Transcript BKI 5 ea
Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék Gyártástechnológia I. 5. előadás Bevontelektródás kézi ívhegesztés (BKI) Kézi ívhegesztés technológiája előadó: Dr. Szigeti Ferenc főiskolai tanár A kézi ívhegesztés technológiája A hegesztéstechnológia magában foglalja a következőket: - előkészítést, - hegesztő eljárást, - hegesztő anyagokat, - hegesztési munkarendet (hegesztési munkafolyamat), - utómunkálatokat (utóhőkezelés, salakeltávolítás). A hegesztéstechnológia függ a hegesztés típusától: kötő, vagy felrakó hegesztés A hegesztés előkészítése: A)Hegesztő berendezések és felszerelések: - Meredeken eső jelleggörbéjű dinamó, trafó, vagy egyenirányító tápegység, jellemzőjük: I beállítása szükséges, U adódik; - Áramforrás bekötésénél hálózat hegesztő gép: feszültség- esés<5% vezeték átmérő és L változtatása - hegesztő védőfelszerelés: pajzs, kötény, kesztyű, amely véd: -az ív infravörös és ultraibolya sugárzásától, -izzó, fröccsenő fém és salak ellen. B) Felületelőkészítés, leélezés: - Szennyeződések: rozsda, olaj, festék, sorja eltávolítása; - Leélezés, illesztési hézag helyes megválasztása: a varrat és hőhatásövezet tulajdonságai a varrat alakjával és elhelyezkedésével befolyásolhatók: ahol lehet, tompavarratot kell alkalmazni – azonos keresztmetszetű tompavarrat teherbíróképessége nagyobb – varratkeresztmetszet így kisebb ( elektróda felhasználás, bevezetett hő is kisebb). Varratfajták 1-2 a) Peremvarrat: <1 - Hő hatására a lemezek kevésbé vetemednek; - A lemezek hegesztés közbeni átolvadása ritkán következik be; - Ahol a tömör zárás a követelmény, szilárdságilag kevésbé jó. b, I-varrat: -S<2 hézag nélkül egyoldalról, S>2 hézaggal, kétoldalról. c, V – varrat: Hézag(b); gyökrész, gyökoldali hegesztés, egyszerűbb előkészítés miatt (s=20mm-ig) Élszalag(c): akadályozza: -az él csúcsának túlmelegedését, -belső szegélybeégést. c, X-varrat: s> 12 fölött a V alak túl széles, túl nagy varratkeresztmetszet adódik, ezért X alak; Az X alak szögzsugorodása kisebb (két V egymás ellen dolgozik); e, U-varrat: s>30, ha X-nél a vájat feleslegesen széles (költséges) f, sarokvarratok: merőleges, vagy szöget bezáró elemeknél Varrat típusai: T átlapolt belső külső 1/2V K A sarokvarrat lehet: - Domború - Egyenes függ: elektróda bevonattól, hegesztés technikától. - Homorú • Forró típusú elektródánál: homorú varrat • hideg típusú elektródánál : domború varrat -lív növelésével, elektróda ívelő vezetésével a domborúság csökken -Homorú: szilárdságilag a legjobb, egyenletes erővonal átvezetés. A terhelés átadása(erővonal átvezetés) sarokvarratnál: Különböző vastagságú darabok hegesztése: Megoldások a heganyag átfolyásának megakadályozására: (ha nem lehetséges a gyök kifaragása, vagy utánhegesztése) alátét aszimmetrikus leélezés ferde illesztés C,Tűzés: kis fajlagos hőbevitelnél is jelentős hosszirányú feszültségek, zsugorodások lépnek fel. Tűzési sorrend: D, Technológiai adatok meghatározása 1. Az elektróda átmérőt meghatározza: - hegesztendő anyag minősége, - hőtani jellemzők, - lemezvastagság „s”, - varratalak, - hegesztési helyzet. • A hőelvezetés merőleges kötéseknél háromirányú, ezért Tsarokvarrathoz vastagabb elektróda szükséges; • Edződésre nem hajlamos ötvözött acél: kis hőbevitelhez vékonyabb elektróda; • Edződő, repedésre hajlamos acél: nagyobb hőbevitelt, kisebb hűlési sebességet eredményező vastagabb elektróda szükséges; • Többrétegű varratok első rétegét, gyökét, gyökutánhegesztést 3,25-4 mm-es elektródával. • Törekedni kell a lehető legvastagabb elektróda alkalmazására (növeli a termelékenységet, csökkenti a zsugorodást); • Pozíció hegesztéshez: 3,25-4-es elektróda; • Egy rétegben lerakható maximális varratkeresztmetszet 30-40 mm2 2. Az áramerősség megválasztása: Az elektróda átmérő függvényében történik, de függ még: • a bevonattípustól, • hegesztési poziciótól; -alsó határ: a még elfogadható ívstabilitás, -felső határ: elektróda túlhevülés, bevonat leválás. A gyakorlatban: a) I=30de [mm] ötvözött acél, PA pozíció b) I=40de [mm] ötvözetlen és gyengén ötvözött acél, PA pozíció A katalógusban vagy elektróda dobozon megadott Iheg-vel célszerű próbahegesztést végezni. A hegesztési helyzet befolyása az áramerősségre: - Vízszintes: legnagyobb áramerősség használható: a sok ömledék megmarad helyzetében; - Függőleges: kevés ömledék uralható, az áramot mérsékelni kell; - Fej feletti: erős, kemény, jól fúvó, röpítő ívre van szükség ahhoz,hogy „g” ellenében a cseppeket fel tudjuk lőni. Az ehhez szükséges nagyobb áram nem képez uralhatatlan ömledéket, a fej feletti erősebb fröcskölés miatt sok csepp veszendőbe megy. A hegesztő áramerősség megválasztása: a) Varratkezdés: 5-10A-el nagyobb áramerősség (hideg anyag), a hegfürdő kialakulásáig, a lemez felmelegedéséig, később I csökkentése,a varrat végén: hőtorlódás, I csökkentése; b) Fűzésnél: hirtelen megnő a hővezető képesség, nem olvad össze a gyökvarrat a fűzéssel,ezért I növelése 5-10A-el, fűzés túlsó végénél I csökkentése; c) A hegesztő áram túl kicsi: - Bizonytalan az ívgyújtás, az elektróda ragad; - Nem melegszik fel eléggé a munkadarab,az ömledék nem tud szétterülni, a varrat túl domború, a varrat nem jól köt a munkadarabhoz; d) A hegesztő áram túl nagy: - Fröcskölés lép fel, a varratanyagot az ív kifújja a helyéről; - A hosszú ív sem alszik ki, erős V varratrajzolat, oxidos, csúnya felület; - Az elektródavég az elektróda tartóban vörösen izzik; - Gyökhegesztéskor az ömledék átszakad; - Az ömledék túl hígfolyós, kissé bugyborékol; - Az ív kemény, erős fúvású; - Szemcsedurvulás figyelhető meg. e) A hegesztő áram helyes: A varrat szépen terül, a vájat oldalához ívesen köt, rajzolata szépen ívelő, felülete nem túl oxidos. A bevonat salakja jól hátrafut, nem zavarja a hegesztést. Ívgyújtás: a) Folyamatos húzással (gyufa): húzás + lassú, fokozatos emelés : a keletkező gáz ellepi az ívközt, a kezdési hely nem gázosodik. (bázikus eldánál ezzel tudjuk beállítani a kis ívhosszt) b) Koppantásos gyújtás: érintés + hirtelen megemelés: az lív nagy, de nem szakad meg. Az ívhossz beállításánál ökölszabály: lív=de c) Nehezen gyújtható: bázikus és vékony bevonatú (Uü ) elektróda és nehezebb az ívgyújtás váltakozó áramú ívvel; d) Könnyen gyújtható: rutilos elektróda, valamint egyenáram és elég nagy I esetén könnyebb az ívgyújtás. 3. Ívfeszültség: Szűk tartományban változtatható, előírni nem szokás, inkább a vele arányos ívhosszt: lív<d, bázikus elektródánál lív=d/2, Uív=20+0,04 Iheg (Uív<44V) A hegesztés technikája: Három alapmozgás: 1. Függőleges előtoló: az elektróda fogyásából adódóan, lív=állandó érdekében; 2. A varratszélességet adó keresztirányú ívelő elektródavezetés 3. A varrat hosszirányú feltöltését szolgáló haladó módozatai A hegesztés technikája: a) b) c) d) A varratkészítés módja a varrathossztól és a hegesztendő lv-től függ: rövid egyrétegű és gyökvarratot egyirányban; Közepes varrathossz: középtől a szélek felé; Közepes varrathossz: ráklépésben; Hosszú varratok: szimmetria tengelytől kétirányban, ráklépésben, két hegesztővel Ráklépés:elhúzódások és saját feszültségek csökkentésére. réteghossz: teljes vagy fél elektróda leolvadási hosszának felel meg. - Az elektróda dőlésszöge: α a varrat beolvadási mélységét befolyásolja; α=150 vékony bevonatú elektródánál; α =30-600 vastag bevonatú elektródánál; függ az alapanyag vastagságától is. Megfelelő technikával biztosítható a kívánt varratalak és minőség: lív= állandó + elektródavég vezetésével; lengetés nélkül: b=(0,8-1,5)d lengetéssel: b=(3-5)d, de: b=5d-nél már nem biztosított a hegfürdő védelme, a hegesztett kötés minősége romlik! L<250mm rövid L=250-1000mm közepes varratoknak tekintjük L>1000 mm hosszú - Vastagabb anyagok többrétegű varrata készíthető: rétegekben ( főként sarokvarratoknál); hernyókkal (főként tompavarratoknál). Zsugorodás,vetemedés csökkentése: rögzítéssel, beállítással, megfelelő hegesztési sorrenddel, hegesztéstechnikával. A szögzsugorodást befolyásolja: Varratalak: minél kevésbé szimmetrikus, annál nagyobb a zsugorodás (legkisebb I, nagyobb X, legnagyobb V-varratnál); X-varrat: már az első varratsor kifordítja a síkból, a másik oldali hegesztés nem tudja visszahúzni a síkba (az előző varrattal merevítettük) Gyakorlat: az egyik oldali réteget a másik oldal két rétege húzza vissza. - tompavarratok gyökrétegének hegesztése okozza a legnagyobb szögzsugorodást, a többi réteg hatása fokozatosan kisebb; a gyökréteg kiköszörülése és újrahegesztése a szögelfordulást erősen csökkenti; vékony lemezeknél a szögzsugorodás kicsi, vastag lemezeknél nagyobb; minden varratsor újból húz az anyagon: rétegeknél α kisebb, hernyóknál α nagyobb. - Egyoldalról hegesztve: α=50 42’ - Gyök kiköszörülve: α=20 8’ - Gyök kiköszörülve és gyökutánhegesztve:α=1051’ Többrétegű varrat hegesztése: - Gondos salakeltávolítás! Salakzárvány kiköszörülése, javítása költséges és kevésbé megbízható; Szigorúan követni kell az előírt hegesztéstechnológiát! A hegesztést követő utómunkálatok: - salakeltávolítás, varrathibák kijavítása, varratfelület lemunkálása, munkadarab egyengetése, varrat hőkezelése. A hegesztett kötések tervezésének alapelvei: - A varratok elhelyezésénél a csomópontokat kerülni kell; - A varratok mennyisége csökkenthető hajlított, kovácsolt, öntött alkatrészek kombinálásával; - A varrat a szerkezetben hozzáférhető, kényelmes helyzetben hegeszthető legyen, a szerkezet súlyponti tengelye körül kiegyensúlyozott legyen; - Ahol lehet, sarokvarrat helyett tompavarratot kell alkalmazni.