajzot tüntetem fel. Előkészítéskor a varratdudorokat és a gyököt itt is el kell távolítani. A szabvány szerint, 12 mm alatti falvastagságú próbatestek esetén, 2 db gyökoldali, ahol a gyökoldal a húzott, illetve 2 db korona oldali, ahol a korona oldal a húzott rész, 12 mm feletti falvastagságnál lehet 4 db oldalhajlító vizsgálatot végezni az előbbiek helyett. Az alábbi képen a hajlított próbatestek láthatóak.

65 ábra Hajlított próbatestek A vizsgálat elvégzése után megállapítottuk, hogy mindegyik próbatest megfelelt az előírásoknak és lehetséges volt a 180 -ig való hajlítás továbbá egyedül egy darabnál jelentkezett repedés, de kisebb mint 3 mm hosszúságú Keménységmérés A keménységmérés célja, hogy meghatározzuk a próbatest különböző pontjaiban mekkora a keménység. Vickers keménységet mérünk, HV10-es keménységű terhelés segítségével. A mérést végre kell hajtani az alapanyagban, hőhatásövezetben illetve varratban, hogy látható legyen az eltérés a különböző kötés részek között. Legalább 3 mérést kell végezni mindegyik varratrészben. 5 mm vagy az alatti falvastagságú próbatestek esetén elegendő egy sor mérést elvégezni a korona oldali felülettől 2 mm mélységben. Az alábbi táblázat és diagram a keménységmérés eredményeit tartalmazza ahol az 1. próba az AWI, a 2. próba pedig a VFI hegesztő eljárással készített kötést jelöli.

66 Keménység HV próba 2. próba Mérés sorszáma Alapanyag Hőhatásövezet Varrat Hőhatásövezet Alapanyag táblázat Keménységmérés értékei Alapanyag Hőhatásövezet Varrat Keménységmérés HV10 Hőhatásövezet Alapanyag Mérés sorszáma 1.próba 2.próba 47. ábra Keménység értékek: HV10

67 Makro vizsgálat Ennek a célja, hogy a varrat jobban megfigyelhető lehessen és ezáltal könnyebben felismerhetőek legyenek az esetleges kötéshibák. Az alábbi képeken láthatóak az általunk vizsgált kötések makroszkopikus fotói. 48. ábra Próbatestek makroszkopikus fotói A bal oldali kötés argon védőgázos, volfrámelektródos ívhegesztéssel, míg a jobb oldalon látható védőgázos, fogyóelektródás ívhegesztéssel készült. Jól látható mind a két esetben, hogy túlzott gyökátfolyás lépett fel mivel mind a két esetben túl nagy a gyök mérete. Azonban más jellegű eltérés nem látható a fotókon. Ennél a vizsgálatnál azonban mikroszkopikus fotók készülnek, melyek megmutatják az alapanyag, hőhatásövezet és a varrat szövetszerkezeti formáját és ezek közötti átmeneti szakaszokat. A fotók 200x-os nagyításban készültek.

68 Alapanyag: Finomszemcse: Durvaszemcsés övezet: Alapanyag átmenet a varratba: Varrat: 49. ábra AWI mikroszkopikus fotók (200:1)

69 Alapanyag: Finomszemcsés övezet: Durvaszemcsés övezet: Alapanyag átmenet a varratba: Varrat: 50. ábra VFI mikroszkopikus fotók (200:1)