Huzalelektródás védőgázos ívhegesztés (13)

Átírás

1 ANYAGISMERET Huzalelektródás védőgázos ívhegesztés (13) A 13-as eljáráscsoportba tartozó huzalelektródás védőgázos ívhegesztéskor a folyamatosan dobról, vagy hordóból előtolt huzal és a munkadarab között gyújtunk ívet. Az ív megolvasztja a munkadarab felületét és a hegesztőhuzalt, így képzi az ömledéket. A varrat védelmére aktív és semleges védőgázok alkalmazhatók. A berendezés elvi felépítését az 1. ábra szemlélteti. Megjegyzendő, hogy laborjainkban központi gázellátó rendszer működik, ellenőrizzük hegesztés előtt, hogy a berendezések a Corgon nevű elvételi pontra vannak csatlakoztatva és a rotaméteres elvételi ponton az elzáró szerelvény ki van nyitva. huzalelőtolómű hegesztőpisztoly gázpalack áramforrás testkábel 1. ábra A hegesztő-berendezés elvi felépítése Alkalmazott védőgázok (MSZ EN ISO 14175:2008): CO2 (C1), argon vagy argon és CO2 (M21) gázkeverékben Huzalelektródás semleges védőgázos ívhegesztés ( ) (MIG-hegesztés a Metal Inert Gas szavak kezdőbetűiből). Szokásos védőgázok: argon (Ar) esetleg hélium (He). Huzalelektródás aktív védőgázos ívhegesztés ( ) (MAG-hegesztés a Metal Active Gas szavak kezdőbetűiből). Szokásos védőgázok: széndioxid (CO2) és széndioxid-argon keverékek. US angol rövidítése ( )(GMAW a gas metal arc welding szavak kezdőbetűiből) Hegesztőanyag: az alapanyaghoz választott, megfelelő kémiai összetételű huzalelektróda, lehet tömör, vagy portöltésű is. Jellemző elektróda-átmérők: 0,8; 1,0; 1,2; 1,6 mm, felülete lehet csupasz (polimerrel bevont) vagy rézzel, vagy bronzzal bevont. A hegesztési paraméterek úgymint feszültség, huzalelőtolás (áramerősség), hegesztési sebesség, pisztolytávolság és pisztolytartás helyes megválasztásához a 2 4. ábrák nyújtanak segítséget. Hegesztés 1/9

2 A hegesztéskor fellépő lehetséges hibákról és azok elhárításáról az 1. táblázat ad tájékoztatást. 2. ábra Segédlet a hegesztési paraméterek kiválasztásához Szóróívhez Rövidívhez k a munkadarab és az áramátadó közötti távolság 3. ábra Segédlet a helyes munkatávolság kiválasztásához Hegesztés 2/9

3 4. ábra Segédlet a Helyes pisztolytartás kiválasztásához különböző varratpozícióknál Eljárásváltozatok ISO4063:2016 szerint 13 Huzalelektródás, védőgázos ívhegesztés 131 Tömör huzalelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés (MIG-hegesztés tömör huzalelektródával) 132 Porbeles huzalelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés (MIG-hegesztés porbeles huzalelektródával) 133 Fémportöltetű huzalelektródás, semleges védőgázos ívhegesztés (MIG-hegesztés fémportöltetű huzalelektródával) 135 Tömör huzalelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés (MAG-hegesztés tömör huzalelektródával) 136 Porbeles huzalelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés (MAG-hegesztés porbeles huzalelektródával) 138 Fémportöltetű huzalelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés (MAG-hegesztés fémportöltetű huzalelektródával) Hegesztés 3/9

4 1. táblázat Huzalelektródás, védőgázos ívhegesztések során előfordulható zavarok, eltérések lehetséges okai és kiküszöbölésük [Gáti József - Hegesztési Zsebkönyv] alapján Zavar, eltérés Valószínű ok A kiküszöbölés módja Porozitás Elakad vagy akadozik a huzal Kevés vagy sok védőgáz. Szél vagy huzat elviszi a védőgázt. Fröcskölésből származó lerakódások vannak a gázfúvókában. A védőgáz nedves. Befagyott a nyomáscsökkentő (gázreduktor). Túl nagy ívfeszültség. Az alapanyag szennyezett (rozsda, reve, festék stb.). A huzalelőtolás nem elegendő, ezért kicsi az áramerősség, a fürdő hamar megdermed és a gázok nem tudnak távozni, ill. porbeles huzal használata esetén a salak sem tudja kifejteni a hatását. A huzal nedves, rozsdás, szennyezett, a porbeles huzal nem ép. A varrat túlhevül a helytelen hegesztési adatok következtében. Nem megfelelő hegesztőhuzal, kevés dezoxidáló ötvözőt tartalmaz. Nagy a huzalkinyúlás. A szorítógörgők nem szorítanak, vagy túl erősen szorítanak és a huzalt ellapítják, így az beszorul az áramátadó hüvelybe. Nem megfelelő méretű vagy profilú görgők. Hálózati feszültség ingadozás. Az áramátadó hüvely végére fröcskölés tapadt. A hegesztőpisztoly kapcsolója vagy a vezérlő kábel sérült. A helyes gázmennyiség beállítása. Gondoskodni kell megfelelő védelemről. Meg kell tisztítani a gázfúvókát. Le kell fúvatni a szén-dioxidos palackból a vizet, vagy nedvességmegkötő készüléket kell alkalmazni, szükség esetén a palackot ki kell cserélni. Üzembe kell helyezni a nyomáscsökkentőre csatolható gázmelegítőt. A helyes ívfeszültség beállítása. Az alapanyag megtisztítása. A szükséges áramerősség beállítása a huzalelőtolási sebesség által. A huzal megtisztítása vagy kicserélése. A megfelelő technológiai adatok beállítása, ill. a hegesztési sebesség növelése. A huzal kicserélése. A megfelelő huzalkinyúlással kell hegeszteni. Be kell állítani az optimális görgőnyomást. A megfelelő görgők alkalmazása. A hálózati feszültségingadozás okának feltárása. Az áramátadó megtisztítása. A sérült elem javítása. Hegesztés 4/9

5 1. táblázat folytatás Huzalelektródás, védőgázos ívhegesztések során előfordulható zavarok, eltérések lehetséges okai és kiküszöbölésük [Gáti József - Hegesztési Zsebkönyv] alapján Zavar, eltérés Valószínű ok A kiküszöbölés módja Elakad vagy akadozik a huzal A tompa vagy sarokvarrat túl domború Kristályosodási repedés A varrat felszíne sima, de fénytelen, szürke. Valószínű, hogy a varrat porózus Salakzárvány (porbeles huzal használata esetén) Az ív túlzott bemélyülése az alapanyagba Szélkiolvadás Erős fröcskölés A huzal összeolvad a fúvókával A huzal nincs egyenletesen felcsévélve a dobra, emiatt legombolyításkor meg-megakad. A pisztoly tömlője gyűrött. Az adott áramerősséghez és huzalátmérőhöz túl kicsi az ívfeszültség, ill. túl nagy a hegesztési sebesség. Túl nagy ívfeszültség. Az alapanyag sok szenet, ként vagy egyéb szennyező anyagot tartalmaz. Okai ugyanazok lehetnek, mint a porozitás okai. Kis ívfeszültség. A salak előrefolyik a kis hegesztési sebesség vagy helytelen ívelés miatt. A salak az előző rétegről maradt ott. Túl kis ívfeszültség. Túl nagy huzalelőtolási sebesség. Nagy az ívfeszültség. A pisztoly vezetése helytelen. Az áramátadó túlzottan kinyúlik a gázterelő hüvelyből. Túl kicsi a hegesztő tápegység impedanciája. Túl hosszú az ív. Kevés a védőgáz, vagy csekély az argon. Kicsi a huzalelőtolási sebesség. Túl nagy ívfeszültség. Nem folyamatos a huzaladagolás. Túl kicsi az áramjárta huzalhossz. Kicsi az előtológörgők nyomása. A huzalt befűzés előtt szemrevételezzük és csak egyenletes, szép felületű tekercset használjunk. Hegesztés közben a tömlő minél egyenesebben helyezkedjen el. A megfelelő ívfeszültség beállítása, a hegesztési sebesség csökkentése. Az ívfeszültség összehangolása az áramerősséggel. Az alapanyag vegyi összetételének az ellenőrzése. Az elhárítás módja megegyezik a porozitás elhárítási módjával. Az ívfeszültség növelése. A helyes hegesztési sebesség beállítása, a salak visszaszorítása ívnyomással. A salakot minden réteg után el kell távolítani. A feszültség megfelelő beállítása. A huzalelőtolási sebesség csökkentése. Helyes ívfeszültség beállítása. A pisztolyvezetésen módosítani kell, íveléskor a széleken ki kell tartani. Megfelelő méretű gázterelő fúvóka áramátadó hüvely alkalmazása. Helyes fojtásbeállítás. Megfelelő ívfeszültség beállítása A védőgáz, ill. az argon mennyiségének növelése. A huzalelőtolási sebesség növelése. A feszültség beállítása. Az előtoló berendezés átvizsgálása. A hegesztőpisztoly megemelésével a helyes érték beállítása. Az előtológörgők nyomásának növelése. Hegesztés 5/9

6 1. táblázat folytatás Huzalelektródás, védőgázos ívhegesztések során előfordulható zavarok, eltérések lehetséges okai és kiküszöbölésük [Gáti József - Hegesztési Zsebkönyv] alapján Zavar, eltérés Valószínű ok A kiküszöbölés módja Levegő jut be az ívbe. Melegrepedés. Hiba a huzaladagolásban. A gáztömlő átvizsgálása. Hibás a hegesztőpisztoly tömítése, vízszivárgás. A tömítés kicserélése. Kevés vagy sok a védőgáz. Az gázellátó rendszer ellenőrzése. A fúvókát beszennyezte a fröcskölés. A fúvóka letisztítása. Az ív égése Az alapanyag szennyezett. Az alapanyag megtisztítása. szabálytalan Hideg alapanyag. Az alapanyag előmelegítése. Szennyezett a hegesztőhuzal. A huzalcséve kicserélése. Szennyezett védőgáz. A gázpalack kicserélése. Túl nagy hegesztési sebesség. A hegesztési sebesség csökkentése vagy az alapanyag előmelegítése. Nagy áramerősség. A huzalelőtolási sebesség csökkentése. Nem megfelelő varratbeolvadás Nincs ív vagy az ív gyorsan kialszik, ill. kicsi a teljesítménye Túl hosszú ív. Nem megfelelőens megválasztott hegesztési technológia. Túl nagy a szabad huzalhossz. A hegesztés kezdetén rossz a varratminőség. Túl nagy a hegesztési sebesség. Nagy az áramerősség. Túl hosszú az ív. Hibás polaritás. Túl kis ívfeszültség. Nem folyamatos a huzalelőtolás. Az áramkör nem zárt, vagy nagy a feszültségesés a kábeleken. Megszakadt a vezérlőkábel, rossz a kapcsoló érintkezése. Az ívfeszültség csökkentése. A hegesztőpisztoly tartását változtatni, az áramerősséget növelni, a hegesztési sebességet csökkenteni. Az munkadarab és az áramátadó hüvely közötti távolságot csökkenteni. Az ívet segédanyagon kell húzni vagy a hegesztés előtt az anyagot előmelegíteni. A hegesztési sebességet csökkenteni kell vagy az anyagot előmelegíteni. A huzaladagolás sebességének csökkentése. Az ív feszültségének csökkentése. A polaritás ellenőrzése, szükség esetén felcserélése. A feszültség helyes beállítása. A huzalelőtololó berendezés átvizsgálása. Áramvisszavezető kábel csatlakozás ellenőrzése, ha túl hosszú a kábel, az ésszerű hosszúságúra cserélése. A vezeték és a kapcsoló felülvizsgálata. Hegesztés 6/9

7 Ellenállás-ponthegesztés (21) Ellenálláspont-hegesztéskor a kohéziós kötés hő- és nyomó erő együttes hatására jön létre. A kötés létesítéséhez szükséges hőt a munkadarabon átvezetett, áramnak az átmeneti ellenálláson, valamint a munkadarabban fejlődött Joule hője adja. A berendezés fő egységeit az 1. ábra szemlélteti. 1. ábra Elenállás-ponthegesztő gép sematikus ábrája [ alapján A ponthegesztéssel átlapolt lemezek között lehet kötést létrehozni, ennek sematikus metszetét a 2. ábra mutatja be. A Joule-hő mennyisége az 1.1-es összefüggés alapján számítható, Q = I 2 Rτ (1.1) ahol I az áramerősség (A); R a munkadarab ellenállása (Ω); τ az áram ideje (s). A legnagyobb ellenállások az elektródák és a lemezek érintkezési felületén, a munkadarabokon és a két lemez érintkezésénél keletkeznek. Az elektródák és a lemezek érintkezési ellenállásának nagysága megfelelő felületi minőségű lemezek és elektródák esetében elhanyagolható (az elektródák eleve kis ellenállású Cu vagy W ötvözetek). A munkadarabok saját ellenállása a hegesztési folyamat megkezdésekor a lemezek közötti átmeneti ellenálláshoz viszonyítva nem nagy. Ezért a legintenzívebb hőfejlődés is a két lemez határfelületén fog megindulni. Hegesztés során a hőmérséklet növekedéséből kifolyólag az átmeneti ellenállás csökken, a lemezek saját ellenállása pedig nő. Ponthegesztetés menete: Az átlapoltan illesztett lemezek a hegesztés megkezdése előtt az alsó elektródára támaszkodnak. A hegesztési ciklus megkezdésekor a felső elektróda összezár, majd létrehozza a kívánt elektródanyomást, mely után beállított idővel a vezérlés bekapcsolja Hegesztés 7/9

8 a hegesztőáramot. Tehát az elektródák feladata a nyomóerő kifejtése mellett az áram koncentrálása is. Az áram bekapcsolásának pillanatában, mint említettük a legnagyobb átmeneti ellenállás a két lemez érintkezési felületén lesz, így először ezen a helyen fog a legtöbb hő fejlődni. Az alapanyagok felmelegedése, valamint a folyamatos nyomóerő hatására a lemezek érintkező felülete nő, ezzel párhuzamosan az átmeneti ellenállásuk pedig csökken (és kb. a hegesztési idő negyed részének eltelte után tulajdonképpen teljesen megszűnik). Ám az anyag melegedése során az anyag ellenállása nőni fog, ami azt eredményezi, hogy az áramkör legnagyobb ellenállása továbbra is a lemezek érintkezési felületei környezetében lesz, így továbbra is itt fejlődik majd a legtöbb hő, így itt kezdődik az érintkező felületek megolvadása és lencse alakú ömledék keletkezik. A hegesztőáram kikapcsolása után az ömledék megdermed és létrejön a pontvarrat. A dermedés befejeződése után a felső elektróda kinyit, megszűnik a nyomóerő, a hegesztési folyamat befejeződik, így eltávolíthatjuk a munkadarabot. 2. ábra Ponthegesztés sematikus elrendezése, ahol; 1 az áramforrás, 2 elektródák, 3 lemezek, 4 pontvarrat [Hegesztési Kézikönyv. Szerk.: Dr. Baránszky-Jób Imre. Bp., 1985.] Ponthegesztés munkarendje: Ponthegesztés során alapvetően két fajta munkarendet szokás megkülönböztetni. Az úgynevezett kemény munkarend alkalmazása esetén nagy áramerősség és rövid hegesztési idő jellemzi a hegesztési folyamatot. Ebben az esetben gyors hőfejlődés miatt kisebb a hőveszteség, az elektródakopás és az elhúzódás. Jó hővezető és beedződésre nem hajlamos anyagok esetén alkalmazzuk (pl.: alumínium, ötvözetek, rézötvözetek). Lágy munkarend esetén pedig kisebb áramerősséget és hosszabb hegesztési időt alkalmazunk. A hosszabb hegesztési idő eredményeképpen a hőfejlődés lassabban következik be, a pontvarrat hőhatásövezete széles lesz. Ez a tulajdonsága ugyanakkor az edződésre hajlamos anyagok hegesztésére kiválóan alkalmassá teszi, hiszen így a pontvarrat illetve a hőhatásövezetének hűlési sebessége is csökkenni fog (pl. szénacélok) [Hegesztési Kézikönyv. Szerk.: Dr. Baránszky-Jób Imre. Bp., 1985.]. Hegesztés 8/9

9 Felkészülést segítő kérdések: Hogyan alakul ki a hegesztett kötés huzalelektródás védőgázos ívhegesztés esetén? Mi okozhat elszíneződött, fekete varratot MIG-hegesztés esetén? Mi okozhat túlzott fröcskölést, MIG-hegesztés esetén? Hogyan alakul ki a hegesztett kötés ellenállás-ponthegesztés esetén? Mi a különbség a kemény és lágy munkarend között ellenállás-ponthegesztés esetén? Miért nem a munkadarab és az elektróda között olvad meg az anyag először ellenállás-ponthegesztés esetén? Hegesztés 9/9