Szerző: Dobránszky János fejezet. Krúdy Gyula 1

Átírás

1 Hegesztési ismeretek Szerző: Dobránszky János 1 3. fejezet Krúdy Gyula 1

2 Hegesztési ismeretek 1. A hegesztéshez kapcsolódó alapfogalmak Szerző: Dobránszky János

3 A hegesztés helye a járműipari gyártásban gyártási eljárások családokba és osztályokba sorolhatók lakadási eljárások á családja Kötési eljárások á családja lsődleges alakadási eljárások: Kötőelemes kötések osztálya, Öntési eljárások osztálya, Ragasztási eljárások osztálya, Fröccsöntési eljárások osztálya, Forrasztási eljárások osztálya, Porformázási eljárások osztálya, Hegesztési eljárások osztálya. Képlékenyalakítási eljárások oszt. Kompozit-gyártási eljárások oszt. Tulajdonságmódosító Különlegesl eljárások á kezelési eljárások á családja (pl. prototípusgyártás, 3D, AM). Hőkezelési eljárások osztálya, ásodlagos, Mechanikai felületkezelések lakmódosító eljárások: (pl. polírozás), Forgácsolási eljárások osztálya. Festési eljárások osztálya, Elektrokémiai felületkezelések (galvanizálás).

4 A kötéstípusok általános áttekintése járműgyártásban az alkatrészek összeszerelésére különféle kötési ljárásokat lehet alkalmazni. Ezek lehetnek állandó vagy ideiglenes, lakkal vagy anyaggal záró kötések, illetve oldható vagy oldhatatlan ötések. Az állandó kötéseket nem lehet szétszerelni roncsolás nélkül. hegesztés, a forrasztás és a ragasztás állandó, oldhatatlan, tl anyaggal l áró kötések.

5 Alapfogalmak egesztés z anyagok közötti hegesztett kötések létesítésére szolgáló ljárás. Tágabb értelemben: felépítő jellegű alakadási eljárás z alkatrészek közötti hegesztett kötések létrehozásával. Hegesztett kötés A hegesztett kötés két vagy több, munkadarab között (ömlesztő- vagy sajtolóhegesztéssel) létesített állandó, oldhatatlan és folytonos kohéziós kapcsolat. A hegesztés ekkor kötőhegesztés. Hegesztett kötésnek tekintendő a munkadarab felületén kohéziós kötéssel kapcsolódó felületi réteg is, amely felrakóhegesztéssel, javítóhegesztéssel, illetve felületátolvasztással jöhet létre. A hegesztett kötésben eltűnnek a munkadarabok vagy a felület eredeti kontúrjai. Az érvényben lévő szabvány: MSZ EN ISO 17659:2004 Hegesztés. Hegesztett kötések többnyelvű fogalommeghatározásai ábrákkal

6 Alapfogalmak mlesztőhegesztés rőhatás nélküli, hegesztőanyaggal vagy a nélkül végzett, helyi egömléssel járó hegesztési folyamat, amelynek során a beolvadási elületnek meg kell olvadni. ajtolóhegesztés lyan hegesztési eljárás, amelynek során megfelelő mértékű külső erőhatást lkalmaznak annak érdekében, hogy az mindkét érintkező felületen többéevésbé képlékeny alakváltozást okozzon, általában hegesztőanyag ozzáadása nélkül. Az illeszkedő edő felületeket ete et hevíteni is lehet et a ötéskialakítás megkönnyítése érdekében. llesztési felület llesztési felület munkadarabnak az a felülete, amelyet a másik munkadarab felületével rintkezésbe kell hozni a kötés létrehozásáért.

7 Alapfogalmak lapanyag: Kötőhegesztésnél és forrasztásnál az összekötendő unkadarabok anyaga, felrakóhegesztésnél a felhegesztett réteg ordozójának anyaga. arrat: A hegesztett kötésnek az alapanyaghoz sem és a őhatásövezethez sem tartozó, a kötés kohézióját biztosító része. Fémes nyagoknál: varratfém. A hegesztett kötés fő részei őhatásövezet: z alapanyagnak az a meg nem lvadt része, amelyben a hőfolyamat atására a mikroszerkezeti talakulások játszódnak le. Az llotrop átalakulást mutató nyagokban a hőhatásövezet t több ónára tagolható a hőfolyamat kozta mikroszerkezeti változási ajátosságok alapján.

8 Alapfogalmak egesztőanyag hegesztés folyamán külön adagolt vagy előre elhelyezett, a varrat ömegének és tulajdonságainak biztosításához szükséges anyagok. Fémes nyagok hegesztésekor a következő hegesztőanyagfajtákat alkalmazzák: Bevonatos elektróda Portöltésű csőelektróda Tömör huzal Portöltésű (porbeles) huzal Tömör szalagelektróda Portöltésű szalagelektróda Hegesztőpálca Hegesztőgyűrű Hegesztőfólia Fedőpor Aktiválópor Beolvadópor Védőgáz Gyökvédőgáz Az itt felsorolt hegesztőanyagok jellemzése az egyes hegesztési eljárások smertetésekor kerül napirendre.

9 Alapfogalmak mledék vagy hegfürdő z ömlesztőhegesztésnél kialakuló folyadék fázis tartománya. egszilárdulásával keletkezik a varrat, fémes anyagoknál a varratfém. mledéknek nevezik gyakorta, de helytelenül a csak a hegesztőanyag alapanyag nélküli) leolvadása során létrejött tiszta heganyagot is. varrat tulajdonságaira erős hatást gyakorol a δ alapanyaghányad: egesztőanyag nélküli hegesztéskor ez 100%. A gyöksor hegesztésekor ellemzően 30%, a töltővarratoknál t 5 15%, a mély beolvadású hegesztési arratoknál akár 65 95% is lehet. Az ömlesztőhegesztéssel készített varrat keresztmetszeti vázlata

10 Alapfogalmak eolvadás, beolvadási mélység z alapanyag eredeti felülete és a megszilárdult varrat lapanyag határvonala közötti legnagyobb távolság a arratkeresztmetszeten mérve. sszeolvadási határ z ömledékzóna és a hőhatásövezet közötti határ. villamos ívhegesztéseknél a beolvadási mélységet erősen efolyásolják az alkalmazott hegesztési eljárás jellemzői. Egymás mellé helyezett varratsorok keresztmetszeti képe

11 Alapfogalmak arratsor, hegesztési sor, sor (gyöksor, töltősor, takarósor) mlesztőhegesztésnél a hőforrás egyszeri elmozgatása eredményeként egolvasztott vagy lerakott, majd megszilárdult fémes anyag. A varratfém ehet egysoros vagy többsoros. A varratsoroknak a varrat hossztengelyével árhuzamos elhelyezési sorrendje a varratsorrend. A varratfém felépítésének egfelelően a varratsor kerülhet a gyökbe, a töltőrétegekbe és a akarórétegbe. egesztési réteg, varratréteg, réteg varratfémnek a gyök és a koronaoldal középvonalát összekötő egyenesre erőleges síkokban egymás mellé hegesztett varratsorok alkotnak egy-egy éteget az ömlesztőhegesztésnél. Egyrétegű, egysoros varratnál a egesztési réteg és a varratsor azonos. Többsoros és többrétegű arratoknál, átfedéses varratoknál (kaszkád) az utóbb lerakott sorokba és étegekbe az előzőleg lerakott sorokból és rétegekből is van beolvadás. A egesztési rétegek elkészítésének sorrendje a rétegrend.

12 Alapfogalmak: varratsorok és rétegek A varratfelépítés keresztmetszeti vázlata. A hegesztési technológia megtervezésekor a varratsorok elhelyezési sorrendjét is meg kell adni

13 Alapfogalmak: varratsorok és rétegek varratsorok elhelyezése a többsoros és a többrétegű varratokban nem tetszőleges sorrendben és helyre hegeszthető. bemutatott példák szemléltetik a hegesztőanyag-hozzávezetés célszerű módját is a sarokkötések hegesztésekor.

14 Alapfogalmak yök hézagot leélezéssel előkészített alapanyagoknál a gyökhézagot is agába foglaló tartomány, ahová az első hegesztési réteg kerül mlesztőhegesztésnél. yökvarrat gyökhézagba elsőként kerülő hegesztési réteg a többrétegű varratok egesztésekor ömlesztőhegesztésnél. akaróvarrat (koronaoldali és gyökoldali) koronaoldalt fedő utolsó réteg hozza létre a takaróvarratot. A gyökvarratra setenként hegesztett takarósora gyökoldalit pedig a gyökoldalra hegesztett tolsó varratsor.

15 A hegesztési helyzetek zabvány: MSZ CEN/TR 14633:2004 Hegesztés. Hegesztési helyzetek. Az rvényes nemzetközi, európai és amerikai i jelölések összehasonlítása étféle jelölés: a) ANSI, AWS, ASME IX, b) EN ISO 6947 szabvány szerint Tompakötésekre ANSI EN Vízszintes helyzet 1G PA Haránt helyzet 2G PC Függőleges felfelé hegesztés 3G PF Függőleges g felfelé hegesztés 3G PG Fej feletti helyzet 4G PE Függőleges felfelé hegesztés (a cső áll) 5G PF Függőleges felfelé hegesztés (a cső áll) 5G PG Ferde helyzet (rögzített cső), hegesztés felfelé 6G H-L045 Ferde helyzet (rögzített cső), hegesztés lefelé 6G J-L045 Az értelmezést elősegítő vázlatok a következő oldalakon találhatók.

16 A hegesztési helyzetek: tompakötések

17 A hegesztési helyzetek: sarokkötések

18 A hegesztési helyzetek jelképei hegesztőanyagok gyártói adatlapjain általánosan elterjedt a ozícióhegesztésre való alkalmasságnak piktogramokkal való elölése.

19 Példa a pozícióhegesztésre illamostávvezeték-oszlop helyszíni hegesztése

20 Hegesztési ismeretek 2. A hegesztett kötések típusai Szerző: Dobránszky János

21 A hegesztett kötések típusai gesztés. Hegesztett kötések többnyelvű fogalommeghatározásai ábrákkal (MSZ EN ISO 17659:2004) szabványban rögzített kötéstípusok száma kilenc; vázlatukat lásd a következő diákon

22 A hegesztett kötések típusai A kötések az összehegesztendő alkatrészek egymáshoz képesti helyzete g gy p y alapján határozandók meg!

23 A hegesztett kötések típusai A kötések az összehegesztendő alkatrészek egymáshoz képesti helyzete g gy p y alapján határozandók meg!

24 Élelőkészítés I-, V- (Y-) és U-varrathoz I-varrat Y-varrat alátéttel V-varrat U-varrat él lőké íté kö é t ( 3 ) é t ( 8 ) l k ö ill té é z élelőkészítés a középvastag (s > 3 mm) és a vastag (s > 8 mm) lemezek összeillesztés és hegesztés előtt elvégzendő művelete.

25 Élelőkészítés sarokvarratokhoz Sarokvarrat (T-kötés) öé Kétszeresen leélezett tompavarratos T-kötés

26 Az élelőkészítés szabályai, példák Egy oldalról készítendő hegesztési varratokhoz Egy oldalról készítendő hegesztési varratokhoz. A sorszámokkal megadott hegesztési eljárások megnevezése

27 Az élelőkészítés szabályai, példák Két oldalról készítendő hegesztési varratokhoz Két oldalról készítendő hegesztési varratokhoz. A sorszámokkal megadott hegesztési eljárások megnevezése a következő fejezetben található

28 Élelőkészítés peremvarratokhoz A peremek kialakítása lemezalakítási műveletekkel történhet. A peremek pontossága, illeszkedése, tisztasága t nagyban meghatározza a hegesztett kötések megfelelőségét.

29 A tompa- és a sarokkötés részei Tompakötés Sarokkötés

30 A tompavarrat részei Mindhárom ábrán tompavarrat látható, de csak p, a bal oldali és a középső kötés tompakötés, míg a jobb oldali: T-kötés

31 Hegesztési ismeretek 3 A h té i ljá á k 3. A hegesztési eljárások Szerző: Dobránszky János

32 A hegesztési eljárások felosztása hegesztési eljárások osztályozását tartalmazó MSZ EN 4063 zabványnak jelenleg a 2016-ban kiadott változata van hatályban. Az tolsó magyar nyelvű változata 2000-ben jelent meg, de már hatályos. gyancsak hasznos műszaki dokumentum, a 2005-ben kiadott: SZ EN 14610:2005 Hegesztés és rokon eljárásai. A fémhegesztési ljárások fogalommeghatározásai. z a szabvány a fémek hegesztésére fogalmaz meg definíciót; A fémek hegesztése olyan eljárás, amely hő vagy nyomás, illetve indkettő segítségével természetes folytonosságot létrehozva egyesíti a émeket. A hegesztéshez az alapanyagéval közel azonos olvadáspontú egesztőanyag adható, de nem szükséges. A hegesztéssel létrehozott ötés a hegesztett kötés. Minden hegesztési eljárásnak saját számjele van amelyekre a Minden hegesztési eljárásnak saját számjele van, amelyekre a továbbiakban példák is lesznek láthatók.

33 A hegesztési eljárások felosztása. Rendeltetés szerint ötőhegesztésté elrakóhegesztés avítóhegesztés. A kötésképződés mechanizmusa szerint mlesztő hegesztés ajtolóhegesztés. A kivitelezés módja szerint ézi hegesztés észben gépesített épesített utomatizált obotosított tt 4. A kötéshez szükséges energia forrása (fizikai ik i jelenség) szerint I. Szilárd test II. Folyadék III. Gáz IV. Villamos kisülés V. Sugárzás VI. Mozgó tömeg VII. Villamos áram VIII. Egyéb Az I IV. esetben az energia közvetlenül adódik át a hegesztendő anyagnak, míg az V VII. esetében a fizikai hatás magában az anyagban kelti a hőt, illetve a mechanikai energiát.

34 hegesztési eljárások felosztása rendeltetés szerint Kötőhegesztés felrakóhegesztés - javítóhegesztés

35 hegesztési eljárások felosztása rendeltetés szerint felrakóhegesztés - javítóhegesztés A felrakóhegesztéssel egy felületre viszünk fel az alapanyagtól eltérő anyagminőségű anyagot. A javítóhegesztés jellemzően a károsodott alkatrész megjavítása hegesztéssel. Balra: szoborfelirat Lent: kopott talajfúrófej vágóélei javítva

36 A hegesztési eljárások rendszerezése Sajtolóhegesztések A sajtolóhegesztés olyan eljárás, amelyben kellő nagyságú külső erő okoz képlékeny alakváltozást az összehegesztendő felületeken, általában hegesztőanyag hozzáadása nélkül. Ömlesztőhegesztés az olyan eljárás, amelyben külső erő alkalmazása nélkül megolvadnak az összehegesztendő felületek; hegesztőanyag hozzáadása lehetséges, de nem szükséges. A hegesztési eljárásokat áso számjelzéssel is azonosítják, os, de nem minden,, a szabványban megnevezett hegesztési eljárásnak van (már) saját számjele; amelyiknek van, annak a számjele zárójelbe téve áll a neve mögött Szilárdtestes sajtolóhegesztések evítőelemes hegesztés evítőcsúcsos hegesztés evítőfúvókás hegesztés evítőfúvókás, szegfejes hegesztés. Folyadékos sajtolóhegesztések ntéses sajtolóhegesztés IV. Villamos kisüléses sajtolóhegesztések Forgóíves sajtolóhegesztés (185) Ívkisüléses ütőhegesztés (77) Ívhúzásos csaphegesztés (783) Kondenzátorkisütéses, ívhúzásos csaphegesztés (785) Kondenzátorkisütéses, ívhúzásos csaphegesztés gyújtócsúccsal (786) I. Gázos sajtolóhegesztések ajtoló gázhegesztés (47) V. Sugárzásos sajtolóhegesztések (még nem ismeretes ilyen eljárás)

37 A hegesztési eljárások rendszerezése ajtolóhegesztések I. Mozgó tömeges VII. Villamos ellenállás-hegesztések (2) ajtolóhegesztések Ellenállás-ponthegesztés (21) idegsajtoló hegesztés (48) Ellenállás-vonalhegesztés (22 idegzömítő hegesztés Ellenállás-dudorhegesztés (23) átrafolyatásos hegesztés Ellenállás-tompahegesztés (25) tközéses hegesztés Leolvasztó tompahegesztés (24) obbantásos hegesztés (441) Nagyfrekvenciás ellenállás-hegesztés (291 ágneses-impulzusos hegesztés Indukciós hegesztés (74) örzshegesztés (42) Ellenállás-csaphegesztés (782) ovácshegesztés (43) ltrahangos hegesztés (41) VIII. Egyéb energiafajtájú sajtolóhegesztések Diffúziós ió hegesztés (45) Melegsajtoló csővonalhegesztés Plattírozó hengerléses hegesztés

38 A hegesztési eljárások rendszerezése Ömlesztőhegesztések Az ömlesztőhegesztés olyan eljárások gyűjtő elnevezése, amelyek fő jellemzője az, hogy az összehegesztendő anyagoknak a kötési zónába eső jelentős része megolvad, egymással, és a szükség esetén adagolt hegesztőanyaggal összekeveredik, majd megszilárdulva létrehozza a varratfémet. Szilárdtestes ömlesztőhegesztések (még nem ismert ilyen eljárás). Folyadékos ömlesztőhegesztések ntőhegesztés té rmithegesztés (71) I. Gázos ömlesztőhegesztések ázhegesztés (3) IV. Villamos ívhegesztések Bevontelektródás kézi ívhegesztés (111 Porbeles elektródás, védőgáz nélküli ívhegesztés Fedett ívű hegesztések (12) Fogyóelektródás, védőgázos ívhegesztések (13) Nemleolvadó elektródás, védőgázos ívhegesztések (14) Plazmaívhegesztések (15) Plazma-MIG hegesztés (151) Elektrogázhegesztés (73)

39 A hegesztési eljárások rendszerezése Ömlesztőhegesztések V. Sugárzásos ömlesztőhegesztések Lézersugaras hegesztés (52) Elektronsugaras hegesztés (51) VI. Mozgó tömeges ömlesztőhegesztések még nem ismert ilyen eljárás VII. Villamos áramos ömlesztőhegesztések Salakhegesztés (72) VIII Eg éb ömles tőheges tések VIII. Egyéb ömlesztőhegesztések Hibrid hegesztések

40 Az ömlesztőhegesztett kötés övezetei z ömlesztőhegesztett kötés fő részeinek övezetei, zónái: varratfém, azaz a megszilárdult ömledék (I.), az ömledék keveredése után megszilárdult tartomány (I.a.), keveredés nélküli zóna (I.b.), epitaxiás kristályosodási zóna (I.c.), részben megolvadt zóna (II.), hőhatásövezet (III.), fázisátalakulási övezet (III.a.), fázisátalakulás nélküli övezet (III.b.), alapanyag (IV.).

41 A ponthegesztett hegesztett kötés részei Az ellenállás-ponthegesztéssel készített hegesztett kötésben a következő zónák különíthetők el: A: varratlencse (olvadáspont fölé hevült tartomány) B: záróövezet (nagy képlékenységű) C: fázisátalakulási zóna (pl. ötvözetlen acéloknál, ahol T > A1) D: megeresztési és újrakristályosodási zóna E: alapanyag A meghatározások á fémtani megközelítésben értelmezik a kialakult kötési zónákat. Ellenállás-ponthegesztett kötés keresztmetszeti vázlata