Transcript File
ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH Połączenia rozłączne : przy pomocy śrub, sworzni, skurczu; Połączenia nierozłączne: spajanie, nitowanie, zaginanie. SPAJANIE SPAJANIE - łączenie metali, tworzyw sztucznych z wykorzystaniem ciepła i/lub docisku, w wyniku których otrzymuje się połączenie o fizycznej ciągłości. Spajanie - spawanie, zgrzewanie, lutowanie i klejenie. SPAWANIE - odmiana spajania, w którym łączone brzegi oraz spoiwo ulegają stopieniu a proces przebiega bez wywarcia docisku. ZGRZEWANIE - odmiana spajania w którym uzyskuje się złącza na ogół bez dodatkowego spoiwa, przez wywarcie docisku wystarczającego dla uzyskania plastycznego odkształcenia łączonych brzegów. Lokalne nagrzanie umożliwia lub ułatwia przebieg procesu. LUTOWANIE - odmiana spajania, zapewniająca połączenie o fizycznej ciągłości, uzyskane stopionym stopiwem o temperaturze topnienia niższej niż temperatura topnienia łączonych materiałów. Połączenie następuje na skutek procesów dyfuzji pomiędzy stopiwem (lutem) a łączonym materiałem. Lutowanie dzielimy na: - lutowanie miękkie - temperatura topliwości lutu do 450°C; - lutowanie twarde - temperatura topliwości lutu 450°C - 900°C; - lutowanie wysokotemperaturowe temperatura topliwości lutu > 900°C. KLEJENIE - odmiana spajania, w której złącze uzyskuje się przez zastosowanie warstwy pośredniej (kleju) naniesionej pomiędzy łączone brzegi. Połączenie pomiędzy klejem a łączonym materiałem następuje dzięki procesowi adhezji. DEFINICJE, NAZWY I OKREŚLENIA wg PN-77/M-6900 "Spawanie metali Nazwy i określenia" oraz Wytycznych Instytutu Spawalnictwa W-90/IS045 "Spawalniczy słownik terminologiczny" Spawalność podatność materiału do tworzenia w określonych warunkach złączy spełniających stawiane im wymagania Zgrzewalność podatność materiału do tworzenia w określonych warunkach zgrzewanych złączy spełniających stawiane im wymagania Lutowność podatność materiału do tworzenia w określonych warunkach technologiczno-metalurgicznych złącza lutowanego o wymaganej użyteczności Technologie Spajania wiedza o sposobach wykonywania konstrukcji spawanych, zgrzewanych i lutowanych oraz wynikające z niej określenie postępowania wykonawczego Metody Spajania sposoby realizacji procesu spajania, różniące się między sobą źródłem ciepła, rodzajem osłony metalurgicznej, stosowanymi materiałami, systemem ich podawania i stapiania Złącze Spawane połączenie dwóch lub więcej części wykonane metodami spawania, obejmuje ono spoinę, strefę wpływu ciepła i materiał podstawowy (rodzimy) Spoina część spawanego złącza utworzona z metalu stopionego podczas spawania Napoina metal naniesiony na podłoże za pomocą spawania Spoiwo materiał dodatkowy przeznaczony do utworzenia spoiny lub napoiny (np. elektrody otulone, druty spawalnicze, elektrody taśmowe, pręty do napawania itp.) Stopiwo materiał powstały wyłącznie ze stopienia spoiwa w procesie napawania Jeziorko spawalnicze metal lub metal i żużel w stanie płynnym w czasie układania spoiny ELEMENTY DEFINICJE ZŁĄCZY SPAWANYCH – wpływu ciepła, SWC część materiału podstawowego, nie poddana roztopieniu, której struktura i własności zmieniły się w wyniku nagrzania przy spajaniu Strefa przejściowa część strefy wpływu ciepła nagrzana do temperatury solidus-likwidus Strefa Lico spoiny zewnętrzna powierzchnia spoiny od strony jej układania Grań spoiny przeciwległa licu zewnętrzna powierzchnia ściegu przetapiającego gardziel rowka spawalniczego, występuje w spoinach jednostronnych Ścieg spoiny część lub całość spoiny ułożona jednym przejściem spoiwa Warstwa spoiny jeden lub więcej ściegów ułożonych na jednym poziomie w stosunku do warstwy graniowej Warstwa licowa warstwa spoiny, w której zewnętrzną powierzchnię stanowi lico spoiny lub napoiny Nadlew spoiny czołowej część spoiny w obrębie lica wznosząca się ponad powierzchnie łączonych elementów Ścieg graniowy warstwa spoiny ułożona w gardzieli rowka spawalniczego Podpoina ścieg ułożony od strony grani najczęściej po usunięciu ściegu graniowego Wtopienie grubość warstwy stopionego materiału podstawowego Rowek spawalniczy rowek powstały w wyniku ukosowania lub żłobienia, który ma być wypełniony stopiwem w procesie spawania Kąt rowka kąt między ukosowanymi brzegami spawanych elementów Kąt ukosu (zukosowania) kąt ostry między płaszczyzną zukosowania brzegu a płaszczyzną prostopadłą do spawania SPOINY – DEFINICJE ciągła spoina ułożona na całej długości Spoina przerywana spoina ułożona z regularnymi przerwami Spoina sczepna krótka spoina wykonana dla utrzymania łączonych elementów w położeniu odpowiednim dla spawania Spoina montażowa spoina łącząca części fabrykowane w całość konstrukcyjną wykonana w warunkach spawania montażowego Spoina punktowa spoina wykonana bez przesuwu źródła ciepła względem materiału spawanego Spoina warsztatowa spoina wykonana na warsztacie Spoina jednowarstwowa (jedność lęgowa) spoina składająca się z jednej warstwy (ściegu) Spoina dwuwarstwowa (dwuściegowa) spoina składająca się z dwu warstw (ściegów) Spoina wielowarstwowa (wielościegowa) spoina utworzona przez ułożenie dwóch lub więcej warstw (ściegów) Spoina nośna spoina przenosząca naprężenia będące wynikiem obciążenia spawanej konstrukcji ciężarem własnym lub użytkowym Spoina nienośna spoina wynikająca z rozwiązania konstrukcyjnego nie przenosząca istotnych obciążeń Spoina Łuk spawalniczy łuk elektryczny o parametrach dostosowanych do wymogów spawania Łuk spawalniczy nieosłonięty łuk pomiędzy gołą elektrodą i materiałem podstawowym jarzący się w powietrzu, bez dodatkowej osłony gazowej Łuk Spawalniczy osłonięty łuk jarzący się w osłonie specjalnie doprowadzonych gazów Łuk Spawalniczy samo osłonowy łuk jarzący się przy spawaniu drutami proszkowymi wytwarzającymi dostateczną ilość gazów do osłony łuku i jeziorka spawalniczego Łuk kryty łuk jarzący się pod warstwą topnika Łuk Spawalniczy zwarciowy łuk stapiający elektrodę, w którym krople stopiwa przechodzące do jeziorka spawalniczego zwierają okresowo obwód prądu spawania Łuk Spawalniczy natryskowy łuk stapiający elektrodę topliwą w którym stopiwo przechodząc do jeziorka spawalniczego w postaci strumienia drobnych kropel nie powoduje zwarć Łuk Spawalniczy pulsujący łuk, w którym na bazowy prąd stały nakładają się regularne impulsy Łuk Spawalniczy plazmowy łuk, którego mechaniczne lub magnetyczne zawężenie tworzy słup plazmowy przez zjonizowanie gazu specjalnie doprowadzonego w przestrzeń łuku Biegunowość dodatnia połączenie elektrody z dodatnim biegunem obwodu spawania Biegunowość ujemna połączenie elektrody z ujemnym biegunem obwodu spawania METODY SPAWANIA – DEFINICJE Spawanie gazowe spawanie, w którym źródłem ciepła jest płomień gazowy Spawanie elektryczne spawanie przy użyciu energii elektrycznej jako źródła ciepła Spawanie łukowe spawanie, w którym źródłem ciepła jest elektryczny łuk spawalniczy Spawanie łukiem krytym spawanie łukowe, w którym łuk jarzy się pod warstwą topnika Spawanie łukowe w osłonie gazów spawanie, w którym łuk wraz z miejscem spawania chronione są strumieniem gazu osłonowego lub znajdują się w przestrzeni wypełnionej tym gazem Spawanie metodą MIG; Spawanie MIG Metal Inert Gas - spawanie łukowe elektrodą topliwą w osłonie gazów obojętnych Spawanie metodą MAG; Spawanie MAG Metal Activ Gas - spawanie łukowe elektrodą topliwą osłonie gazów aktywnych metodą TIG - Spawanie TIG Tungsten Inert Gas - spawanie łukowe nietopliwą elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych Spawanie plazmowe spawanie łukowe, w którym łuk plazmowy jarzy się pomiędzy elektrodą nietopliwą a spawanym przedmiotem, poprzez dyszę zawężającą i kształtującą strumień powstałej plazmy Spawanie Spawanie żużlowe spawanie elektryczne, w którym elektroda stapiana jest bezłukowo w warstwie ciekłego żużla Spawanie elektronowe spawanie, w którym niezbędne ciepło zostaje dostarczone przez zogniskowaną wiązkę elektronów Spawanie laserowe spawanie, w którym niezbędne ciepło zostaje dostarczone przez spójne i monochromatyczne promieniowanie emitowane przez laser *Podstawowe rodzaje spoin* Złącze doczołowe Złącze narożne Złącze teowe Złącze przylgowe Złącze krzyżowe Połączenia zakładkowe Połączenia zakładkowe * Rodzaje złączy spawanych * Spoiny czołowe Spoiny pachwinowe Spoina brzeżna Spoiny otworowe Spoiny jednowarstwowe Spoiny dwuwarstwowe Spoiny wielowarstwowe *Podział metod spawania * *SPAWANIE GAZOWE* SPAWANIE GAZOWE Rozkład temperatury w płomieniach: Płomień tlenowo-acetylenowy Rodzaj płomienia tlenowoacetylenowego (1) Nawęglający O2/C2H2 < 1 > 1,2 normalny O2/C2H2 = 1 - 1,2 utleniający O2/C2H2 Zastosowanie różnych rodzajów płomienia tlenowoacetylenowe do spawania podstawowych materiałów konstrukcyjnych Wytwornice Schematy wytwornic acetylenowych wsypowa dopływowa wyporowa Butla do acetylenu Butla do acetylenu jest zbiornikiem stalowym ciągnionym, bez szwu, wypełnionym masą porowatą oraz rozpuszczalnikiem (najczęściej acetonem), w którym rozpuszcza się acetylen. Zadania masy porowatej: • uniemożliwienie wybuchowego rozpadu acetylenu przy ciśnieniu powyżej 0,15 MPa; • wchłonięcie i równomierne wypełnienie butli rozpuszczalnikiem Butla do tlenu Butle do tlenu są zbiornikami stalowymi ciągnionymi bez szwu, w których tlen znajduje się w postaci gazu sprężonego pod ciśnieniem 15 MPa. 1-korpus 2- stopa 3- głowica 4- otwór stożkowy 5-zawór 6- pierścień stalowy 7-kółko do otwierania i zamykania zaworu 8-kołpak ochronny Bezpieczniki Bezpieczniki służą do ochrony przed cofnięciem się płomienia. Wodny Suchy Bezpiecznik wodny 1- zawór zwrotny 2- sito stalowe do rozpraszania strumienia gazu 3- kurek kontrolny 4- zbiornik bezpiecznika 5- dopływ gazu do stanowiska 6- wlew wody 7- rura dopływu gazu 8- kurek spustowy wody 9- konstrukcja chroniąca bezpiecznik przed uszkodzeniem w razie cofnięcia się płomienia 10-zbiornik nadmiarowy wody Bezpiecznik suchy 1- filtr siatkowy 2- zawór zwrotny 3- spiek porowaty wygaszający płomień w razie jego cofnięcia się 4- zawór z czujnikiem temperaturowym odcinający przepływ gazu w chwili cofnięcia się płomienia 5- zawór bezpieczeństwa Reduktor do tlenu - śruba stawidłowa 2- sprężyna główna 3- gniazdo zaworu redukcyjnego 4- grzybek zaworu redukcyjnego 5- łącznik z nakrętkom 6- sprężyna dociskowa 7- zawór odcinający 8- przepona 1 Reduktor do acetylenu 1 - jarzmo 2- klucz Palniki smoczkowy (inżektorowy) 1 -rękojeść; 2-zawór acetylenowy; 3-zawór tlenowy; 4-przewód mieszankowy; 5-dysza płomieniowa; 6-nakrętka łącząca nasadkę i rękojeść; 7-smoczek; 8-nasadki wymienne; 9-komora mieszankowa z oznaczeniem numeru nasadki. • bezinżektorowy 1 -dysza płomieniowa; 2-przewód mieszankowy 3-komora mieszankowa; 4-zawory gazowe 5-rękojeść; 6-dopływ tlenu; 7-dopływ acetylenu. Konstrukcja złączy do spawania gazowego Złącza do spawania gazowego, w tym kształt i wymiary rowka, omawia norma EN 29692, która przewiduje następujące rodzaje spoin: : Spoina jednostronna czołowa brzeżna na l na V Spoina jednostronna pachwinowa: w złączu teowym w złączu nakładkowym w złączu narożnym Spoina dwustronna pachwinowa: • w złączu narożnym (z odstępem) • w złączu narożnym (bez odstępu) • w złączu teowym Spawanie gazowe techniką „w lewo” Stosuje się głównie do spawania blach o grubości 1 - 4 mm. Sposób poruszania się palnika oraz spoiwa zależy od pozycji przestrzennej spawania. Podczas spawania w pozycji podolnej palnik przesuwa się wzdłuż złącza równomiernie, bez ruchów zakosowych. Spoiwo wykonuje małe ruchy posuwisto-zwrotne. Spawanie techniką w „lewo" bez dodawania spoiwa czołowa - na I brzeżna Spawanie gazowe techniką „w prawo" Stosuje się przy spawaniu blach o grubości 4-12 mm. Wymiary prętów do spawania gazowego wg EN 759. Spoiwo do spawania gazowego Typowe problemy spawania gazowego Cechą charakterystyczną spawania gazowego jest szeroka strefa wpływu ciepła (SWC). Skutki oddziaływania dużej ilości ciepła: •negatywny - pofałdowanie przy spawaniu cienkich blach; •pozytywny - niska skłonność do utwardzania i tworzenia pęknięć w związku z wolnym stygnięciem. Przykłady zastosowań spawania gazowego Najczęściej za pomocą spawania gazowego dokonuje się napraw zbiorników po materiałach łatwopalnych, rurociągów oraz elementów mosiężnych i żeliwnych (przeważnie metodą „na gorąco"). • spawanie rurociągu w trudno dostępnym miejscu Spawanie rurociągu przy użyciu lusterka 1- palnik 2- rura 3- spoiwo 4- lustro Schemat stanowiska do cięcia lancą tlenową 1- płyta stalowa lub żelbetonowa 2- lanca : rurka stalowa o średnicy 8-mm długości 2-5 m 3- wąż tlenowy 4 - reduktor centralny 5 - zbieracz butli do tlenu (min. 10 butli) 6 - lance do wymiany Zasada procesu żłobienia Proces żłobienia polega na nagrzaniu materiału do odpowiednio wysokiej temperatury i wypaleniu metalu po otwarciu strumienia tlenu tnącego Budowa palnika do skórowania Opalanie płomieniowe Proces opalania nazywany również oczyszczaniem stosuje się do usuwania z powierzchni blach, kształtowników, zbiorników, kotłów, rur i innych konstrukcji stalowych rdzy, zgorzeliny, farby, lakieru, kamienia, betonu, oleju, brudu i innych zanieczyszczeń. Proces ten może być również stosowany do przygotowania powierzchni elementów do pierwszego malowania. Przebieg procesu opalania Proces opalania odbywa się z wykorzystaniem płomienia utleniającego o dużej koncentracji bez nadmiernego wnikania ciepła w głąb materiału. W związku z powyższym oraz dużą prędkością posuwu palnika, która wynosi (3 4- 4,5) m/min, nie występują żadne odkształcenia materiału. Palnik do opalania płomieniowego Palnik do opalania Nagrzewanie płomieniowe Hartowanie Prostowanie płomieniowe Przekuwanie Stały docisk Jonizacja przestrzeni międzyelektrodowej Zjawisko uginania się spawalniczego łuku elektrycznego podczas spawania Wpływ rodzaju prądu i biegunowości łuku na rozdział ciepła SPAWANIE ELEKTRODAMI OTULONYMI SPAWANIE METODAMI MIG/MAG Schemat spawania metodą MIG/MAG Odrywanie kropli stopionego metalu od końca drutu elektrodowego Przenoszenie zwarciowe Przenoszenie bezzwarciowe Stanowisko do spawania metodą MIG/MAG Gazy osłonowe Wpływ często stosowanych gazów osłonowych do spawania metodą MAG stali niestopowych Nastawa i wskazania przepływu gazu osłonowego za pomocą manometru 1. manometr reduktora butlowego 2. manometr przepływu 3. gazu osłonowego 4. śruba nastawcza (ciśnienia) 5. zawór odcinający 6. zwężka 7. dane dotyczące rodzaju gazu 8. kolorowe oznakowanie rodzaju gazu Manometr reduktora butlowego 1. manometr reduktora butlowego 2. rotametr 3. zawór regulacyjny 4. dane dotyczące rodzaju gazu 5. kolorowe oznakowanie rodzaju gazu Podgrzewacz gazu osłonowego Schematy typowych zespołów podawania drutu elektrodowego Rozwiązania konstrukcyjne zespołu rolek napędowych SPAWANIE METODĄ TIG Schemat spawania metodą TIG Stanowisko do spawania metodą TIG Schemat spawania TIG z materiałem dodatkowym Gazy osłonowe wg DIN 32 526 Przedstawienie gazów Przyporządkowanie gazów do metod spawania i materiałów Spawanie plazmowe Spawanie łukowo - wodorowe Spawanie elektrolitowe. Spawanie elektryczne żużlowe Spawanie wiązką elektronów PRZYKŁADY ZŁĄCZY SPAWANYCH wiązką elektronów Spawanie laserowe Zgrzewanie termitowe Zgrzewanie punktowe Zgrzewanie liniowe Zgrzewanie doczołowe zwarciowe Zgrzewanie doczołowe iskrowe Zgrzewanie zgniotowe SPAWANIE ŁUKIEM KRYTYM Podział metod spawania *Podział metod spawania łukowego* Podział metod spawania łukowego