Mszaki Alapoz s Gpgyrtstechnolgiai Tanszk Gyrtstechnolgia I 5

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=20 mm-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; Ø 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 1/2 V 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:

Ø Különböző vastagságú darabok hegesztése: Ø 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, 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 mm 2

2. Az áramerősség megválasztása: Ø Az elektróda átmérő függvényében történik, de függ még: • a bevonattípustól, • hegesztési poziciótól; -alsó határ: a még elfogadható ívstabilitás, -felső határ: elektróda túlhevülés, bevonat leválás. Ø A gyakorlatban: a) I=30 de [mm] ötvözött acél, PA pozíció b) I=40 de [mm] ötvözetlen és gyengén ötvözött acél, PA pozíció Ø 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 -10 A-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 -10 A-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: Ø Szűk tartományban változtatható, előírni nem szokás, inkább a vele arányos ívhosszt: lív<d, bázikus elektródánál lív=d/2, Ø Uív=20+0, 04 Iheg (Uív<44 V)

A hegesztés technikája: Ø 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: Ø 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.

Ø - Az elektróda dőlésszöge: a varrat beolvadási mélységét befolyásolja; α=150 vékony bevonatú elektródánál; α =30 -600 vastag bevonatú elektródánál; α - függ az alapanyag vastagságától is. Ø 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=5 d-nél már nem biztosított a hegfürdő védelme, a hegesztett kötés minősége romlik! - L<250 mm rövid - L=250 -1000 mm közepes varratoknak tekintjük - L>1000 mm hosszú

Ø Ø - Vastagabb anyagok többrétegű varrata készíthető: rétegekben ( főként sarokvarratoknál); hernyókkal (főként tompavarratoknál). Zsugorodás, vetemedés csökkentése: rögzítéssel, beállítással, megfelelő hegesztési sorrenddel, hegesztéstechnikával.

Ø 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’

Ø 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.