Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék 6. előadás Kézi ívhegesztésnél előforduló hibák Semleges védőgázas, wolfram elektródos ívhegesztés előadó:

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék 6. előadás Kézi ívhegesztésnél előforduló hibák Semleges védőgázas, wolfram elektródos ívhegesztés előadó:"— Előadás másolata:

1 Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék 6. előadás Kézi ívhegesztésnél előforduló hibák Semleges védőgázas, wolfram elektródos ívhegesztés előadó: Dr. Szigeti Ferenc főiskolai tanár Gyártástechnológia I.

2 Kézi ívhegesztésnél előforduló hibák I. Külső hibák: 1.Tompavarratok gyökhibái: veszélyesek, mert hiányzik a varrat egy része; a)Elégtelen átolvadás: keskeny illesztési hézag, ellenszere: hézag növelése, I növelése (nagyobb leélezés); b)Hidegkötés a gyökoldalon: helytelen elektróda tartás, helytelen ívelés c)Illesztési hiba, hosszabb kitartás az egyik oldalon ; (nagy éleltolódás); d) Homorú gyök: fejfeletti helyzet: a hézag túl széles, I erős, túl hígfolyós varrat, rossz elektróda tartás, az ömledék behorpad, az élek szintje alá süllyed; e) Zárványos lelógó gyök: túl széles hézag, I erős, varratátfolyás, a kiálló dudor gáz- és salakvédelme tökéletlen, gázbuborék, nedves elektróda.

3 Tompavarratok gyökhibái

4 2. Sarokvarratok gyökhibái: a)Elégtelen összeolvadás: helytelen elektróda tartás: az ív tengelye és a hő nem a vízszintes, hanem a függőleges lemezre irányul, azt idő előtt megolvasztja; b)Hiányos gyökbeolvadás: I kicsi, túl nagy elektróda átmérő, nem fér be a gyökhöz.

5 3.Varrat kezdési és befejezési hibák: kezdő és kifutó lemez! -Hidegkötés (ráfolyás): az alapanyag nem olvad meg; -A végkrátert a csatlakozó varratsor nem hegeszti át.

6 4. Sarokvarratok helyzeteltolódása: Szilárdságrontó, csökken a varrat keresztmetszete. Oka: helytelen elektróda tartás. 5. Szegélybeolvadás: varrattal párhuzamos éles bemetszésű árok: az anyag megolvadva túlhevül, az ömledék áramlása, az ív fúvóereje, nehézségi erő az olvadt részt elviszi; Oka: I erős, helytelen elektróda tartás; Elkerülése: -Ívelés a széleken, I csökkentése, helyes elektróda tartás, íveléskor ki kell tartani szélen az elektródát, hogy megfelelő anyagátvitel jöjjön létre; -Ráhegesztés: költséges, vetemedést növel, csúnya; -Kiköszörülés: csak akkor ha, ha túl nagy.

7 II. Belső hibák 1)Salakzárvány 2)Hidegráfolyás(hidegkötés) 3)Gázzárvány, lyukacsosság, porozitás 4)Hideg, meleg repedés 5)Beedződés 6)Szemcsedurvulás

8 1, Salakzárványok: veszélyesek, éles, sarkos alakjuk miatt belső repedések kiindulási pontjai; Oka: -helytelen elektróda tartás és vezetés, -kis I miatt a varrat gyorsan dermed, a salaknak nincs ideje a felszínre jutni, -ívmegszakítás helyén, újrakezdés előtt nem távolítottuk el jól a salakot, -helytelen varratsor lerakás: túl domború az előző varrat, az új varratsor leolvadásakor nehéz a már ott lévő salak eltávolítása.

9 2. Hidegkötés okai: -„I” kicsi, l ív túl nagy, -szennyezett felület, -az elektróda dőlésszöge nagy, -nem megfelelő elektróda tartás és vezetés, -mélyedések, nehezen megömleszthető pontok. Veszélyessége: a terhelhetőség csökken, a heganyag nem olvad össze az alapanyaggal. Előfordulás: varratkezdés és befejezésnél, sarokvarratok (tompa is) gyökénél.

10 3. Gázzárványok: Keletkezésük okai: -Az ömledék gyors dermedése, a gázzárványok befagynak, nincs idejük a felszínre jutni (különösen nedves, rozsdás felület hegesztésénél); -Nedves elektróda (bázikus!) használata; -Hosszú ívtartáskor: a levegő gáz és nedvességtartalmából bekerülve;  Kevésbé veszélyes a salakzárványoknál.

11 4. Melegrepedések: (kristályosodási repedés) -Dermedés közben keletkezik; -A repedés helyén futtatási színek fedezhetők fel; -Rosszul hegeszthető, gyorsan hűlő varratoknál (hűlési sebesség) jelentkezik; -Keletkezése: A varratfémre kristályosodáskor a gátolt zsugorodás miatt jelentős húzófeszültségek hatnak, emiatt rugalmas-plasztikus deformáció jön létre. Ha a varratnak kicsi a képlékenysége és a húzófeszültségek okozta deformáció- növekedés meghaladja a varrat deformáció képességét, akkor repedés jön létre. - A melegrepedési hajlam függ: a varratfém összetételétől, a hűlési sebességtől. - Bázikus elektródával elkerülhető!

12 4. Hidegrepedések:  Keletkezése: a varrat lehülése után;  Oka:  A rideg, martenzites szövetszerkezet,  A hidrogén varratba kerülése.  Elkerülése: -A beedződő vagy az edződésre hajlamos acélokat előmelegítve kell hegeszteni; -Hidrogénfelvétel elkerülése: elda kiszárítása, bázikus elektróda használata, leszorított, rövid ív, tisztítás, levegő nedvesség elkerülése) -Megfelelő hegesztési technika: kis hőbevitel, lassú lehűlés, sok réteggel hegesztünk, kalapálás: zsugorodási feszültségtől mentesítjük, nyújtjuk a varratot.

13 5. Edződés: akkor is hiba, ha nem okoz repedést (később repedhet), -ellenőrzés: HB keménységű varrat reszelhető, vagy Poldi-kalapáccsal, -Beedződés esetén: hőkezelés, feszültségmentesítés, előmelegítés. 6. Szemcsedurvulás: Oka: túlárammal való hegesztés, kevés rétegsor ; Következménye: durva töret, varratszívósság csökken; Feltárása: hajlító vizsgálatnál a próbatest nem bírja az előírt hajlítási szöget; Kiküszöbölése: szemcsefinomító hőkezeléssel.

14 Hibafeltárás 1.Szemrevételezéssel: külső hibák 2.Roncsolásos vizsgálattal (belső hibák) -keresztcsiszolat, makrocsiszolat -töretvizsgálat: eltöréskor a belső hibák kimutathatók: a varrat a hibahelynél törik, a leggyengébb keresztmetszetben (hajlító, ütővizsgálat) 3. Roncsolásmentes vizsgálatok: röntgen és ultrahangvizsgálat, mágneses repedésvizsgálat (belső hibák)

15 SWI: nem leolvadó elektródos ívhegesztés (semleges védőgázas wolfram elektródos ívhegesztés) W-elektródos ívhegesztés típusai: HWI, HeWI, ArWI(AWI), (Ar+He)WI, PI (plazma ívhegesztés, redukáló hatású védő gáz) Elnevezések: -TIG: Tungsten Inert Gas; -WIG: Wolfram Inert Gas;  Világviszonylatban 3…5% részarány (kézi, gépesíthető változat) Az eljárás ISO kódja: 141

16 - Vékony lemezek peremvarrataihoz és I varrathoz hozaganyagot nem használnak, vastagabb lemezek leélezett varrataihoz pálca, vagy huzal töltőanyag szükséges; - Nemesgázban fenntartott W-ív jól szabályozható, alig van fröcskölés, füstképződés. Az SWI elve:

17 Az SWI előnyei:  A legideálisabb körülmények között létesített, igen rugalmas, stabil, szabályozható ív hőforrással működik, igen jó minőségű varrat! Kiváló minőségi és folyamatjellemzők;  A W ideális, a ma ismert legjobb elektród anyag, kiváló elektronemissziós képesség, csekély fogyás, jelentős áramterhelhetőség jellemzi;  Nemesgázok (főleg Ar) ideális védőgázok, az ív könnyen gyújtható, újragyújtható, stabilan ég, levegőnél nehezebb (He-t kivéve) hegfürdő felé áramlik;  A W-ív rugalmas, széles teljesítménytartományban szabályozható, impulzus ívű áramforrással, valamint AC/DC-vel is táplálható, nincs ötvöző kiégés;  Nincs salakképződés, fröcskölés alig, hegesztés utáni tisztítás nem szükséges;  Nincs füstképződés, a hegesztő az ívet és hegfürdőt jól látja, nincs egészségkárosodás;  A varrat minősége kiváló, esztétikus, geometriai és mechanikai jellemzői kivállóak;  Minden ipari fémhez és ötvözethez alkalmazható, minden térbeli pozícióban.

18 Az SWI korlátai:  Nagyobb fajlagos költségek, kisebb teljesítmény;  Kis I, U ív alacsony (He mentes védőgáz) h 1 (beolvadási mélység) kicsi, v heg alacsony;  Kis leolvasztott hozaganyagtömeg (időegység alatt);  Kétkezes hegesztési technika, képzett hegesztő;  Berendezés, elektródanyag, védőgáz drága, hosszegységre vonatkoztatott fajlagos költség ( Ft/m) nagy;  Kiépített védőgáz-struktúra szükséges.

19 Az SWI alkalmazási területe:  Szűk területen gazdaságos, a hegesztési eljárások királya, indokolt esetben célszerű alkalmazni;  Értékes, FI-el nehezen hegeszthető anyagoknál;  Erősen ötvözött acél, korrózió és hőálló acélok hegesztésére;  Al, Ti, Ni, nemvasfémek és ötvözők hegesztése, főként ha aktív védőgázzal nem lehet hegeszteni (pl.Al, Ti);  Szabályozott hőbevitel, kistömegű hegfürdő, gyors fürdődermedés (térbeli hegesztés, vékony lemezek hegesztése, gyökhegesztés);  A hőbevitel és a tőle független hozaganyag adagolás előnyei: helyszíni csőhegesztés gyöksora, vékony lemezek peremvarratai (hozaganyag nélkül);  Az alapanyagból levágott lemezcsík hozaganyagként alkalmazható (nehéz hegeszthetőségi esetekben);  Igényes felületi bevonatok: magas olvadáspontú, öntött, keramikus, vagy kompozit pálcák, porok ráolvasztása fém alaptestekre (kopás- ill. hőállóság növelése).

20 Az argon védőgáz jellemzői: -A nemesgázok (argon, hélium, neon, kripton, xenon, radon) csoportjába tartozik; -Egyatomos, zárt elektronhéjú, más elemekkel kémiai reakcióba nem lépő, fémekben nem oldódó gáz; -Az égéssel szemben közömbös, levegőnél 1,5-szer nehezebb; -Rossz hővezető képességű, nagy fajhőjű és viszkozitású, ideális védőgáz; -Az ívben fellépő hőveszteségek kisebbek; -Az Ar-burokban az ütközéses ionizáció intenzívebb, az elektronok kevesebb energiát veszítenek, mint a levegőben; -Az Ar gyújtási potenciálja a levegőnél kisebb, könnyebb az ívgyújtás, nehezebben szakad meg az ív (stabil ív); -Ar közegben a feszültségesés minimális, U ív is kisebb lehet.

21 Az Ar-ívjellemzők polaritásfüggők, alapvetően megváltoznak: Egyenes polaritás: -A katódfolt a W-elektródon erőteljes, koncentrált elektronemissziót létesít; -A tárgyba ütköző elektronok keskeny, mély beolvadást okoznak; -Az ívfeszültség a levegőben égő ívhez képest kisebb, az ívstabilitás nagyobb; -A W-elektród az áramterhelést jól bírja, nem hevül túl, fogyása minimális (W-elektród kihegyezhető).

22 Fordított polaritás: -A munkadarabról emittált elektronok a W-elektródba ütköznek, azt túlhevítik, fogyását megnövelik (fokozott hűtés szükséges); -J meg, ívstabilitás, beolvadási mélység csökken, ívfeszültség nő; -Jelentősége: Al, Mg és ötvözetei hegesztésénél: a nagyméretű Ar ionok a tárgy felületén oxidhártyába ütköznek, kinetikai és potenciális energiájuk hőfejlődése révén az oxidhártyát elgőzölögtetik (katódporlás, oxidbontás) – a növelt elektronemisszió szerepet játszik az oxidhártya felszakításában.

23 Váltóáram: -Polaritás 100/sec, fordított polaritás: oxidbontás, egyenes: mély beolvadás -Jó ívstabilitás, W-elektróda fogyás és áramterhelhetőség is elfogadható

24 SWI hegesztő berendezések Az ívkarakterisztika vízszintes szakaszán dolgozó eljárás, amelyhez követelmény: a hegesztő gép eső karakterisztikájú, az „I” kis áram- tartományban finoman szabályozható legyen. A gépi berendezés fő részei: 1.Áramforrás 2.Védőgáz (Ar) ellátó és szabályozó egység; 3.Hűtővíz rendszer; 4.Hegesztő pisztoly + kábel és tömlőköteg (3m); 5.Vezérlő berendezés, szabályozó, programozó és kijelző rendszer; 6.Huzalelőtoló és előmelegítő egység (opcionális).

25 1.SWI áramforrása : egyenirányító, vagy inverter típusú -DC/AC üzemre egyaránt alkalmas (a csak egyenáramú (DC) áramforrással Al és ötvözetei nem hegeszthetők); -Eső karakterisztikájú, úgynevezett áramtartó áramforrás (minél meredekebb, annál stabilabb hegesztési ív tartható fenn – kis ívhosszváltozásnál az áramerősség változás is kicsi); -Kézi SWI: BI<50%, gépi SWI: BI=100%; -Áramtartományok: I 350 A; -U ív : 10…30 V (Ar), (x1,5 He); -U ív =13+0,012I h (Balogh A), U ív =10+0,04I h (Gáti J) -Kiegészítő egységek: I csökkentésére és növelésére alkalmas távolsági áramszabályzó, kisfrekvenciás impulzus egység és programozó berendezés.

26 2. Védőgáz (Ar) ellátó és szabályozó egység  Részei: Ar palack (150 bar), nyomás csökkentő (O 2 –szerel- vényekkel egyező csatlakozó mérettel), átfolyás mérő, automatikus működtetésű mágneses gázszelep; Védőgáz mennyiség: Ar: 4…15 l/p, He: 20…40 l/p (fúvóka, elektród méret, varratalak, munkadarab anyag függvényében)– túlzott gáz növelés turbulenciához vezethet; -Szűrőegység: 99,95%-os tisztaság, mert zárványok keletkezhetnek. 3. Hűtő rendszer - Hűtővíz-szükséglet: 1-2 l/p, - Zárt rendszerű: lágy, tiszta hűtővizet biztosít; - Vezetéki: vízkőlerakódás veszélye, de túlmelegedés nincs; - Érzékelő (vízőr): hűtővíz kimaradásnál kikapcsol.

27 4. Pisztoly: -Kis áramerősségű (150A): elegendő az áramló Ar hűtése; -Közepes (300A), vízhűtésű; -Nagy (600A), vízhűtésű; -Elektród-kinyúlás gázlencse nélkül:2…4mm, gázlencsével: mm

28 5. Vezérlő, programozó és programtároló egység (WPS-szerinti program választás) - A pisztoly vezérlőgombja működtetésére kapcsol: I heg, ívstabilizátor, Ar-szelep, hűtővíz kapcsolás, indítás, kikapcsolás: 10…20 sec késleltetéssel; - Sorrend: hűtővíz, Ar, NF áram, I heg - Gáz és vízellátás ellenőrzése, zavar esetén leállítás. - Kiegészítő egységek:  Nagyfrekvenciás ívgyújtó és ívstabilizátor: nagyfrekvenciás árama elektromos szikra formájában ionizálja az ívközt, a hegesztő áramra szuperponálva javítja az ívstabilitást is.  Végkráter kitöltő ellenállás: fokozatos áramcsökkenést biztosít.

29

30 6.Huzalelőtoló és előmelegítő egység: -Gépesített hegesztés: 1m-es pálca helyett: huzalelőtolóval a hegesztő ívbe hideg huzalt adagolnak,ezzel P le többszörözhető (előmelegítéssel P le tovább növelhető); -Csúszóérintkezők segítségével áramot vezetnek át a huzalon, (Joule-hő bevezetés - külön áramforrásról )– meleghuzalos SWI: P le 2x hideghuzalosnak, 6…8x a pálcásnak (P le =25…30 kg/h)

31 Az AWI hegesztés technológiája W-elektróda kiválasztása: -A wolfram T olv közel 3400 C 0, de levegőben C 0 –on oxidálódik, villamos vezetőképessége a hőmérséklettel nő, hővezető képessége alig csökken, ideális elektróda anyag; -Fogyása Ar-ban jelentéktelen (0,1mm/perc); -Előállítása porkohászati úton; -Tiszta állapotban (99,4%-os) szilárdsága kicsi, könnyen leolvad (W-zárványt okoz); -Az elektron kibocsátás fokozására ötvözik: 1-2% ThO 2 vagy ZrO 2 (0,5-1%), LaO 2, CeO 2 : nagyobb lehet az áramterhelés; -Az elektród átmérő megválasztása függ: I, áramfajta, polaritás, (szakirodalom); -Az elektródot koncentrált ívhez hegyesre köszörüljük ( 60 0 ); W-elektróda jelölése: pl. WC20 CeO 2 2%CeO 2

32

33 A hegesztés technika elemei: előkészítés, hegesztés, utólagos hőkezelés 1.Előkészítés a)Felülettisztítás: zsírok, olajok, szennyezők, oxidhártya eltávolítása, mechanikai vagy kémiai úton; b)Leélezés: MSZ EN ISO 9262 szerint; - s<2:peremezve, vagy tompán, - s<4: tompán hézag nélkül, - s>4: V,X,U, teljesen leélezve, ajakmagasság nélkül. c)Fűzés: - s<2 : mm-ként 25 mm hosszon, - s>2 :300 mm-ként 100 mm hosszon. -a fűzési helyeket hegesztésnél újra meg kell olvasztani vagy ki kell köszörülni.

34 Az AWI hegesztés technikáját az alapanyag minősége és vastagsága, a kötés formája és térbeli helyzete határozza meg. 1.Töltőanyag nélkül: - s<4, szorosan illesztett lemezeknél ( két oldalról hegeszthető), - vékony lemezek peremvarratainál. 2. Töltőanyaggal a térben tetszőleges elhelyezésű varratok, vastagság és anyagminőség korlátozása nélkül.  S=6mm-ig egysoros, s>6mm-nél többrétegű hegesztéssel.

35 -Ívgyújtás: külön rézlapon, W elektróda felizzásáig ott tartani. Izzó elektródát a munkadarabhoz közelítve a nagyfrekvenciás áram rövidzár nélkül is lehetővé teszi az újragyújtást. -W-elektróda kinyúlása a fúvókából 2-5 mm, az ívhossz körülbelül a W elektród átmérője. -A pisztoly és a hegesztő huzal tartása:lásd az ábrán, a jó oxidbontás érdekében (Al,Mg és ötvözetei hegesztése) a hegesztő huzal a tárggyal érintkezzék és a felhevített része az Ar burokban legyen! -Általában jobbról balra: nem kell a hegesztőnek a pálcát a kész varrat felett húzni, jobb az alapanyag megömlesztése; -Balról jobbra hegesztés: a varrat hűlési sebességének csökkentésére, a lehűlés közbeni jobb varratvédelem érdekében (vastag anyagoknál); -Ívhúzás után a pisztoly kis köröző mozgatásával az alapanyagot megömlesztjük, csak a jól megömlesztett heganyagba adagolható a hozaganyag. -Függőleges hegesztés: alulról felfelé, mert fentről lefelé a lefolyó ömledék hidegkötést eredményez.

36

37 Hegesztési paraméterek: a)Táblázatból,lemezvastagság függvényében választjuk az W-elektród átmérőt, pálca átmérőt, I-t, Ar mennyiséget és fúvóka átmérőt, - pl. acél,egyenáram, egyenes polaritás: I=sx30[A] PA helyzetben; -Al, váltakozó árammal: I=sx35[A] PA helyzetben, - PE és PF helyzetben ezek az értékek 10-20%-al csökkennek. b) Ar-mennyiség : a fúvóka nyílása, távolsága a tárgytól, hegesztés sebessége, kötés alakja növelik az Ar fogyasztást, rossz gázvédelem esetén: oxidáció, elszíneződés; c) Hozaganyag: „saját anyag” használható, vagy VFI hozaganyag (gépjavítás: nem kell összetételt meghatározni) Automatizálás: 1.Pisztolyvezetés gépesítése, kézi töltőanyag adagolással; 2.Töltőanyag adagolás géppel, kézi vagy gépi pisztolyvezetés; 3. Teljes automatizálás.

38 Hozaganyagok: -s<3mm-ig hozaganyag nélküli heg. -Hozaganyaggal: a pálca vegyi összetétele az alapanyaghoz közeli (csak elgőzölés, ötvöző kiégés nincs); -Beolvadó gyökbetét típusok: előre felhegesztett hozaganyagként. Utókezelés: -szép varrat, nem szükséges salakolás, -hőkezelés: beedződésre hajlamos ötvözött acéloknál.

39

40

41 Az SWI technológiai jellegzetességei:  J=5…50 A/mm 2, az eljárás vízszinteshez közeli ívkarakterisztikán üzemel;  Egyparaméteres eljárás: az áramforráson potenciométerrel statikus karakterisztikát választunk, majd a munkapont két koordinátája (U,I) beáll egy adott értékre, mely függ: - a védőgáztól elsődlegesen, - az l ív -től - a W-elektróda átmérőjétől másodlagosan. - áramnem és polaritástól  v heg =2-4 mm/s;  P le =1…2 kg/h ; 1kg pálca-1kg ömledék;  Kétkezes hegesztés (jobbról balra hegesztés,fejpajzs szükséges).

42 Hegesztő pálcák:  MSZ EN 759 szerint: - átmérők: 1; 1,2; 1,6; 2; 2,4; 3; 3,2; 4; 5; 6 mm, - pálcahossz: l=1000 mm. Típusok: 1.Ötvözetlen és finomszemcsés acélokhoz: MSZ EN 1668-W 2.Nagyszilárdságú acélokhoz (R eh >500N/mm 2 ): MSZ EN W 3.Melegszilárd acélokhoz: MSZ EN W 4.Korrózió (hőálló) acélokhoz: MSZ EN W 5.Al és ötvözeteihez: MSZ4264

43 Impulzusos SWI hegesztés  Cél: a hegfürdő szabályozása;  Jellemző paraméterei: t c, t a, t cs, I a, I cs, f=0,2…2Hz, f=1/t c ;  Ha „f” csökken: a varrat egyre inkább elkülönülő pontok sorozatából jön létre, ha I cs nő, h 1 nő, ha t cs nő akkor a pont térfogata is nő és b is nő;  Impulzusos (lüktetőívű) SWI hegesztés előnyei: - A hegfürdő jobban kezelhető kényszerhelyzetben; - W-elektród jobban terhelhető, impulzusok közötti szünetben hűl; - Mélyebb beolvadás érhető el, kedvezőbb lesz a szövetszerkezet; - Kevésbé érzékeny az illesztési hézag változására; - A hegfürdő mérete tág határok között változtatható; - Kisebb HHÖ.

44 Impulzusos SWI hegesztés


Letölteni ppt "Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék 6. előadás Kézi ívhegesztésnél előforduló hibák Semleges védőgázas, wolfram elektródos ívhegesztés előadó:"

Hasonló előadás


Google Hirdetések