Műszaki Alapozó és Gépgyártástechnológiai Tanszék

5. előadás

Bevontelektródás kézi ívhegesztés (BKI)

Kézi ívhegesztés technológiája

előadó: Dr. Szigeti Ferenc

főiskolai tanár

Gyártástechnológia I.

A kézi ívhegesztés technológiájaA 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

a) Peremvarrat:

- 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:

1-2

<1

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 varrat-keresztmetszet 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:

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.

T átlapolt belső külső 1/2V K

A terhelés átadása(erővonal átvezetés) sarokvarratnál:

Különböző vastagságú darabok hegesztése:

Megoldások a heganyag átfolyásának megakadályozására:

(ha nem lehetséges a gyök kifaragása, vagy utánhegesztése)

C,Tűzés: kis fajlagos hőbevitelnél is jelentős hosszirányú feszültségek, zsugorodások lépnek fel.

Tűzési sorrend:

alátét aszimmetrikus leélezés ferde illesztés

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 T- sarokvarrathoz 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 varratkészítés módja a varrathossztól és a hegesztendő lv-től függ:

a) rövid egyrétegű és gyökvarratot egyirányban;

b) Közepes varrathossz: középtől a szélek felé;

c) Közepes varrathossz: ráklépésben;

d) Hosszú varratok: szimmetria tengelytől kétirányban, ráklépésben, két hegesztővel

Ráklépés:elhúzódások és saját feszültségek csökkentésére.

réteghossz:teljes vagy fél elektródaleolvadási hosszánakfelel meg.

Az elektróda dőlésszöge:- 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

α

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.