ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH Połączenia rozłączne : przy pomocy śrub, sworzni, skurczu; Połączenia nierozłączne: spajanie, nitowanie, zaginanie.
ŁĄCZENIE METALOWYCH ELEMENTÓW KONSTRUKCYJNYCH
Połączenia rozłączne : przy pomocy śrub, sworzni, skurczu;
Połączenia nierozłączne: spajanie, nitowanie, zaginanie.
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.
SPAJANIE
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 ZŁĄCZY SPAWANYCH – DEFINICJE
Strefa 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
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
Spoina 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
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 gazowySpawanie elektryczne spawanie przy użyciu energii elektrycznej jako źródła ciepłaSpawanie łukowe spawanie, w którym źródłem ciepła jest elektryczny łuk spawalniczySpawanie łukiem krytym spawanie łukowe, w którym łuk jarzy się pod warstwą topnika
Spawanie łukowe w osłonie gazów spawanie, w którym łuk wraz z miejscem spawaniachronione 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
Spawanie 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 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 GAZOWESPAWANIE GAZOWE* *
SPAWANIE GAZOWE
Rozkład temperatury w płomieniach:
Płomień tlenowo-acetylenowy
Rodzaj płomienia tlenowo-acetylenowego (1)
Nawęglający normalnyO2/C2H2 < 1 O2/C2H2 = 1 - 1,2 utleniający
O2/C2H2 > 1,2
Zastosowanie różnych rodzajów płomienia tlenowo-acetylenowe 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 wybuchowegorozpadu 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
1 - śruba stawidłowa2- sprężyna główna3- gniazdo zaworu redukcyjnego4- grzybek zaworu redukcyjnego5- łącznik z nakrętkom6- sprężyna dociskowa7- zawór odcinający8- przepona
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 526Przedstawienie 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