Hegesztés és rokon eljárások Dr. Kovács Mihály docens nemzetközi hegesztőmérnök
Hegeszthetőség Az acél hegeszthetősége az acélnak bizonyos fokú alkalmassága adott alkalmazásra, meghatározott hegesztési eljárással, megfelelő hegesztőanyagokkal és hegesztési munkarenddel olyan szerkezet készítésére, amelyben a fémes kötés helyi tulajdonságai a hegesztett szerkezetre kifejtett hatásukkal együtt eleget tesznek a megkívánt követelményeknek.
1770-ben készített első gőzhajtású jármű
Daru futókerék
Futókerék
Fontosabb kötéstípusok
Sarokvarratok megadása és jelölése
Erővonalak lefutása sarokvarratnál
Kettős ½ Y varrat
Hegesztési varrat hasznos keresztmetszete
Hegesztési feszültségek
Hegesztési helyzetek
Hegesztési eljárás: 111/MSZ EN ISO 4063 bevont elektródás ívhegesztés Anyagminőség: S235J2 /MSZ EN 10025-2 Összetétel: C 0,19 %, Mn 1,6 %, Cu max = 0,6 % Anyagcsoport: 1.1. /MSZ CR ISO 15608 Mech.jellemzők: R ehmin = 235 MPa (s < 16 mm), R m = 360 510 MPa, A 5min = 26%, K = 27 Joule -20 o C-on Hozaganyag: MSZ EN ISO 2560- E35 2 B Bevonat: bázikus, egyenáram fordított polaritás (elektróda a + pólus) Elektróda: R ehmin = 355MPa, A 5min = 22%, R m = 440 570 MPa, K = 47 J -20 o C-on Összetétel: Mn max = 2% Minőségi szint: C/MSZ EN ISO 5817 Hegesztő minősítése: MSZ EN 287-1 111 P BW 1.1 B t16 PB bs ml Utókezelés: feszültségcsökkentő izzítás Vizsgálat: kettős ½ Y varratnál 100 %-os ultrahangos vizsgálat A vizsgálat értékelése: MSZ EN 1712, MSZ EN 1714 szerint
Hegesztési eltérések minőségi szintjei E szabvány célja az, hogy meghatározza azokat a tipikus eltéréseket, amelyek várhatóan előfordulhatnak a normál gyártási folyamatban. A szabvány alkalmazható hegesztett kötések üzemszerű előállításához szükséges minőségirányítási rendszer keretében. A szabvány három szintet tartalmaz az eltérések méreteire, amelyből kiválasztható az adott felhasználáshoz megfelelő. A minőségszintet adott egyedi esetre az alkalmazási szabvány vagy a felelős tervező bevonásával a gyártóval, felhasználóval és/vagy egy más érintett felekkel kell meghatározni. B = fokozott C=közepes D= általános
Szélkiolvadás (5011, 5012) Sima átmenet szükséges. Ha nem tekinthető szabályosan ismétlődő eltérésnek.
A szélkiolvadás megengedhető határértékei t mm a következő kategóriákban (mm) D C B 0,5...3 Rövid eltérés: h 0,2 t > 3 h 0,2 t, de max. 1 mm Rövid eltérés: h 0,1 t h 0,1 t,de max. 0,5 mm Nincs megengedve h 0,05 t, de max. 0,5 mm
Sarokvarratok főbb eltérései Túlzott varratdudor Kisebb a méret Aszimmetrikus varrat Nagyobb a méret
Melegen hengerelt ötvözetlen acél (MSZ EN 10025-2) acéljelölés S235J2 acélszám: 1.0117 S Structural Steel = szerkezeti acél E Engineering Steel = gépacél 235 R ehmin MPa-ban 16 mm-ig JR, J0, J2 = min. 27 J hosszirányú V-bemetszésű Charpy-próbatestnél 20 o C-on(R), 0 o C-on(0), -20 o C-on(2) K2 = min. 40 J -20 o C-on(2)
Melegen hengerelt ötvözetlen szerkezeti acél Elem Vegyi összetétel % Hatása C 0,19 0,27 szil. növelés, hegeszthetőség limitálja Mn max.1,8 szil. növelés, S pont balra tolódik, több perlit képződik Si 0,15 0,60 csillapítás P,S max. 0,045 szennyezők Nb, V, Al század, tized % mikroötvözők, szemcsefinomítás, szil. növ., nitrogén megkötése
Acéljelölés S235J2, acélszám: 1.0117 Mechanikai jellemzők: R ehmin = 235 MPa (s<16 mm) R m = 360 510 MPa A 5min = 26 %, K = 27 J 20 o C-on 1.1. R eh 275 N/mm 2 előírt legkisebb folyáshatárú acélok 1.2. 275 R eh 360 N/mm 2 előírt legkisebb folyáshatárú acélok 1.3. Normalizált finomszemcsés acélok R eh > 360 N/mm 2
A zalaegerszegi Delta-vágány Zala híd pályalemezeinek helyszíni hegesztése A híd 131 m hosszú és 5,9 m széles, a híd hosszirányban 5, keresztirányban 2 (összesen 10) szállítási egységbõl áll, a pályalemezek helyszíni toldásai hossza összesen 150 m, a lemezvastagság 14 mm, anyagminõség S235J0 az MSZ EN 10025 szerint, aminek hegesztésére két eljárás lett kiválasztva: a fedett ívű eljárás, illetve a fogyóelektródás, aktív védőgázos porbeles huzalos eljárás.
Kód- szám Az ömlesztő hegesztési eljárás megnevezése (MSZ EN ISO 4063:2010) 111 Bevont elektródás ívhegesztés 114 Önvédő ívhegesztés porbeles huzalelektródával 121 125 Fedett ívű hegesztés tömör huzalelektródával Fedett ívű hegesztés porbeles huzalelektródával 131 Fogyóelektródás, semleges védőgázas ívhegesztés (MIG) 135 Fogyóelektródás, aktív védőgázas ívhegesztés (MAG) 136 Fogyóelektródás, aktív védőgázas ívhegesztés porbeles huzalelektródával (MAG)
Kódszám Az ömlesztő hegesztési eljárás megnevezése 138 Fogyóelektródás, aktív védőgázos ívhegesztés fémportöltetű huzalelektródával 141 Volfrámelektródás, semleges védőgázas ívhegesztés (TIG-hegesztés) 142 TIG hegesztés hozaganyag nélkül 143 TIG hegesztés porbeles hozaganyaggal 145 TIG hegesztés redukáló gázzal és tömör hozaganyaggal (huzal/pálca) 15 Plazmaívhegesztés 311 Oxigén-acetilén gázhegesztés
A bevont elektródás ívhegesztés Kódszáma: 111 Az ív bevont elektróda és a munkadarab között ég. Bevonat: bázikus (B) rutilos (R,RR) cellulózos (C) elve
Az ívhegesztés ömlesztő folyamata
Bevonattípusok főbb alkotói, % Bevonattípus C A R, RR B Cellulóz (C 6 H 10 O 5 ) 40 - - - TiO 2 (rutil) 20-45 - SiO 2 25 20 20 10 Fe 3 O 4-50 10 - CaCO 3-10 10 40 CaF 2 (folypát) - - - 45 FeMn 15 20 15 5
Fontosabb oxidok olvadáspontjai Bázikus oxid FeO, vas-oxid 1370 o C MnO mangán-oxid CaO kalcium-oxid 1785 o C 2570 o C Savas oxid SiO 2 szilícium-dioxid 1713 o C TiO 2 titán-dioxid (rutil) 1825 o C Semleges oxid Al 2 O 3 alumínium-oxid 2053 o C
FeO + SiO 2 FeO SiO 2 vas-szilikát (1160 o C) MnO +SiO 2 MnO SiO 2 mangán-szilikát (1285 o C) 2MnO +SiO 2 2MnO SiO 2 mangán-szilikát (1365 o C) CaO + SiO 2 CaO SiO 2 kalcium-szilikát (1540 o C)
A salak feladatai hegesztéskor a hegfürdő védelme a levegőtől, a hőelvezetés csökkentése, a heganyag lehűlésének lassítása, a heganyag dezoxidálása és ötvözése, a metallurgiai reakciók lefutásának befolyásolása, nagyolvadáspontú oxidok oldása és megkötése, a varratfelület alakítása, formálása, a fémátvitel befolyásolása, az áram vezetése, ill. hő fejlesztése a salak ellenállása által.
MSZ EN 287-1 111 P FW 1.1 B t16 PB bs ml Hegesztési eljárás Terméktípus Varrattípus Hozaganyag csoport Hozaganyag Anyag- ill. varratvastagság, t/s, mm Cső külső átmérő, mm Hegesztési helyzet Hegesztés kivitelezési módja 1 2 3 4 5 6 7 8 9 111 114 121 125 131 135 136 138 141 142 143 145 15 311 P T BW FW 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 nm A B C M P R RA RB RC RR S V W Y Z t03 v. s04...... t16 D10 D20 D30 D40..... PA PB PC PD PE PF PG PH PJ H-L045 J-L045 ss bs nb mb sl ml lw rw ci gb fb
Hegesztési Biztonsági Szabályzat (HBSz) A Szabályzat hatálya a fémek kötő- és felrakó hegesztő eljárásait, termikus vágását és darabolását, mindezek kézi- és gépesített változatait (a továbbiakban: hegesztés) alkalmazó gazdálkodó szervezetekre terjed ki, ahol a hegesztő tevékenységet szervezett munkavégzés keretében végzik. A Szabályzat előírásait kell alkalmazni az egyéni és társas vállalkozásoknál, kutatóhelyek hegesztő-laboratóriumaiban, az oktatási intézmények hegesztőtanműhelyeiben, a hegesztő képző-, képesítő és minősítő bázisokon, a hegesztést ismertető bemutatóknál is. Nem tartozik a Szabályzat [143/2004. (XII.22.) GKM] hatálya alá: a műanyaghegesztés, a víz alatti hegesztés, a műszeriparban használatos kézi ellenállás-hegesztés, a barkácshegesztés.