deker 1.dio

5/9/2018 deker 1.dio

1/100

Karl- H einz D eckerELElV IENTI S TROJEV A2. popravljeno izdanje

TEHNICKA KNJIGAZAGREB


2/100

5

PREDGOVOR UZ PRIJEVODNjemacki original ove knjige je u relativno kratkom roku izisao u 7 izdanja.

U knjizi su jednostavno i vrlo sazeto dana potrebna teoretska objasnjenja,a obiluje i nizom praktickih podataka. To se posebno odnosi na standarde ipodatke 0materijalima. VeJiku vrijednost knjige predstavljaju jednostavne i lakorazumljive slike. U prijevodu je pokusano uz njemacke oznake standarda datii odgovarajuce jugoslavenske, a to je ucinjeno iza njemacke oznake materijalauz koje su navedene bar priblizno odgovarajuce jugoslavenske oznake.

U njernackom originalu nisu opisani planetarni prijenosnici, tarni prijenos-nici , kocnice, brtve, cijevni vodovi izaporni organi, pa su zbog potreba nasenastave iprakse, a uz dopustenje autora i izdavaca, ta poglavlja obradena kaopose ban dodatak prijevodu. Pri tome se nastojalo da se, koliko je to bilomoguce, ne mijenja nacin iznosenja gradiva, kako dodatak ne bi narusiocjelovitost.

Isto tako u poglavlju 0 zupcanicima njemackog originala nisu obradeneevolventne funkcije koje omogucavaju vrlo jednostavan i tocan proracundebljine zuba na bilo kojem dijelu boka, proracun razmaka osi V parova,proracun pogonskog kula zahvatne crte, zbroj faktora pomaka profila itd.Zato su u dodatku, kao nadopuna poglavlju ,,9.1.9. V-celnici i V-prijenosnicis ravnim zubirna" obradene

EVOL VENTNE FUNKCIJE iPRORACUN RAZMAKA OSI CELNIKA UPOTREBOM EVOLVENT-NIH FUNKCIJA.

Prevodioci


3/100

6

IZ PREDGOVORA 7. NJEMACKOM IZDANJUVelika potraznja ove knjige iziskivala je vee u kratkom roku njeno novo

izdanje, Pisana je za potrebe nastave na Visokim tehnickim i strucnim skola-rna. Najvazniji elernenti strojeva izneseni su u kratkom ali preglednom obliku,prilagodenom ciljevima nastave na skolama za tehnicko obrazovanje. Pri tome jeobradena svaka grupa elemenata strojeva zasebno i time ornogucen izborabrade gradiva neovisno od ostalih elemcnata strojeva.

Strucno podrucje "Elemenata strojeva' vrlo je opsezno i stalno se prosirujenovim spoznajama i rezultatima istrazivanja. Od toga se rnogu u okviruskolovanja inzenjera itehnicara obraditi samo bitna podrucja odabrana premasamim ciljevirna izobrazbe, Daljnju izgradnju tih saznanja mora se prepustitipraksi, rjesavanjem konkretnih problema konstrukcija.Sve oznake u jednadzbama prilagodene su novim DIN normama, a svemjerne jedinice su u Sl-sustavu, kojeg propisuje zakon. Sarno u iznimnimslucajevima, radi lakseg racunanja, upotrijebljene su velicinske jednadzbe, Inacesu iskljucivo navedene sarno jednadzbe u koje se rnogu uvrstiti SI-jedinice iodnjih izvedene Sl-jedinice (kg, m, s, N, W, kW, Pa, J, K itd.), Gotovo ispodsvake jednadzbe za proracun nalazi se iscrpna legenda u kojoj su naznaceneupotrijebljene mjerne jedinice injihovo znacenje, Na taj se nacin postizavadobar pregled i izbjegava zabuna. Tablice su ubacene na odgovarajucimmjestima unutar teksta, tako da ih ne treba traziti na kraju,Mnostvo opsirnih tablica daje citaocu konstruktoru u praksi sve podatkepotrebne za proracun clemenata strojeva. Narocito se pazilo na mogucnosturvrdivanja odgovarajucih vrijednosti dopustenog naprezanja, tlaka i optere-cenja .

IBerlin u rujnu, 1975. Karl-Heinz Decker


4/100

l SADRZAJ1. Nerastavljivi spojeviJ .1. Zavareni spojevi

1 .1 .1 . Postupci, materi ja li , cblici savova, kvali te taILl. Osnovi oblikovanja11.3. Zava ren: spojevi prj gradnji kotlova i t lacnih posuda1.1.4. Zavareni spojevi celicn ih kons trukcija1 .1 .5 . Zavareni spojevi u st ro jogradnji

1.2. Zavarivanje pritiskorn1.2 .1 . Postupci , vrs te savova, materijal i1 .2 .2 . Spojevi tockasto zavareni1.2.3. Bradavicasto zavarcni spojevi ..1.2.4 Spojevi zava reni ceono eiektrootpornim iskrenjem

1.3. L er nl je ni s po je vi . .1.3.1 Postupci, lemovi1 .32. Osnove oblikovanja1.3.3. Cvrstoca

1.4. Lljepl. lem spojevi1 .4 .1 Ljepila, svojstva, postupci1.4.2. Osnove oblikovanja1.4.3 Cvrstoca

1.5. Zakovicni spoj1.5.1. Zakovice, izrada, broj rezova, pnjenos sile .1.5.2 Zakovicni spojevi u gradnji celicnih konstrukcija1.5.3 Zakovicni spojevi u konstrukcijama od lakih metala1.5.4. Zak ovicni spojevi u gradnji strojeva j strcjnih postrojenja

1.6 Stezni spojevi .J .6.1. Navuceni i presani stezni spojevi, postupci steznog spajanja1.6.2 Proracun cilindr icnih steznih spojeva.

2. Rastavljivi spojevi2.1 Pricvrsni vijci

2.1.1. Navoji2.1.2. Materijali, zastita od korozije2.1.3. Vijci imatice "2.1.4. Podloske osiguranja2.1.5. Tok sila, zarezno dje lovanje, oblikovanje2.1.6. Sila prednaprezanja , pritezni moment2.1.7. Dijagram deformacija, diferencijalna sila , najveca i najmaoja sila2.1.8. Cvrstoca uzduzno opterecenih vijaka .2.1.9. Oblikovanje iproracun poprecno opte recenih vijaka

2.2. Pokretni vijci (vijcani pogoni) .2.2.1. Navoj, materija!.2 .2 .2 . Si le , trenje, i skor is tivost . sarnokocnos t22.3. Cvrstoca

7

131314192941454546495051515255565658596060626972757576

83838487909297979910 1101103105107


5/100

IIII~~iIII.&

8 Sadrza_j2.3. Spojevi glavine

23.1 Spojevi uzduznim klinom .2.3 .2. Spojev i perirna (k linov i bez nagiba)2.3. 3. Spo jevi s klinastim vratiJima2.3.4. Spo jevi sa zupcastim vratilima23.5. Spoj s poligonim profilnim vratilima2.3.6. Konicni spojcvi2.3. 7. Spojev i sa stezn im g lavinama2.3.8. S po je vi s re zn ir n e ie rn en ti rn a ..2.3.9 Spaj ceanim azublJenjem

2.4. Veze s a z a ti cim a i svornjacima2.4.1 Zati ci2.4.2. Svornjacr2.4.3. Cvrstoca

10 910911211611812012 212 312 412913 113113 4136

3. Oprugc3.1 Os nove .

3 .1.1 . Karakteristike, rad opruge, v ibracije opruge3.1.2. Materijali, naprezanje, cvrstoca

3.2. Lisnate opruge kao savojne opruge3.3. Zavojna fleksiona opruga k'~o opruga za okretanje3.4 Ravna Sipkasta (okrugJa) kao torziona opruga3.5 . Tanjuraste opruge kao tlacne opruge

14014014214514 8151152157157159161163166

3.6. Cilindr-icne tlacne i vlacne opruge.3.6.1. HIadno oblikovane tlacne opruge3.6.2. Tlacne opruge ad okruglih sipki3.6.3. Vlacne opruge ad okrugle :iice3.6.4. Proracun t lacnih 1 vlarnih opruga

3.7. Gumene opruge

od okrugle zice .

4. Osovine i vratila4.1. Funkci ja , oblikovanje4.2. Rukavci

4.21 . Nosivi rukavci4.2 .2. Potporni rukavac

43. Cvrstoca4.3.1. Momenti savijanja i uvijanja, momcntr merci e ] momenti otpora4.3 .2 . Pribl izni proracun na tOfZUU j savijanje4.3.3. Cvrsloca obl ika

4.4. Deformacije. . .4.4. J Deformacij e zbog si la savij anja4.4.2. Deformacije izazvane to rzion im silama .

4.5. Kriricna brzina vrtnje4.5 .1. Fleksiona kriticna brzina v rtnje4.5.2. Torziona kri ticna brzina vrtnje

17017317317 4174[7417 717 8182182184185185187

5. Lezajl5.1. Trenje, podrnazivanje i rnaziva5.1.1. Trenje

5.1.2. Podmazivanje i maziva ..188188[89

to


6/100

Sadrii 95.2. Klizni lezaji . _I')..I

5.2 .1 . Hidrodinamicka teor ija podmazivanja, lezaji 5 visestrukim kliznim povrsi-nama, utori za podmazivanje ]945.2.2. Dovod maziva, uredaji za pcdmazivanje 1985.2.3. Materijali za lezaje (lezajni rnaterijali) i materijal rukavca 2005.2.4. Oblikovanje nosivih lezaja (radijalnih lezaja) 2045.2.5. Proracun nosivih lezaja (poprecnih ili radijalnih) 2095.2.6 Oblikovanja upornih (aksijalnih) lezaja 2165.2,7. Proracun upornih lezaja (aksijalnih lezaja) 217

5.3. Valjni lezaji ....5.3.1. Konstrukcija ikaraktenstike5.3.2. Pravila ugradnje, mogucnosti opter cccnia .5.3.3. Nosivost 1 vijek trajanja5.3,4, Granicna brzina vrtnje5.3.5. Podrnazivanje

22 0220224231237239

6. Brtvenje lezaja i vratila6.1. Brtvenje protiv izlaza masti

6.1.1. Brtve s brusnim dje lovanjem6.1 .2 . Bezdodirno brtveuje

6.2. Brtve protiv istjecanja uija6.2 .1 . Brtvenje brusnim djelovanjern6 .2 .2 . Bezdodirno brtvenje

242242244245245248

7. Spojke71. Spojke koje se ukljucuju .

7.1.1 Krute spojke7.1.2. Dilatacijske (uzduzno pokretljive) spojke .7.1.3. Neelasticne kornpenzacione spojke .7 .1 .4 . Elast icne spojke7 .1 .5 . Sigurnosne spojke

249249249250252256257257259263

7.2. Rastavljivc spojke ..7.2.1. Rucno ras tavl jive spojke7 .2 .2 . Spojke s dalj inskim ukljucivanjem

7.3. Spojka za pustanje urad8. Remenski i lancan] prijenosnici

8.1. Pr .jenos plosna tim remenorn8.1 .1 Nacin djelovanja ivrste8 .1 .2 . Mater ija l remenja j nacin spajanja ..8.1.3. Cilindricne rernemce8.1.4. Proracun8.l.S, Remensk iprijenos sa zateznorn remerucon: .

8.2. Rernenski pri jenos s- klinastim remer-om .8.2.1. Nac in djelovanja, vr ste, izrade8.2.2. Rcrncnicc za kliuastc rernene .8.2.3. Proracun

26526527 027227 5281283283285288295295297

8.3. Prijenos sa zupcastirn remenom.8.3 . J . Nacin djelovanja i izvedbe8.3.2. Proracun


7/100

1 0 Sadria;

8.4 Lancan i p rijenos ..841 . Primjena i raspored , ".,." ... ,.8 .4 ,2 . Vrst c lanaca i spojnice (spaj anje kra jeva l anaca)8.4,3. Lancanici8.4.4, PodrnazivanjeSA_5 . Proracun

29 929 930 130631031 3I!:II 9. Zupcani prijenosnici9.1. Osnove9.1 I, Vrs ; e iobliei9.1 .2 Zakon ozub ljenja9.1.3. Dodirnica bokova, zahvatna linija (dodirnica profila)9 IA Evolventno ozubl jenje9.1.5 Ozubljenje s ravnim bokovima i unutarnje ozubl jenje

9.1.6 Valjanje i klizanjc bokova9.1.7 Nulti celnici 1 nulti prijcnosnici (s ravnim zubirna) , z racnost9.1.8. Granicn: spoj zuba nultih ceinika s ravnirn zubirna9.1.9 V-celmei i V-pnjcnosn ici s ravnim zubima9,LlO. Stupanj prekr ivanja9 .1. l1 . Nisko i visoko ozubljenje9.1.[2. Nulti celnici s k osirn (helikoidnim) zubirna9.Ll3. V-celnici s kos im zuoima

izrnedu zuba

32 432432 532832 833033 133 233533 7343344 '34434 734 8.2,

93,.

9.4.I 9.59.6 ,6!

Oblikovanje cclnikaKvalite! ozubljen ja .93.1. Odstupanja9,3.2. TolerancieTrenje, iskoris tivost , pri jenosiPocruazivanjeProracun nos ivos ti celnika9.6.1 Opterecenje zuba9.6.2 . Nos ivos t kor ij ena9.6.3, Nosivost bokova ,9.6.4 NOSlYOst II odnosu na zaribavanje I trosenje9.6.5. Zupcanici od plasticnih masa

9.7 Odnosi sila kod celnika9.8 Stoznici .

9 .8 .1 . N ult i stoznici s r avm m zubima9 .8 .2 . N ult i stoznici s kosim i zakrivljenirn bokovirna9,8,3. V-parovi

9.9. Proracun nosivosti stoznik a .9.9.1. Opterecenje zuba ,9.9.2, Nosivost k orijena zuba .9.9.3. Nosivost bokova

9.10 Odnosi sila na stoznicima .9.10.1. Nulu i V-nulti stcznici sa ravnim zubirna9. I 0 .2. Nulti i V-nulti s t o z n i c i s k o s i m i z a k r i v l j e n i m b o k o v i m a

35335 335 4

9. J I V ij ca ni ci9,[1.1. Uvje ti zahva ta9.11.2. Odnos i si la , i skor ist ivostg, [L3. Nosivost9.11.4. V-vijcanici . hipcrboloidni vijcanici

35 635835 935 936036 637037 J37 137 337337838 J38 138]38 238 238 338338 438 638638 838 9390

I


8/100

-, -

-.::

Sadri"} 119.12. Puzni prijenosnici ,

9.12.1. Vrste, uvjeti zahvata i dimenzije9 . [2.2 . Odnosi s ila , i skoris tivos t9 . [2.3 . Ob. ikovanje puzeva ipuznih kola ...9.12.4. Nosivost, izbor maziva

39139139539 7398400_]3. Bucnost u radu zupcanika imogucnost njena smanjivanja

Literatura 402

DODATAK10. Planerarni prijenosnici

10.1. Karakterist ike, upotreba 40910.2. Jednostavni planetarni prijenosnici 40910.3. Sile, momenti i snage planetarnih prijenosnika s celnicima 41610.3.1 Karla gubici nisu uzimani u obzir.. .. 416

10.3.2. Kada se gubici uzirnaju 1I obzir. 418lOA. Pregled prijeriosnih ornjera i rnogucnosti planetarnih prijencsnika IAI i 2AI 41810.5. Planetarn i prijenosnici sa stoznicima 419

11.Tarni prijenosnici11.1. Opcenito 42[11.2. Tarni prijenosnici s konstantnim prijenosnim omjerom . 42211.3. Tarni prijenosnici s mogucnostima kcntinuirane promjene prijenosnog omjera 42411.4 Osnove proracuna

11A.I. Elasticno idiferencija1no puzanje, brzine klizanja, sile ..11.5. Proracun tarnih pri jenosnika.

11S I Proracun kontaktnih naprezanja .11 .5 .2 . P roracun t rosenja11.5.3 Proracun zagrijavanja11.5 .4 . l skor is tivos t .

42542743343 343443 7438

! 1.6 Materijali za izradu tarenica . 43912. Kocniee

12.1 Opcenito 44244344344444444645 0452454454455455

[2.2. Konstruktivne izvcdbe kocnica12.2.1 Tarne kocnice . . _ .12.2.10. Ce ljusne kocnice s vanjskim celjustima (ccljusna kocnica)[2.2.11. Jednostavne celjusne kocnice .12.2 .11. Dvos truke cel jusne kocnice12.2.20. Unutarnje celjusne kocnice .12.2.30. Pojasne kocnice .[2.2.40 Stozaste kocnice12.2.2.[2.2.3[2.2.4

Vrtlozna vodena kocnicaVrt lozna zracna kocnicaIndukcione elekt ricne kocnice


9/100

12 Sadriai13. Brtve

13.1. Uvod 45645745'146 0461

132. Staticke brtve, dodirno brtvenje strojnih dijelova koji miruju13.2. J. Ne ra stavl jivo odnosno uvjet no ra sta vljivo brtvenje13.2.2. Brt venje pornoc u ma sa za brtve nje13.2.3. Rast avlji vo brtvenje dijel ova koji rniruju (st ati cko brtvenj e)

13.3. Dinamicke brtve, dodirno brtvenje strojnih dijelova koji se okrecu ili se krecutamo-amo 46 613.3. I. Brtvenje brtvilorn 468J3.3.2. Brtvenje kliznim prstcnorn 473

13.4. Bezdodime brtve ..13.4.1. Bezdodirne brt ve sa zrac noscu13.4 .2 . Labi rintne brtvc13.4.3. La bi rint ne brtve sa zrac noscu13.4.4. Brtve nj c pomocu te kucine13.4.5 Membra~ske brtve

47347 547647 747 747 8

14. Cijevni vodovi i zapomi organi14. I. Cijevn i vcdovi

14.1.1. Osnovni pojrnovi14.1.2. Mater ijal c ijev :14.1.3. Proracun c ijev i14.1.4. Prora cun de bljine stije nki c ije vi14.1.5. Fazonski c ijevni d ijelov i14.16 Cije vni spoje v:

14.2. Iz ravnanje deforma ci ja pri za gri java nju cije vnih vodova14.3. Cijevne podupore .14.4. Zapomi, s igurnosni 1 regulacioni organ: (armatura)

14,4,1 Za da ci , vrste , za htje vi14.4.2. Ventili14.4.3. Zasuni14.4.4. Pipei (slavine)14.4.5. Zaklopke14.4.6. Princ ip i izgradn je c ijevnih sus tava

15.1. Evolve ntne funkc ije .15.2. Proracun razmaka OSI celruk a upot re bom evolventnih funkcij a

48048048148448849 0491501502504504505509511512514

15. Evolventne funkcijeLiteratura dodatka. 523Kaz alo pojrnova ... 525


10/100

-

-~

1.1. Zanareni spojeci 13

1. NERASTAVLJIVI SPOJEVI1.1. Zavareni spojevi1.1.1. Postupci, rnaterijali, oblici savova, kvaliteta

Zavarivanje je postalo jedno od najvaznijih postupaka spajanja, jer uzustedu troskova za modele ili alate, prednost mu je i manji utrosak materijalanasuprot lijevanim i kovanim dijelovima. Uz sprctno oblikovanje moze zavarenidio, bez gubitka cvrstoce i krutosti, biti 50% laksi. Zavarene su konstrukcijezbogjednostavnog oblikovanja najcesce bolje od zakovanib.Prema DIN 1910 (JUS C.T3.001) pod zavarenim spojem razumije se spajanjedijelova pomocu zavara. Vise pojedinacnih dijelova rnedusobno povezanih za-varivanjern tvore zavaren dio, a vise tako zavarenih dijelova za va re n sk lo p.Za vece strojne dijelove dolazi prvenstveno u obzir zauarioanje tuljenjem slokalno ogranicenim tokom taljenja, sa dodatnim materijalom iii bez njega.Nacini zavarivanja taljenjem za metale jesu: p tin sk o z ao ar uia nje , o tp or no z au ar i-

vanje, elektrolucno zavarivanje , zavarivanje plazmom, zavarivanje elektronskimsnopom, zavarivanje sojetlosnim sl1opom (zavarivanje Jaserskim zrakama). Unastavku se opisuju zavareni spojevi kod kojih se dijelovi sjedinjuju zavarorHdobivenim od nataljena iIi utaljena materijala,Najvazniji zavariui metal!:1. Celici do priblizno 0,3% ugljika ; vise od toga postotka sarno uz stanoviteuvjete (tablica 1). Elementi legiranja: silicij, mangan, sumpor ifosfor prizavarivanju djeluju nepovoljno, dok bakar, nikalj, krom, molibden iii vanadijne skode,2. Neieljezni metali kao sto su bakar, mjed, bronza, cink, aluminij.

Pregled razlicitih u J " s t a i o b l i k a savova prema DIN 1912 (JUS C.T3.011)daje tablica 2, a oblike spojeva tablica 3.Primjeri za prikazivanje ceonih i kutnih savova idodatni znakovi prikazanisu u DIN 1912 (JUS C.T3.0II), a smjernice za oblike zlJebova, za razne debljinelima, mogu se naci u DIN 8551 do 8553 (JUS C.T3.030).Prema tablici 4, zavareni spojevi dijele se u tr i r az re da k oa lite te .I dijelovi od termoplasticnih umjetnih masa mogu se medusobno zavarivati. Tu narocitodolaze U obzir tvrdi imekani polivinil kloridi, PVC. Suprotno zavarivanju metala, kod umjetnihmasa dobiva se spoj u tjestastu stanju (vidi DIN 16930 i 16931). Pri tome se mogu potezati savovi

kao kod metala . Postupci zavar ivanja su sl ij edeci: zavativan]e vrucim plinom, zavarivanje grijacimtijel ima, zavarivan]e ioplinskim. impulsom.frikciono ravarivanje, dielektricno visokofrekventno zava-rivanje. Pol iv ini lk lorid i se mogu dobit i pod raznlm trgovackim imenirna kao Dynal, Igelit , VinidurVestoli t, Vinnol, Astralon, Trovidur, Mipolam,


11/100

II

14 I. Nerastavljioi spojeiTabl ica 1. Z avarivost ajvnzni jih c clika

Vrs t cel ika ZavartvosiOpr i kOl ls [mkdo l/[ ' dic i D IN 11100 ( JUS CBO.jOU)

Zbog visokcg sudrzaja PiN prikladui su SilI110 za podrcde nc wrhe kedmnl ih deb lj in a s ti jenke imimog c pt er ec en ja . p rv en st vc no k od n eumi rc no gtom asovog c elika . Za cc lic ne konstrukcne od dijc lovu > 16 do 15 mmdcbljine potreban je umiren refik.Zaver lvos t pos to ji uvi jek. Za cel icne kon suukct ic i dijclove > 25 do 35 rumdebljine grupa kvaluere 2, >35 nun debljiuc grup,1 kvalitcte 3

SI33-2, St 34-1. Sl :171-C. 0260. -C.0360.

Potre hna je vr!o p;lzl.liv20 rnm debljln'}

DObro.".POlrebl.jiV .> 1 0mm d eb lj in .e p re po ru cu je s eO S. [. Ob ~~ .3 11 je .> 15 mn debl jine preostal ih napre:!~Hlp ar enjcm;: : .1() mill deblJillcj___ P_OPUStill zarenJem >6 mm debljine pOHcbno predgrljavanJe.

KOJ/insk; t imovt DIN / 7J 55 (JUS CB4.(il4)

s. 35.8,-C:. 1114. s, 45.8.-C,1215, 15 Mo3,-t. 7100.13 CrMo 44, to C rMo 9 10 ,

- C. 740Q~40_'_, __H L H ll.- , C o !202. -C. 1204,1-1Ill, 17Mn4. 15 Mo3._ c _ 1206, ~C. 3133. C.7100.H I V , 19M n:S,

-C.3105

Dobro upotrcbljiv

>10mm debljine porrebno jc predgrijavanjePotrcbno jc prcdgrijavajc i o dz ar iv an je n ap cn a z bo g o rk lu nj an ja p re os ta li hapetosn.Potrebno predgrijavanjc i popusranje zarenjem.3 CrMo 4-4.- C . 7400, ----- -'-O'-"-16-23-I1-Uo-'(-".B4(/161-- -- ------1

~o.~ Dobro Hpmrc:bljiv sa kvalitetom povrsine 03 .. 05(}S-3~ . GS70

....Cl 0345edit-IIi liie~' DIN Ian (JUS c.rsot n

I Kc)o celi k tsie cvrstoc c prema DIN 17100 (JUS C.BO.500). Mjesto za vari-v an ja paz lj ivo pnp remt tl1.1.2. Osnovi oblikovanja

Pri oblikovanju zavarenih konstrukcija treba voditi racuna odredenirnnacclima. Svaki konstruktor trebao bi stoga svoje projekte savjesno ikritickiispitati cia Ii su zavarivacki pravilno oblikovani. Naravno da je kvaliteta


12/100

J. J. Z(Jmrem spojet izavarenog spoja ovisna i0 kvalifikaciji 1spretnosti zavarivaca. Vazna pravilaoblikovanja su slijedeca:1. l zbjeqavati zarezno djelovanje! Los spoj osnovnog i dodatnog materijalaprouzrocuje velika zarezna djelovanja (vrsna naprezanja) U korijenu, sto pridinamickom optereccnju moze dovesti do lorna zbog umornosti materijala.Kod dinamicki opterecenih savova zavaruje seposebno korijen, iii se to izvodi

Stika 1. Podje.a naprezanja u tupom spoju (U k zarezno naprezanje)a) V-zavar s losim provarorn korijena ; b) V-zavar 5 dobrirn provarorn korijena ;

c ) V-zavar s proc isce rurn j zavaren irn kori jenorn ; d) X-zavarTablica 2. vtste i oblici savova prema DIN 1912(JUS CnO1 i 030) (zavarivanje taijenjem]

,.

UgclOlIIsm'

IrtF

Priprema j Izvedba Naaiv ! s~~- I Prj prema I IzvedbaSitu-bolNazivTup! savovi

Rubni sawll'i

I ~ \ ~ i R u b n i~ ~ V-sav IEuhniplosnas i iov -- Kutn i S!ll'ovi

15


13/100

II.GIIII

Tablicu 3 Vrste spojeva prerna DiN 1912 (JUS C.T3.011 i030)16 1. Nerastaoliiri spojeci

spojse preklapaju ~ ....dParai el an spo jDijelovi leze po siroi strani jedanuz drugogT-spojDva se dijela spajaju taka da jejedan dio svojim krajem okomitopostavljen na. povrsiuu drugoga +

Ce(lI)j (rup)Dijelov i I de u

K osi _ 5P OJJedan dio nasloojen je koso nadrugjUgaon SpojKrajevi dijelova polozeni su jedankutom drugome pod bilo kojim

V i se s ir ok : S PQ jTri iii vise dijelova s pa ja ju se kra-jevima pod b ilo koj im kut omKrt in i ~P( !jDva dijela kcji kze u jednoj rav-nini naslanjaju seokomito na treciizmedu njih

Materuat ravoro.

bira sc prcma svojstvima materijala tedebljini inaprezanjudijelova zavatenog spoja

! Nw_'fn iavarivuniadodami materijal prilagoden osuovnom

Osootie, atesurani zavarivaci za vrijeme rada su pod nadzoromlspiovanje dokaz da j e zavar i zveden bez g re ske ( np r r ent gensko

ispitiv3njc)

Tekuc Ibroj PretpostavkaTablica 4. Razvrstavanje kvali te te zavara za spojeve zavarcne tal jenjem prema DIN 1912 (JUS en.OII i 030)

Kvalitetni razrcdI -I II I III

_ ' t ' " c _ " ' ~~~ll--pad nadzorom 1 -! Maretija{ Zavarivost zajamcena

ispitan, od. odobren za upotrebu

U obliku X-zavara. Ncjednolicno iii va1ovito vuceni zavari djeluju takoderkao zarezi, Obrada nadvisenja ili raskivanje smanjuju vrsna naprezanja.Na pocetku i kraju zavara stvaraju se krateri, koji takoder izazivaju vrsnanaprezanja. Glodanjem tih krajeva zavara mogu se ublaziti vrsna naprezanja.2. I zbieqauati skretanje taka sile Lt z on i z ao ar io an ia I Za cvrstocu zavara od

presudnog je znacenja tok sila. Skretanja u zoni zavarivanja izazivajuvrsna naprezanja (5 L 2 ). Kod mirnog optercccnja zarezna djelovanja dodusene umanjuju cvrstocu, ali snizuju sposobnost plasticnog deformiranja itimestvaraju opasnost od krtog lorna. Prj promjenljivorn opterecenju materijalbiva brze razoren, rj. njegova se dinamicka izdrzljivost snizuje. Slika 3prikazuje kako sc u zavarenim savovirna mogu izbjeci skretanja toka sila.Tupi zavar dinamicki je izdrzljiviji nego kutni, buduci da u njemu nemaskretanjatoka sila. Od kutnih zavara (sl. 4) , udubljeni kutni zavar Je najvecedinamicke izdrzljivosti, jer u njemu dolazi do najblazeg skretanja toka sila.Opcenito se, medutim, daje prednost jeftinijem ravnom kutnom zavaru.


14/100

t

1.1. Zaoareni spojei 17

a) ~~9 a,F E $ E 5 F. C) F

Slika 2. Podjela naprezanja u zavaru pri skretanju toka silo (a je tok sile)a) u tupom spoju; b) u kutnom spoju

IlldJTl~t::J-


15/100

7

IS t . Nerastootiivi spojeclKako se nagornilavanje vise zavara moze izbjeci, predocuje sl. 6. Poprecnarebra treba prikljuciti zavarima 3 do 4 mm debljine. Zavareni savovi nesrniju biti ni deblji ni dulji nego sto je potrebno. Izvitoperene zavarcnedijelove treba izravnati zagrijavanjem ikovanjem.

l1I.t:IISlika 6. Privarena rebra

[I) nepraviluo zbog gomiianja za-va ra ; b) pra vilno

Slika 7. Zavareni zupcanika) nepravilno zbog tokarskih ra-dova na glavi ivijencu, te potrebe

krojenja rebara ; b) pravilno

I 5 . D ati p re dn os t p o/ up ro iz vo dim a l Zavareni dio postaje jeftiniji ako se upotrijebepoluproizvodi. Daje se prednost plosnatim iprofilnim celicima, cijevima,skosenim iii savijenim iii autogeno rezanim limovima. Ako bi spomenutidijelovi postali prekomplicirani, uvaruju se iIijevani, kovani, stancani ilivuceni dijelovi,6 . Izb jeg ava ti skup e prip rem l1c rad ovc l Radovi oko krojenja i obrada rezanjemposkupljuju konstrukciju. Zbog toga treba po mogucnosti izbjegavati tokarenasmanjenja prornjera, kose ili okrugle rubove limova, profiIa i sl. (sl. 7).Savijanjem ipregibanjem rubova sastavnih dijelova mogu se cesto ustedjetizavareni savovi (sl. 8).7. Paziti na pristupacl10st sacova I Mora postojati odgovarajuca pristupacnostzavarivackih alata do savova koji se zavaruju.Slika 8. Zavareno podnozje

al nepravilno zbog mnogih pojedinacnih dijelova i mnogih zavarenih savova:h) pravilno

~'iJj;:II~i~

. ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


16/100

1.1. Zavareni spojeui 191.1.3. Zavareni spojevi pri gradnji kotlova i tlacnih posuda

Zavareni savovi na kotlovima i tlacnim posudama moraju biti apsoJutnonepropusni ivrlo cvrsti, pa stoga iziskuju pazljivu izradu, Zavarivanja nastabilnim ibrodskim kotlovima dopustena su sarno ako se dokaze da seupotrebljavaju dobro zavarivi materijali ida zavari racunski zadovoljavajuproptsima.Kotlovi i posude pretczno su izradeni ad limova i cijevi Dimenzijepojedinih plasteoa ovise 0 sirini limova koji se rnogu isporuciti, ipostojecimmogucnostirna proizvodnje. Da bi se sprijecilo gomilanje savova, treba uzduznesavove pojedinih plasteva zaokrenuti jedan prema drugome (sl. 9). Veci otvori

c

Slika 9. Nacin oblikovanja tlacnog spremnikaa je uzduzni say; b je poprecni say; c je plast

I

~Slika 10. Pojacanja kotlovskog lima na izrezima za ulazne otvore i nastavke

za nastavke, ulazni otvori islicno pojacavaju se ( 5 1 . 10). Sarno kod malih izrezaiii kod predimenzionirane debljine lima, ne moraju se pojacavati izrezi. Stika 11pokazuje primjere gdje su na stijene kotlova i posuda privareni qrebeni,na zu u ic e, p r ir u bn ic e inastavci te p ri ru bn i s po je oi prema DIN 8558 (Smjerniceza zavarene spojeve na parnim kotlovima, posudama i cjevovodima)( JUS C.T3.071). U tablici 5 navedeni su propisani celici za stijene i cijevi.

Na slici 12 pokazan je parni kotao na dimne plinoue, s pojedinostima,Kotao se sastoji od tri plasta i dva ravna dna, ima sustav cijevi isnabdjcvcn jejednim ulaznim otvorom iredom nastavaka za cijevne prikljucke. Kao zava-rene posude s ta nd ar di zi ra ne s u : jednostjene grijalice za toplu vodu DIN 48012"


17/100

20 1 . Nerastavljini spojeoi

I

~~~~ ~tLJIL ~~~lSlik a 11 Zavareni grebeni, nazuvice. blok-prirubnice, nastavci i prirubni spojevi prema DIN 8558

(JUS M.EO,020), tlacne posude uredaja za opskrbu vodom DIN4810, tlacneposude za komprimirani zrak do 3 MPa pretlaka DIN 6275, lezece posudepostrojenja prerna DIN 23281

Kako proizlazi sa slika 9 i12, debljina tupog zavara jednaka je debljini szavarenih limova. Potrebna debljina limova plasta racuna se uzimajuci u obzirobicno najslabiji zavareni say. Unutarnji pretlak p, kojem su izlozeni cilindricnaposuda iii kotao, rasteze stijene, pa su uzduzni ipoprecni zavari napregnuti


18/100

I, J . Za va r en i s p oj e i 21

Slika 12. Zavaren parni k otao na dimni plin S odobrenirn tlakorn (pretlak) 7 bara e-O,? MP.

na vlak. Za proracun vrijede u Jugoslaviji: .Tehnicki propisi za izradu iupotrebu parnih i vrelovodnih kotlova, parnih sudova, pregrijaca pare izagrijaca vode" (Sluzbeni list S F R J 1957/7 i1972/56), a u S. R . Njemackoj:propisi Radne zajednice za tlacne posude (Arbeitsgemeinschaft Druckbehalter,AD-listovi) i tehnicki propisi Njemackin; odbora za parne kotloie (tehnickapravila za parne kotlove TRD) (Deutscher Dampfkesselausschuss),


19/100

II

22

Makrijall)

Tubli ca 5. Dopus teni celici 23 stijcnke i cijevi (Izvod lz AD- i ts.u-HsrovajTlaCIlC posudc

1. Nerostaoljioi spojevi

Parn i kotloviL lmovl od konst ruk clonl h ce llk a DIN 17100 ( JUS C.S( }. 500 )

USt 34-1, US! 37-1~c. 0270. -.c, 0370 ~'6-r 120-DuP700 n i je d o p u st c n oRSt 34-1.,C. 0260, RSln-1...._,60 s 12-1120-D"p700 n ij e d o pu s ac n cU S t 3 4 -2 ,-C. 0271. USt 3 7-2-t.0371 512-lllO-D"p2000

Bega vne c eli cne cij evi D fN ] 629, ( JUS C.BS.OlD i013)

s 16-; 130-pOJ5--RSt 37-2.~C. 0361.

St 42-3.-t.0462.

....C.0363S[52]-c. 0562-to 0563,~12.5-/ llO-Dur! )(){}O

I lli s 12,5-f\ 250-p:U

1300

bez ogranicenja

R S t 3 4 - 2.-C, 0261.R St 4 2- 2.-t.0461,

51 n - _ ).....C. 0362.RSt 46-2,-C. 0481.

Sl3j. St 4 5, Sl55, Sl52. , 300-p 6,4-lp 1720-C 1211 -t- 1213 - . . . C 1402 -t.310S135.4 . S[ 45.4. SI55.4, S t 5 2. 4- 1300-.c 1212, -.c 1211 . ~C 1402. ~C. 3100

Preracunavanje dogovorenih jedinica tlaka:1 a t=1 kpicm2~1 uar ee l daN/cm2={),1 MP:a=O.1 N/mm'

s 40 I 130-p 0 .15

Kotlovsk! lirnovi Dl:\ 17155, (JUS C.B4.014}

B es av ne c fi ev i D IN 1 7 17 5 , ( ,I ll S C . B5 .0 22 )1400

RSl37Valjani i kovani cel ic i od kons tr ukci onih c eli ka D IN 171 00 ( JUS C. BO. 500)

n ij c d o pu s te n o

5t St 45.8.....C.1214, -.-C'.1215 kvalueta !

r---------------------------,----------------,-------------------

isu k vali te ta I I

....C. 1}260, "" C _ 0]60St 342. Si 34-3. S! 3 7-2, S137-J..

-(: .0261 , ~t ,0262 - (, ,0361 ~(~.0362. .r O~(dRSI 41.1, St 4 2.3, St 51-3~C. 0461. ....C_ 0-462, - ~ C _ 0562 . ...c. 0563

isf kva li tet a IH

1130-pO,15-J'>,p]OOO

b o a o g ru n i cen ja

14JObcz ogranicenja

Zavarene ccliCne cijcvi DiN 1616, (JUSC.BS.025)r -- - -- -- - -- - -- - -- -- - -- - -- - - , - -

{ 130-pO,15

(400, , ,0.32

1 45 0, I I 0 ,80

(elieni lijn DIN 1681. od n. -JUS C...l3.011

I----------------------------r----------------+-----------------

1300

1300300bez ogranicenja

I

,D, '[1tp 1720

St 34-2, St 5142-2, St 52-3......0261. ~t.0361, -...C_0461, --.C.0562

Varrootpomi cl'licnj lijev DlN l ]245Znacenje oznaka:s deblj iua sti jenkeD~ promjcrp pcetiak.[ p roracunska temperatura")

, 130- p 0 ,15

bel cgraniccnja(prunjen}s~6mrn,Du;250 1111ll.I '~O. 15 MPa ,1:S130 -CD - - : : - p~1{JOO 1 1 1 1 1 1 ivlP:I.r r)~j720"'C MPa

D1N 169 ]. L lUS C .J2. 020) i l ii ev ano zel ie zo s k u al as tim p ra fi tom, _ ~ ! C l ovdjc nijc navcdcnoC

."


20/100

1 . t . Zaoareni spojei 23Za plinove, pam i tekucine uvedena Je i l11erl1Qcionoino jedinica tiokuPa (Pascal). 1 Pa= 1 N/m2 i1MPa= 1Njrnrn ' (1 MPa= I megapaskal 106 Pal.I bar=O,l Njmm2= 105 Pa.P otrebna najm anja debljina stijenke s ZC I c itu uir ic ne p ia st e re tlaCl1ih posuilasa OvlD,,; 1,2 pod unurarnjim pretlakom iza cijeri sa D. ;200 mm iDjDu~ 1,7pod unutarnjim iiivanjskim pretlakom:

s= (I)

r u mmD; u mmD\ . U mmpuN/mm'Ku N/mm'

najmanja debljina sti jenkeunutarnji promjer plastavanjski promjer plastanajv is i dopus teni pogonski t lak (1 N/mm1 ~ I MP aJkarakter is ti cna vrijednos t cvrstoce matcrijaia (tab lica 6). Ona je manjaad vrijednos ti i zmedu granice tecenja , odn. 0 .2% - gran ice razvlacenjai vremenske cvrstoce kod 100000 sati, na proracunskoj temperaiur i f_Kod materijala bez granice tecenja, odn. 0,2'\ - gran ice razvlacenja,vrijedi vlacna cvrstoca kao faktor cvrstoce rnatenjala.koeficijent sigurnosti (tabliea 7).koelici jent oslabljenja kao odnos cvrstoce zavarenog spoja prema cvrs-toci lima. Koeficijent oslabljenja iznosi, vee prerna kvaliteti zavara ivrsti sava, 0,8 do 1 (obicno 0,8). Ako se na plastu nalaze neojacaniprovrti . onda je r odnos izrnedu presjek a oslubljenog i ncoslabljenoglima.dodatak s kojirn se uzimaju U obzir podmjere debljine stijenke.Kod Ierimih celika odstupanje u minus prema standardu, odnosnosrnanjenje dcbljine stijeue. uvjetovano je nucinom izradc, npr. dubokoizvlaceno. Inace je c =0.dodatak za istrosenje (dodatak za korozijuj e- I mm. Taj dodatakotpada kod s~30 mm. iii kada se cclici dovoljno zastite (ali negulvanskim prevlakama) poolovl javanjem. platiran jem. gumiranjem.prevlakama umjetnih materijala i sl. Ako se posude ne rnogu iznutrapreglcdati, treba ugovoriti veci dodatak,dodatak na obzidavanje, koji kod ozidanih tlacnih posuda trebapredvidjeti za dodatna naprezanja zbog tezine zida. lnace jc c,~O.

s

C1 U 111m

C] II mm

P otrebna m inim a/na debijina stijenke s cilindricnin b ub nj eo a, p !a .s te va iiisabirnika parnil: kotlooa pod unutarnjim pretlakom (sl. 9 . 12) sa D ./D u; 1 ,6 :

s Du'p Dv PK +C= K +c2-v-p 2-v+pS S

(2 )

v 1\, D,. p, K, S, L ', vid i leg en du uz jednadzbu (I),c u mm dodatak za koroziju = I mm. Kod s G ; 30mrn iii nerdajucih materijala,moze otpasti ,

Kod parnih kotlova iznosi najmanja dopustena debJjina stijenke 3 rnm,kod nerdajucih celika 2 mrn. Jednadzba (2) vrijedi i za kotlovske cijevi kod unu-tarnjeg pretlaka, a kod vanjskog pretlaka sarno do vanjskcg promjera 100 mm.


21/100


22/100

1.1. Zaoareni spojevi 2 5Tablica 7. Koeficijent sigumosti S za tlacnc posude iparnc kotlove (izvod iz AD- iTRD-listova)

cFaktor cvrstoce Celicn ! materijal i p rema tablici 6 { izuz ev c el ic ni l ij ev )materijalu K Ce1icni lijcvp rema t ab li ci 6 Lijevano ~el jezo 5 kuglastim grafltonr')

1,5,3 ... 6

1,8 1,12,5 1,51.5 2.5

Faktor cvrstoce Besavne i zavarcne posudeK=cvrstoca on C ist a lum inij, baker ib ak ar ne l eg ur e u kl ju ci v v al ja ne i l i je v a ne b r o nc e

vlak Sivi lijcv3,5

A

,--2,53,5

Fak ror cvrstoccmatcrijala Kprem a tab lici 6

Celien i matcrijef prcma tabl ic i 6 [izuzev konst rukcione zet ike D 1N 1 71 00 , o dn. J US CSO_500i cdi en ! J ij ev ), s ta bi ln i k ot lo vi i br odski k otlo vi za unut ras nju plovi dbuPomorski brodski kotloviKonstrukcioni eelici DIN 17100.cdn. JUS C.EO.500, samo stabilni kotlovi ibrodski kotloviunurrasnje plovidbeC e 1 ic ni l ij cv

1.51,7L,82

A s atestom preuz imanju premn D1N 50049, odsjecak 3B s tvomlckom potvrdom Z< 1 ma te njal a pr ema D tN 5 0049, ods jc ca k ! i 2C ispitivano tlakom vode pri 20 "C uz pr opisani ttnk 1,3 P

I) Z a tf nc ne p os ud e g or iv ih p lin ov a i plinskibz) Tocnu vrijcdncst kccficijenta sigurnosti prema cijanom iii c ija no vo di ko m t rc ba u ze ti 2 0% v ec i k oe fi ci je nt s ig um os fm a ie rl ja la ( v id i AD -M er kb l an BO) .

P o tr eb na n ajm an ja deblj ina stijenke s b om bira nih d na (sl. 13) sa R~DV 'r ~ 0,1 D, i s ~ 2 mm pod unutarnjim iIi vanjskim pretlakom za tla cn e p os ud e1 p ar ne k otlo ve :

D,,' p : f Js=--K--+C1 +C2+C3+c4 +cs4-vS

(3 )

,I, D" p, K, S vidi Jegendu uzjednadzbu (1) ,koeficijent oslabljenja ; za bornbirana dna zavarena od vise dijelova(sl. 13e)Je u~O,8 do I , vee prema kva liteti zavara, inace te v= 1,If koeficijent proracuna (vidi tablicu 8 idolje navedene podatke),

c1, C2, C3 dodaci na debljinu stijene, vidi legendu uz jednadzbu (I). Kod pamihkotlova otpadaju c , ic "C4 doda tak vanjskog tlaka. Kod tlacnih posuda C4 ~ 2 mm - 100 mm'/D"kod parnih kotlova c4 ~2 mm. Dodatak uzima u obzir odstupanja odteoretskog oblika (splosnjavanje, utisnuta mjesta). Kod D"~50 mm

1 kod unutarnjeg pretlaka c4 ~O.C, umm Konstrukcioni dodatak. Ako je kod tlacnin posuda (s-c1-c,)/D,,6 mmje c, = mm, kod rnorskih brodskih kotlova uvijek je c,~ 1 mm.Cilindricna visina ruba bombiranih dna mora iznositi pri HjDv;20,2 naj-manje h=3,5 s. Za HjDv>O,2 smiju se visine h linearno toliko sniziti da pri

H/D,=0,5 dodu na vrijednost nula. sil); mora biti ~O,003, uz iznimku kodpoluokruglih dna. Kod dna s izrezima unutar kugline kalote sa dA~4 s j kada


23/100

26 1. Ncrastaoljini spoicv:

crf"'b1---Dv___.J\,\.:/, - - ' w - '//1\'

I

Slika 13, Bornbirana dnaa) puna dno; b ) d na s izrezima; c)dno s vratom: d) dno s nastavkorn; e) zavareno dno

Tab li cu 8 . P ro ra cunsk i kocficijcnti {i 28 z acbl je na dna {prcrna ADM~rkblaHcr iTRO)

I{J za II za dna s nepcjacanim tzreztmupuno dna

O blik d na HiD.. pr i ; 14 . ,I I/ D , - C$-~I-'2)= p -O,S 1,0 2,0 3,0 4 ,0 5.0 6,0 7,0

Zakrlvtienosrdna R=IJ" 0.20 2,9 2.9 2,9 3.7 4,6 5,5 6,5 7.5 8,5 2,4Duboko zacbljenodnc R= O,8 D .. 0,25 2,0 2.0 1,3 3,2 4,1 5,0 5,9 6,8 7.1 1,8,-Polukuglastodno 0,5 1,1 1,2 1,6 2,2 3.0 3,7 4,3 4,9 5,4 1,1

razmak a nije manji od zbroja oba polumjera izreza, treba uvrstiti { 3za puna dna, U tom slucaju Ikod punih dna smije debljina stijenke kuglinekalote bib nesto manja od debljine stijenke mba i mora se umjesto sa { 3 ,izracunati sa p ', To vrijedi iza dovoljno ojacane vece izreze,Plasteve idna izloiena oanj skom pr it is ku treba proracunavati prema jednadz-bam a (1) do (3) sa V= L Medutim, plastevi se moraju jos i racunski kontroliratis obzirorn oa mogucnost elasticnog, odn. plasticnog udubljavanja (vidi AD -list B3 iB6, TRD 302 i303).


24/100

1.1. Zaoareni spoieoi 27P o tre bn a n ajm an ja d eb liin a s tije ne s n eu sid re nih ic e nt ra /n o u si dr en ih o k ru q ti li

ravl1ih dna iploi:a (sl. 14):(4)

vidi legendu uzjednadzbu (L) ,proracunski kocficijent prerna izvedbama prikazanim na s1. 14Ul: C=0,3 pri , -" ,0,035D" ali r";30mm. ,-";1 ,35, 1''';3,S8,U2: C=0,35pris/3:;;;r;;;8mm, h";s,U3: C=0,4 pri p(D,/2-r) 1,3 SIK;s.";S nun, ,.";0,77s, pn

D,>i,2D"O,28:; ; ;r";Smm,U4: C=0,35 pr i 5:;;;3.1" C=0,45 pri 8>3s"US: C=0,4 pri .1;38" C=0.45 pr: 8>35,.U6: C=0,45 pri 8;3.1,. C=O,5 pri .1>35"VI: C=0,4 pri 8;3 St. C=0,45 pri 5>38,V2 : C=O,3 pri ,;3.1" C=0,35 pri s> 3 51V3, V"' C=0,25 pri 1'",0,035 D" ali r";30mm, r";.1,3 8, h";3,5 s,proracunski prornjer prerna . I I . 14.racunski promjer usidrenja. Kod neusidrenih dna ili ploca je d1 =0,dodatak 11a i st rosenje , koji t reba posebno utanaci ti kod posuda 5 opasnim.jako korodi rajuci rn sadrzajcm iii posuda k oje se ne mogu pregledati IIuuutrasnjosti , Inace je cl =0

s, p, S , KC

Dlummdl 1 . . 1 !TIm("2 u mm

V',

I

---D v--

~I---ov--

s

V3 ravno zarubljeno dno provuceno

Slika 14. Ravna dna i ploceU neusidrena; V us idrena ; Ul ravno zarubljeno dno,U2 kovano ili presano ravno dno ; U3 ravna plocasa zlijeborn za rasterecenje ; U4 dvostrano uvarena ploca ;U5 dvos trano privarena ploca; U6 sjedne st rane uvarenaploca ; VIs jedne strane uvarena ploca sa provucenimsidrcm ; V2 dvos trano uvarena ploca sa sidrcnorn cijevi ;

sa sidrenom cijevi; V4 zarubljeno ravno dna sa vratom


25/100

Ako se rad i 0 u sid ren nn p lo ca ma ili a cije vnim st i jenama ( vid i k tom esl. 12 i15), onda vrijede, zavisno od rasporeda (oblikovanja), jednadzbe kojeodstupaju od jednadzbe (4) (vidi AD-list 85 iTRD 305 i 306).

_l~.I ; ; ,a

-dv~-Slika 15. Uvarene cijevi (a je cijevna stijena)

Kod u va re ll ih c ije vi prema sl. 15 moraju zavareni savovi biti u stanjuda preuzmu cijelu siJu prenesenu na cijev. U smicnom presjeku zavara morai ii ri na s ewa iznositi najmanje:

F'Sg=0,4-/ .K{,y (5 )9 u mm sirina za v ara.Fu N sila koja otpada na cijev = pAR' gdje je AR udio cijevnog polja

(ok omito srafirana povrsina na 51 . 15) . Kod dje lomicno izbusenih c ijevnihpolja treba rubni dio polja ukljuciti, tj. do nastavka obruba dna,

d; U 111m vanjski prornjer cijevi,S, K vidi legendu UL jednadzbu (I).

Kod uvarenih uzduznih zateqa, sulrenih cijeui ili spreinjaka, presjek kutnogsava opterecenog na smik, treba da bude najmanje 1,25 pula veci od potrebnogpresjeka svornjak a iiisidrene cijevi:

d,'n'g~1,25A~ (6 )A, u mm- presjck sidra = (iI ; - {I~l' n/4 (u smislu sl. IS)

Jednadzba (6) moze sc primijeniti i na uvarene cijevne nastavke (vidisl. 11).

' I f '


26/100

1.1. Zavareni spojeoi 291.1.4. Zavareni spojevi celicnih konstrukcija

U visokogradnji, gradnji dizala i gradnji mostova profilni celici, plosnatesipke, cijevi i limovi spajaju se u nosive konstrukcije, resetkaste konstrukcijeili Iimcne nosace, npr. krovne nosace, celicne konstrukcije tvornickih hala,nosace voznih naprava dizalice i sl. Slika 16a pokazuje n os ac r es etk as tekonstrukcije. Njegovi vanjski stapovi zovu se pojasevi (gornji idonji pojas),Oni se ukrucuju oertikainim i dijaqonaln im stapooim a. U cvoru se uvijeksastaju vise stapova. P uni nosaci izvode se kao lim en i n os aC i ( 1 . 16b), iiikao sanducasti nosaci (sl. 16c). Da se ne bi izbocili, na odredenim razmacimauvaruju se ukrucenja, koja se kod sanducastih nosaca zovu poprecne preqrade.

Slika 16. Zavarene celicne nosive konstrukcijea) nosac resetkas te konst rukcije ; b) lirneni nosac;c) sanducast nosaca jc gornji pops; b donji POJ"S; C vertikalanstap: d dijagonalan stap: e vertikalan lim nosaca;f spoj vertikalnog lima nosaca ; g spoj pojaseva;It ukrucenje ; i stijcna; tc spoj st ij ene; I poprecnapregrada

"-"--"-a)

0) I I I J :crf::ft ] [ 1. ,a g g0)


27/100

J

30 1. Nemstanljnn Sp(~i(,l'iZa zavarivanje taljenjem smiju se upotrijebiti sarno celici sa zajamcenorn

sposobnoscu za takva zavarivanja, To su St 37-1 (C. 0361), St 37-2 (C. 0361),St 37-3 (C. 0362 i C.0363), St 52-3 (C. 0562). Za nosive dijelove ne smiju seupotrebljavati neumireni celici kvalitetne grupe 1. Za zavarene celicne kon-strukcije 5 pretezno mirnim opterecenjern vrijede propisi prema DIN 4100(JUS eT3.01l I). Za dizalice je, osim toga, mjerodavan DIN 120 (JUS M.DI.050).TaJ standard bit ce medutim, zamijenjen sa DIN 15018 (sada jos nacrt)(JUS M.D1.020 do 050). Navedeni standardi sadrze, uz ostalo, slijedece:1. Minimalna debljina nosivih dijelova od celika iznosi kod male opasnosti

od korozije 4 mm, kod dizalica 3 mm, kod cvornih limova 4 mm, kodcijevi 2 rnrn. Za srednje iii vece opasnosti od korozije propisane su vecerninimalne debljine.

2. Zavareni sastavni dijelovi moraju biti tako oblikovani da se kolik o je mogucepostigne nesmetan 10k sila. Treba izbjegavati nepovoljne prijelaze s jednogpresjeka na drugi i vece proreze iii provrte u blizini zavarenih iii navarenihlirnova. Gomilanje zavarenih savova na pojedina mjesta treba izbjegavati.

3 Tezisnice stapova trebaju se po mogucnosti podudarati s linijama sustava.Stcga Je potrebno tezisnicu zavarena prikljucka dovesti do pokrivanja stezisnicom stapa. Prema sl. 17 moralo bi se tada kod iste debljine sava izvesti.I e1=12e2

1'--1,1I

~II_J .'~" . klapa s tezismcom stapaSlika J 7. Zavaren prikljucak cija se tezismca pov ' ... avno s vertikalnim limovima ne trebaju,4. Pojasne ploce koje se spaJUJu izr da budu deblje od 30 mm, a dodatne

zbog opaSn?stl od krtog ~o~g' Spojevi pojasnih ploca moraju bitipOJasne ploce. ne .deb'je 0 mm,okomiti na smjer sile,


28/100

1.1. Za1lareni spojei 316. Opcenito treba bocne kutne zaoare izvesti jednako debele, ne deblje negosto to trazi proracun, ukoliko tehnoloski razlozi ne govore protiv. Kodcelnih kutnih. zauara preporucuje se zbog povoljnijeg skretanja toka silaizvedba s nejednakim kracima. Pri tome je h/b ~ 1.

7. Ako su zavari smjesteni jedni nasuprot drugima, onda mora debljina limaizmedu njih biti najmanje 6 mm (sl.20).

+5Sl ika 20. Zavareni savovi koji Ide nasuprotF i t : . : : : : 3

lika 19. Prijelaz tupog kutnog zavara s nejcdnakim krakovima na bocni kutni zavar s jednakimkrakovima

8. Ne smiju se prihvatiti izvedbe kod kojih zavareni savovi ivijci zajednickiprenose silu, DIN 7990 (JUS M.B1.068).9. Zbog opasnosti nastajanja zona segregacije (zone nejednolicne strukture)kod neumirenih celika i zbog nepovoljnih odnosa preostalih napetostinastalih na prijelaznim polumjerima valjanih profila pri postupku valjanjai ohladivanja, nije dopusteno zavarivanje tih prijelaznih polumjera (vidi sl. 23).Od toga su izuzete tjemene ipodnozne ploce. U podrucju hladnog obliko-vanja (npr. savijanja konstrucionih dijelova smije se zavarivati sarno akaodnos izmedu polumjera savijanja idebljine lima nije ispod dopustenog.Taj odnos ovisi i 0 materijalu,10. Racunska deb l j ina a ceonih zavara jednaka je debljini dijelova koji sezavaruju, pri cemu Je u sastavu dijelova razlicite debljine mjerodavna manjadebljina (sl.21a). Kod kutnog zavara jednaka je visini ucrtanog istokracnogtrokuta (s1. 21b). Debljina kutnin zaoara mora biti najmanje a=3 mm;opcenito njihova debljina ne treba da bude veca ad a=O,7 t, pri cernu je tdebljina najtanjeg prikljucnog dijela.

a) ..... i J >R0 0) ~--!C " ' ~ i : : S : v ; [ w = : : : : J I c f w = J ~ I'--__ ~ISlika 21. Debljina zavara a : a J tupih zavara ; b) kutnih zavara

I L Racunska du lj in a z a va r a I jednaka je ukupnoj duljini I zavara. Kod ceonihzavara jednaka je sirini dijela koji se zavaruje, ako se pri izvodenju zavaravodi racuna 0 tome da zavar bude po citavoj duljini jednake kvalitete.


29/100

32 1 . N er Cl st av /j ir i s po je ttNa prikljuccima s vezicama i profilima prema s1. 22 ne smije racunskaduljina I pojedinih kutnih zavara biti veea od 1= lOOa.Nadalje, u prikljuccimaprerna sl, 22a ne smije racunska duljina biti manja od 1= 15a, a premasl, 22b ic ne manja od 1= lOa

. .,0)

oj

krajnji krulerinedopufen/

Slika 22 . Prikljucci stapova ivezicaa) s bocnirn kutnim zavarima ; b) s tupim ibocnim kurrnm zavarima ; c) s kutnimzavarorn naokolo, d) s tupim ikutnim zavarima ; e)s tupim kruznim zavarorn :/J s kut-n ir n k ru zn ir n z av ar om

12. Racunska povrsma zavara opcenito je odredena sa E (a' 1) . Kod kutnihzavara zamislja se debljina zavara a zaokrenuta u prikljucnu ravninu. Svizavari spoja mogu biti obuhvaceni kod prijenosa uzduzne sile F izrazomE (a'l),' uz pretpostavku jednolicne krutosti prikljucne ravnine. Kodpoprecnih si1a F q, kakve se pojavljuju u savojno opterecenim dijelovima,obuhvaceni su sarno prikljucni zavari, koji su na temelju svog polozajau stanju prenositi poprecne sile. Na primjer, kod I, U i slicnih presjekaobicno su to samo zavan poprecnih limova duljine I na sl. 23. Kodzajednickog djelovanja tupih i kutnih zavara (vidi sl. 22d) treba zbrojitipovrsine zavara. Na primjer :


30/100

1.1 . Zaoareni spojeoi 331:(a'/)=2a'/ uz sl. 22a=a(b+2/) uz sl, 22b=a(ll +12+2b) uz sl. 22c=4a!+sh uz 5 1 . 22d=a (d-a) rt uz sl. 22e

=a(d+a)n uz sl. 22 f

F

F

Slika 23 . Prik ljucak nosaca S ku tnun zavarima opterecen na savijanjea) val janog nosaca; b) l imenog nosaca

Proracun na cvrstocu provodi se kao da su sami zavareni savovi posebnidijelovi. Povrsina presjeka zavarenih savova uzima se kao ona koja preuzimaopterecenje. Ako se zele izbjeci moguce zamjene s drugim naprezanjima,treba u simbolu za naprezanja zavarena sa va dodati indeks zav, kao npr.Uzav iii TZ3\"Ako sila F djeluje okomito na povrsinu zavarena sava, racuna se sa:

normalnim (vlacnim iIi tlacnim) naprezanjemF

!JY't=Z(a I) (7 )ayi u N/mm2Fu N1:((/,1) u mm'

normalno naprezanje u z ava ru (vlacno o; odn. t lacno 0),sila koja djeluje okomito na povrsinu zavarena sava,racunska povrsina zavarena sava kako je navedena pod 12

Ako sila F djeluje u samoj povrsini zavarena sava (tangencijalno), racunase sa:Fsmicnim naprezanjem r=---r (a-I) (8 )

T u N/m ml smicno naprezanje LIzavarenom savu,Fu N sila koja djelujc u povrsini zavarena sava.

J Eiemenn s tr oj cva


31/100

34 1. Nerastaoljiui spojeciU povrsini zavarena spoja opterecena samojednim savojnim momentom M(sl.23) bit ce u spoju na udaljenosti y

normal no naprezanje (9)o t' U N/mm2 norma.lno naprezanje (savojno naprczanjc) u zavarenu savu na razmaku

y od tezisnice zavarena prikljuck a (savojno viae no iii savojno tlacnonRprezan je),

At u Nmm savojni moment, koji opterecuje povrsinu zavarena sava,Izav u rnm" moment inercije povrsina zavarenih savova. Kod kutnih zavara t rebatezisnice pojedinacnih ploha zavara izracunavati U odnosu na teoretske

tocke kor ijena zavara. Zbog malog utjecaja, smiju se , osim toga, zane-mariti i rnornent i inerci je onih pl aha zavara koje leze paralelno stczisnicom zavarena pnkljucka. To vrijedi i za ostale male dijeloveza vara. Za prirnjer na sl. 23b bilo bi, dakle1,,~ = 2a IJj12 +2 a b y ;+ 40 c-y i+ 4 a'r (y ,+ r/2 )"y u mm razmak korijena kutnogzavara od tezisnice zavarena prikljucka. Za pri-mjere na sl, 23 nastaje najvece normaino naprezanje na razmakuY=Yt

U presjecima uzduznih zavara (spojni uzduzni zavari) nosaca opterecenogna savijanje (sl.24) pojavljuju senormalna naprezanja koja sujednaka savojnomnaprezanju dijela konstrukcije:

normalno naprezanje (10)


32/100

1.J. Zaioreni spojei 35Ako su nosaci iii stapovi prerna s1.24 optereceni sarno uzduznorn silom F(bez savojnog momenta), onda je normalno naprezanje u presjeku zavarenasava jednako norrnalnom naprezanju u presjeku konstruktivnog dijela:

FN or ma ln o n ap re za nje C i1v, I t = ' A (11)O"lv lt U Nzrnm ' vlacna, odn. tlacna naprezanja u presjeku zavara u uzduznomFuNAu rmrr'

smjeru,uzduzna sila koja opterecuje k onstruktivni dio,ukupna povrsina presjeka konst ruktivnog di jela , Za primjcr prem~24cje A =5 Ii+2.40,

Normalna naprezanja prema jednadzbama (10) i (11) u pravilu ne trebaproracunavati, izuzev kod dizalica za proracun ekvivalentnog (reduciranog)naprezanja prema jednadzbi (14).U uzduznom smjeru zavarena sava (spojni uzduzni savovi na sl. 24)nosaca opterecena na savijanje nastaje u prikljucnoj ravnini zavarenih savovasmicno naprezanje zbog toga, sto se pojasni lirnovi zele pomaknuti u uzduznomsmjeru:

Smicno naprezanje (12)'[1 u N /m m2Fq u NS u r nr rr '

smicno naprezanje nosaca U smjeru uzduznih zavara,poprecna s ila u pres jeku kons trukcioriog dijela ,staticki moment povrsina presjeka pojasnih limova pr i kljucenih napoprecni lim. Na slici 24 su to srafirane plohe. Za te je prirnjereS~Ao' Yo, gdje AD predsiavlja prikljucene povrsine presjeka, a Youdaljenost njihovih tezista od tezisnice ukupnog presjeka,moment inercije ciravog presjeka konstrukcionog dijela. Za presjekprema 81. 24c je I ~.I' h3/12+ 2 04 0' Y 6 (vidi il egcndu uz jednadzbu (10)) ,suma debljina svih zavarenih savova pojasnog lima k oje treba uzeti uobzir, Za primjer prema .I!. 24a je Ia= a, za prirnjere prema s likama24 b do d uvijek je Ia ~ 2a.

L;a Ll mrn

prikl ju i 'na

Slika 25. Moguca normalna ismicnanaprezanja u k ut nom zavaru

Na kutni zavar u prikljucnoj ravnini rnogu istodobno djelovati normalnai smicna naprezanja, koja stoje uvijek okomito jedno prema drugom (sl, 25),'"


33/100

36 I . Nerastuol jii spojeciU tom se slucaju racuna s rezultirajucirn naprezanjem, koje se oznacuje kao ;

ekinoalentno (reducirano) naprezanje ( J , e d = . j ( j2+T~+Tf (13 )0red U N/mm2 ekvivalentno (reducirano) naprezanje u zavarenu savu,(J t1 Njrnm? normal no naprezanje u zavarenu savu. Ako uv,~1 (J f djeluju istodobno

treba ih , ov isno 0 srnj eru koji irna ju prema 0-, cbuhvatiti kao zbrojiii razliku.cq u N/mm' smicno naprezanje u poprecnom presjeku zavarena sava, opcenitoprcma jednadzbr ps),11 u N/mm2 srnicno naprezanje u uzduznom presjcku zavarena sava, vee prema

polozaju sava prema jednadzbi (8) iii (12), kao n jihova suma ili kaorazlika.

Ekoioalenino (reducirano) naprezanje (j,ed ne treba izraiunaoati u slijedecimslucajevima:1. Kod kutnih zavara ako ostanu bez poprecnog naprezanja a i Tq ili akosu to bocni kutni savovi izmedu pojasnih limova,2. Ako se savojno opterecen prikljucak (sl. 23 ) optereti istodobno savojnimmomentom M, poprecnom silorn Fq i uzduznom silorn F. Nadalje, akopreuzimanje najveceg savojnog momenta nastane prirubnim zavarima (jed-nadzba (9) sa I zav = 2a . b . y f + 4a . C . y~ prema s1. 23 b), preuzimanje najvecepoprecne sile savovima poprecnog lima (jednadzba (8) sa 1 .: (a1)=2a I),a preuzimanje uzduzne sile svim savovima (jednadzba (7) sa 1: (a ' 1)==a (21+2b+4c+4t) prema sl, 23b.

3. Kod ceonih zavara, 1/2 V-savova s kutnim zavarom, K-savova poprecnoglima S dvostrukim kutnim zavarom i K-savova s dvostrukim kutnim zavarorn.4. Ako ni normalno naprezanje ( J sarno za sebe, ni rezultirajuce smicno

naprezanje .jT~+ri sarno za sebe, ne prekoracuje 95 N/mm2 kod dijelovaod St 37 ( C . 0360) i120 Njmm ' kod dijelova od Sf 52 ( ; : : : ; ;C 0561). Zatim, kadaje( J + J r ~ +1 :?; 135 NJmm 2 kod celika St 37 (C . 0360) iIi kadaje ; 1 70 N zmm?kod celika St 52 (C . 0561).Prema prijedlogu DIN 15018 (JUS M.Dl.020 do 050) treba nosac dizalicaracunati s ekvivalcntnim (reduciranim) naprezanjern, uzimajuci pri tome odgo-varajuci predznak za o i crl(vlak pozitivno, tlak negativno).

Ekciualentno naprezan]e (J,cd = .j ( J 2+ c r t - rr : (JI +2,2 (14)O 'T oo u N/mm2a, r 1 .1 N/mm10-1 u N/mm2

ekvivalentno normalno naprezanje,vidi legendu uz jednadzbu (1 3),normalno nap rezanje u p resjeku za vara prema jednadzb i (10 ) iii( 1 1 ) ,po potrebi k ao zbroj iii raz lika tih dviju jednadzbi.

Sva naprezanja navedena u jednadzbama od (7) do (14) [izuzev normalnanaprezanja 0'1 u jednadzbama (10) i (II)J moraju se usporediti s dopu!i tenimnaprezanjima, tablica 9. To vrijedi i za naprezanja koja nastaju u presjecimapojcdinih konstrukcionih dijelova. Njihove vrijednosti treba racunati S poznatimjednadzbama nauke 0 cvrstoci. Potrebne vrijednosti dopustenih naprezanja vidi


34/100

1.1. Zavareni spojeoi 37u tablici 10. Pri zajednickom djelovanju ceonih ikutnih zavara u jednornprikljucku mjerodavne su dopustene vrijednosti za ekvivalentno (reducirano)naprezanje iz tablice 9. Naprezanja dobivaju tada u jednadzbi znak o,

Cel ien l nos ac t D IN 4100

Tab li ca 9 , Dopus te na nup re zanj u II Njmm1 za znva rene suv o ve II g radn ji rol ic ni h kon st r u kc ij a

I Kvalitcta Napre eanjeDijelovi od

si (t.OJ51) I S(521(;.05601Optcreccn jeH HZ H HZ

160 180 240 27{)

(6 0 (80 2 4 < ) 270135 (50 (70 190

135 150 170 190

135 150 170 190s. 37 St 46 St 52

([;.OJ61) (C 0480) IC.0561)H I HZ H HZ H HZ160 180 195 220 240 270140 160 170 195 210 2 4 < )113 12 7 13 8 156 170 191

I L eo ni z av arKvzavar dvostruki kum i(provaren korijenj Dokaznno da nerna

] Piitki f(-Zily


35/100

38 1. Neraslavljiui spojeuiOpterecenje HZ racuna se kao zbroj g/avnih i d od atn ih te re ta . Dodatnimopterecenjima pripadaju: o pterecen ja o d jetra , site ko cen ja , vo do ra vne sile (npr.kod dizalica) iop li ns ki u tj ec aj i (pogonski i atmosfcrski).Za dimenzioniranje dijelova izavarenih savova mjerodavan je onaj nacinopterecenja kojim se proracunavaju veci presjeci. Ako je dio, osim vlastitomtezinorn, optcrecen sarno dodatnim opterecenjima, onda najveci teret vrijedikao glavni terct. Kako iz tablice 9 i 10 proizlazi, dopustena naprezanja zaopterecenje HZ leze vise nego za opterecenje H, buduci da je malo vjerojatno

istodobno djelovanje svih uopce mogucih tereta. Osim provJere naprezanja,mora se za celicne konstrukcije izvrsiti provjera sigurnosti U odnosu na stabil-nost i staticku trajnost,Tablica 10. Dopustena naprezanja u N/rnm~ Z


36/100

J .t. Zaoareni spojeoi 39Celicne cijevne konstrukcije (laka gradnja) znacajne su zbog svoje maletezine, Da bi se izbjegla visoka lokalna naprezanja, mora se sila uvoditina sto vecoj sirini oboda cijevi. Kod cijevnih prikljucaka stvara se prosirenjernkraja cijevi, prema slici 26c, bolji prijelaz nego sto je prikazan na slici 26a i26b. Ovakav prikljucak moze se izvesti sarno na cijevima male debljinestijenke, Bolji su prikljucci prema slici 26d, ali su skuplji. Jeftiniji su sedlasti

limovi savijeni u obliku slova U, (sl. 26e), koji siroko obuhvataju cijevi.Nepovoljan je zakovanom spoju slican spoj prema slici 26f koji, uz ostalo,iziskuje i porubljivanje i zarezivanje kraja cijevi. Za podredene svrhe koristan jeprikljucak prema slici 26g. Cijev se na kraju stisne, plosnati rub ravno odrezei privari.Slika 27 pokazuje uobicajena cijetma cvorista, slika 28 cijevne kutne spojeue,a slika 29 primjer izvedbe glave nosaca okretne dizalice.DIN 4115 (Celicne lake konstrukcije i celicne cijevne konstrukcije), navodi:Konstrukcije se bez daljnjega mogu izvesti kao celicne lake konstrukcije sarnoako su izlozene pretezno mirnom opterecenju, Cijevni nosaci mogu se upotrije-I ~~~z~2gi(~a~~eJ~~~~~~~ ~~a;:ta~~z~~~~b~o~~~~~~~~~~6~i;~~e:h Ik~;~tr~~~:

i celicnih cijevnih konstrukcija potrebno je odobrenje.

Slika 26. Zavareni cijevni prik ljuccia) bez ukrucenja ; b) s kutnim rebrima; c) s pros ircni rn krajevima cijevi ; e l l s prorezanimkrajevirna cijevi iulozenim Iimovima; e) sa sedlastim lirnovima ; iJ sa zarubljenim

1 pr orezanim krajevima cijevi ; g) s plosnato stisnutim krajevima cijevi

Dijelove celicnih lakih konstrukcija treba pazljivije zastititi protiv korozijenego obicne celicne konstrukcije. Najrnanja debljina nosivih konstrukcionih


37/100

40 l , Nerastavljiui spojeuielemenata je 1,5mm na otvorenorn prostoru iu zgradama koje nisu zatvorene,a kod narocite opasnosti od korozije debljina je najmanje 3mm, Da bi sepostigla besprijekorna izvedba zavarenih savova pri izravnom spajanju cijevi,ne smije njihov medusobni nagib biti manji od 30. Kod izravno zavarenihcijevi promjer manje cijevi ne smije biti manji od 1/4 promjera vece cijevi.

St ika 27. Cvorovi cijevne kons trukcijea) jednostavan cvor, b) sa cvornim limom; c) sa cvornim !imom ovijemm oko cijevi ;

d) s plosnata stisnutim krajevima cijevi

"'-~.-.-.Ir----iiI

a)

Slika 28. Cijevni ugaoni spojevi: a) bez ukrucenja; b) ukruceni Iimorn ; c) s koljenomZa dopustena naprezanja cijevnih dijelova mjerodavan je DIN 1050

(JUS C.HO.500) (tablica 10). Elektrolucno zavarivanje dopusteno je samo ako'je najmanja debljina dijelova koji se spajaju 2 mm. Najmanja debljina anosivih savova mora biti 2 mm, za ostalo vrijedi DIN 4100 (JUS C.T3.081)[jednadzbe (7) do (13)J, koji je ujedno mjerodavan i za dopustena naprezanjazavarenih sauoua (tablica 9).Ako se cijevi ne spajaju cvoruim Jimovima iii drugirn sastavnim dijelovima,nego se neposredno zavaruju jedna s drugom, onda povrsina zavarena sava,uzeta kao osnova proracuna, ne smije biti veca od najmanje povrsine presjekacijevi. Tome pripadajuce dopusteno naprezanje zavarena sava ne smije ni ukojem slucaju prekoraciti 0,65 (Jdop (JdOP prema tablici 10).


38/100

!.I Zauareni spojexi 41

Slika 29. Nosac okretne dizalice: a) glava nosaca ; b) prikljucak nosaca na medunosac

1.1.5. Zavareni spojevi u strojogradnjiU strojogradnji se izraduju u zavarenoj izvedbi dijelovi kao sto su npr,remenice, zupcanici, kucista prijenosnika, lezajni stalci, nogari ikonzole, obocjaiormari, vlacne izglobne motke, poluge, naprave isl. U zavarenim savovirnanaprezanja se u pravilu racunaju kao i kod celicnih konstrukcija, a da bi scizbjegla opasnost zamjene, tim naprezanjima pridaje se indeks zav Proracunse najcesce odnosi na sli jedece slucajeve:

V1arna iii tlacno naprezanje FuV"=L(a /) (15)a" I U N/mm2F'u NE( a I) u mm 'au mmlumm

vlacno 0.. ili tlacno 17 1 u zavarenu savu,v lacna ili tlacna sila okomita na povrsim. zavarena sava,pov rsina zavarena sava. Na slici 30aje E(al )~a' , na sl. 30b]eE (a 1 )~ {/ (d + a) lldebljina zavarena Selvaduljina jednog zavarenog sava.

Slika 30. Vlacno optereceni zavareni pr ikl jucci : a) s tupim zavarorn: h) s k utn im z av ar om


39/100

42 ]_ Nerastaoijivi spojeii

Sm ic no n ap re za nje FT=---L(o'!) (16),u N(mm'FuN

smicno naprezan je u zavarenu s a vu,srnicna sila u povrsini zavarena s a va (tangencijalno na povrsinu).Na stici 3tb je F=Tjr sa T za torzioni ok retni moment, ko ji o tpadana jedan zavar,

L (a I) u mm" povrsina za varenog sava. Na s1. 3 1a je l: (a f)=a (2f, + I,), na sl. 31 bjel:(a i )=a (d+a) n ,u savo jno op tereccnorn zavarenom prikljucku. $ 1 - 32 b. u zavarima pcprecnog

rcb ra d jelu ju srnicna naprezan ja, koja Se iz rucunuvaju sa E(a 1)=2(12 i ! _ .

Slika 31. Smicno cpterecen i zavaren i prik ljuccia) s bocnim i tupun kutnim zavarorn: b) s kruznirn kutnim zavar ima opterccenim

okretnim i savo jnirn momen t om

Saoojno naprezan]e M(5=- yJ zav

(17)Ur u Nrrnm 'A1 II Nrnrn1;(:1\ II mm"

vlacno iii tlacno naprezanje od savijanja u zavarenu savu,savojni moment na povrsini zavarena suva = F L,moment tromosti povrsine zavarena sava, Za njegov proracunt reba kod kutnih savova uzet i li ni ju kori jena S3V3 pojedinih povrsinazavara, kao njihove tezisnice (vidi pri t ome legendu uzjednadzbu (9)) ,uda lj enos t savojnog naprezanja ad tezi snice povrs ine zavarena savau mm

a)

Slika 32, Sa vojno op terecen i zavareni savov i (S o jc tezis te povrsine zavara)n) s tupim zavarorn ; h) s kutnim zavarom

Djeluju li na nekom opasnom presjeku zavara (visoko optcrecena tockazavara) istodobno vlacna ili tlacna naprezanja i savojno naprezanje (viacno iiitlacno naprezanje od sav ijanj a ), treba ih zavisno od njihova smjera sastavitiu rezultirajuce norma1no naprezanje, Ako u nekom opasnom presjeku osirn


40/100

1. J . Zaoareni spojeci 43norrnalnog naprezanJa iii rezultirajuceg normalnog naprezanja, djeluje jos iokomito smicno naprezanje, treba racunati sa

elwivalentnim (reduciranim) naprezanjem {T,,,, =J {T2 + 2T2 (18)ami UNzrnm? rcducirano normal no naprezanje u zavareuu savu,(J u Njmm2 norrnalno naprezanje u zavarenu savu okornito na smjer sava prcmajeduadzbi (15) iii (17). odnosno njihova sum a ill razlika,T II Nzrnrn ' smicno naprezanje u zuvaru ok o rnito ili uzduzno na smjer zavara.

Na slici 31b prikazani kutni zavari suo osim na smik, optereceni jos isavojnim momentom M koji opterecuje vratilo na savijanje. Savojno naprezanjeu zavarenu savu jednako je savojnorn naprezanju u prikljucnom presjeku Avratila, dakle {T f;>C M IO,l d ', Prema tome treba izracunati ekvivalentno napre-zanje prema jednadzbi (18).Slika 33 pokazuje prikljucak kutnog zavara opterecenog silom F, koja neprolazi tezistem povrsine zavara, Sila F zeli plosnati stap okrenuti oko tezistapovrsine zavara So tako da uz smicno naprezanje Tq prema jednadzbi (16)(slika 33d) dolaze jos i smicna naprezanja II(torziona naprezanja). Ta torzionanaprezanja ne rasporeduju se ravnomjerno po povrsini zavara. Pretpostavlja seda su ta naprezanja upravo proporcionalna duzmi puteva koje bi prevalile poje-dine locke stapa na zavarenom savu pri rotacionom gibanju. Smjer tako

dobivenih naprezanja odgovarao bi smjeru puteva pojedinih tocaka prirotaciji (31. 33b). Mozemo zamisliti da S1110 dobiveno naprezanje rastavili umedusobno okomite komponente T, i Ty uzduzno i poprecno na zavur (sl. 33c).b) C)

r qSo

Slika 33. Torziono opterecen spoj zavaren kutnim znvanma (SII jctcziste povrsine zavarenog sava)

Kornponente r, rasporeduju se po presjeku kao savojna naprezanja, a kom-ponente T x imaju na svim mjestima jednake vrijednosti. Iz geometrijskihodnosa ovog specijalnog slucaja prerna slici 33 slijedi:FLTorziOI1O naprezanje TI

a 1 (~COsC(+bSinC()(l9a)


41/100

44 1. Nerastaoljici spojeiRezultirajuce naprezanje iz (Ty+Iq) iIx je tada najvece

smicno naprezanje T=v'(Ty+Tq}2 +r; (19b)Ty U Njmm2'Cq u N/mm2

torziona komponenta okomito na zavar = 11' cos a,smicno naprezanje izazvano poprecnom silom F prema jedna-dzbi (J6),torziona komponenta duz zavara = Tt s in ,dimenzije pr ikljucka zavarena sava ,T );. U Nrrnm?L,/,a,bumm

Tablica II . Orijentacioni pcdaci dopustenih naprezanja eN/mm]) u zavarenim savovima u prikfjucnim presjccima A sastavnihelemcnata strojogradnje

Zavareni !iiatolli

IOpterecen je

mirujuce jedncsmjernc I naizmjenicnopr o mjcnljivo promjenljivoZavar Naprczanje KvaliteraTab, 4 Mn te rf ia l s p oj ni h d i je lo v a ISt31 St50 St37 $t50 St37 St50It 0161 , Ie 0561 'ilt 0 )6 1) I, C . 0 56 1) k. 0 36 11 1t . 0 56 1)vlak, tlak, savijanje. I 16 0 220 110 130 55 65ekvivalen tno naprezanjc II 13 0 l7S R5 105 45 50

Tu pi za va r S a za va reni rn [!J 110 155 75 90 40 45kor ijenom s druge strane I 100 140 70 80 )5 40

Smik II 80 110 55 65 30 32[!J 70 100 50 55 25 28

Vlak, t lak, savijan]e, I 14 0 180 95 100 45 50ekvivalentno naprezanje IT 11 0 145 75 80 35 40

Tupi zavar bez ko r i jcna III 10 0 115 65 70 32 35zavarenog s druge strane I 90 11 0 60 10 30 35Smik IT 10 85 50 55 25 30III 60 15 40 50 20 25

I 90 11 0 60 10 30 35P jo sn at i k ut ui z av ar svakc " 1 0 85 50 55 25 30[!J 60 75 40 50 20 25I 120 150 75 1 9 0 40 45Ud ublj eni k utni zn var svako II 95 120 60 10 30 35lIT 85 10 0 50 60 25 30

Dvos rruk r p tosnnt i kutni I 140 190 91)I

120 50 55svako II 11 0 150 10 95 40 45

IT I 100 130 60 85 35 40PrikJju.~ni presjek A

I IS O 220 120 14 0 60 75Vl ak. r la k IT 14 5 175 95 11 0 50 60

III 125 15 5 85 10 0 40 50I 240 280 155 IS O is 05

Na kutncm zaVClLLI nuprezanje II 19 0 220 125 14 5 00 7,III 17 0 19 0 11 0 125 50 65I 125 155 85 100 50 65Torzija ][ 100 125 70 S O 40 50III 85 110 ';0 10 35 45


42/100

1.2. Zaoarioanje pritiskom 45Kod prikljucaka zavarenih kutnim zavarima treba p rik lju in i p re sje k za va -

rena dijela A (vidi 5 1 . 30 do 33) k on tr olir ati n a corstocu.U tablici 11 navedeni su orijentacioni podaci 0 dopu s te l1 im ru ip r ez anj imau zavarenim savovima iprikljucnim presjecima zavarenih dijelova pri mirnomi titrajnom opterecenju. Neke opce vazece vrijednosti ne mogu se dati, buducida je cvrstoca zavara i dijelova u spoju narocito ovisna 0 oblikovanju i 0kvaliteti izvedbe zavarivanja. U serijskoj proizvodnji neophodna su ispitivanjadinamicke izdrzljivosti.Slika 34a prikazuje kao primjer nepovoljan nacin oblikovanja maleuznice. Ona iziskuje velike troskove za materijal, i debele zavarene savove,a osim toga se prije samog zavarivanja moraju dijelovi spojiti pricvrsnimzavarima. Ovi nedostaci izbjegnuti su lakom konstrukcijom prema sl. 34b.

a -4 a) a-2 b)

a-2~

Slika 34. Zavarena uznicaa) nepravilno (nije svrsishodno); b) pravil-

no (svrsishodno)

1.2. Zavarivanje pritiskom1.2.1. Posrupci, vrste savova, materijali

Prema DIN 1910 (JUS C.T3.001) zavarivanje pritiskom Je zavarivanjepri kojern se dijclovi koji se zavaruju medusobno tlace i lokalno zagrijavaju,Lokalno ograniceno zagrijavanjc, po potrebi do taljenja, ornogucuje postupakzavarivanja. Najvazniji su slijedeci postupci: ultrazvucno zavarivanje kod kojegse dijelovi zavaruju mehanickim titrajima u podrucju ultrazvuka. Plinskozavarivanje pritiskom (tablica 12, br. 1 i 2), kod kojega se dijelovi spajajupritiskom nakon zagrijavanja plamenikom na tekuci pIin i kisik. Elektro-otpomo zavarivanje pritiskom, kod kojeg toplina nastaje elektricnom strujomi prijelaznim otporom na dodirnim mjcstima, te ornskim otporom dijelovakoji se spajaju. Struja se dovodi elektrodama iii se induktivno prenosi. Dijelise na : Tockasto zauarioanie (tablica 12, br 4 i 5), kod kojeg se struja i siiaprenose elektrodama. Povrsine pritisnute jedna na drugn zavaruju se uobliku tocke, Bra da oi ca st o z ao ar iu an je (tablica 12, br, 6), kod kojeg se strujaisila prenose elektrodama. Dijelovi tlaceni jedan na drugog dodiruju se nabradavicama iii bridovima. Izbocine bradavice se potpuno iii djelomicno po-ravnavaju, Sao no z au ar iu an je (tablica 12, br. 7) je zavarivanje kod kojeg sestruja i sila prenose elektrodama valjkastog obIika. Povrsine medusobnostlacenih dijelova zavaruju se pod pritiskorn nakon dovoljnog zagrijavanjanizom tocaka, koje prelaze jedna u drugu i stvaraju say. T~{po elekt roo tpornoz av ar iu an je i sk re nj em (tablica 12, br. 1 i 2), kod kojeg struju i silu prenosestezne celjusti. Dijelovi kroz koje tece struja zagrijavaju se kod laganog


43/100

46 1. Nerastaviiioi spojeoidodira i pri tome se izbacuje dio rastaljena materijala (iskrenjc). Nakon togase dijelovi zavaruju uz udarno sabijanje. Elektrolucno zavarivanje pritiskorn,kod kojeg se toplina stvara elektrickim lukom koji kratkotrajno goriirastali ceone povrsine. Dijelovi se nakon toga zavaruju pod pritiskom.T abhc a 12. vr stc i oblici spojeva zavarenih pruiskom prctua DIN 191 l . (",JUS C.T3.011)

Redni Nuziv ! S im h O ! ! P r i p r e m a ! Izvedba ! R e d n i Nazi,' 5 1 m b , , ' ! ' Priprema Izvedbabroj brojTupi savovi

I Z~I\'ar s I I ~~T~ I~ Idebljanjem (l. . I ~~I~ .1 Gnj ec cn znvur I2 Zavar s a s rh om +

Prfjcklcpnl Savo"! -Il~ xj~~Jednorcd'LIl. ' 6 Brada vicasttockasi zavar ~ ,~ ~ zavar5 Dvorcdan r~l~ 7 Snvni zuvar IBl-~~t ocka st z av ar I !.

v;.sw zaoara odreduje se polozajem dijelova u spoju, njihovom priprernomipostupkorn zavarivanja (tablica 12).Za zavarivanje pritiskorn pretezno SL l prikladni celici St 34-1 (C . 0261),St 34-2 (C. 0262), St 34-7, St 37-1 (C. 0361), St 37-2 (C. 0362), St 37-3 (C. 0363),SI 38-7, St 42-2 (C 0462), SI 43-7, St 46-2 (C 0482), SI 46-3 (C 0485), SI 47-7,SI 52-3 (C. 0563), St 53-7, kao icelici u kvaliteti celika za izvlacenje SI 2 do SI 4,te mekani celici SIlO (C. 0145) do St 14. Kvaliteta povrsine mora iznositinajmanje 0,2 po JUS-u (bez ogorina, a pore i male brazde od valjanja J O ssu dopustive). Vidi uz ovo DIN 17100 (opci konstrukcioni eelici) (JUS C.BO.500),DIN 1623 (tanki Iimovi) (JUS C.B4.016), DIN 1624 (hladno valjane trake)(JUS,C.B3.521 i 522), DIN 2391 i 2393(precizne celicne cijevi) (JUS C.B5,030 i051),DIN 17172 (celicnc cijevi) (JUS C.B5.023). Osim toga prikladni su jos i celiciza cementiranje, DIN 17210 (JUS C.B9.020), za ceono zavarivanje iskrenjem.l.2.2. Spojevi tockasto zavareni

To ck a st o z au a ri va nj e tankih limova iii dijelova slicnih limu vrlo je eko-nomican postupak u tzv. lakoj gradnji igradnji strojeva ipostrojenja. Razrnjes-tajem tockastih zavara rnogu se dobiti zavari koji se prema polozaju tocakazovu r ed ni, lo nc an i i c ik ca k. z ac ar i (sl . 35). Smjernice za njihove dimenzijevidi u tablici 13.Za lake celiiru: konstrukcije propisuje DIN 4115: Tockasto zavarivanje,dopusteno je za prijenos silc iza medusobno spajanje, kada tockama zavara


44/100

1.2. Zavar ioonje prit isk om 47Inisu povezana vise od tri dijela. U ku pn a d eh ljin a spojenih dijelova ne smi jeb iti v ec a od 15mrn, a kod spoja dvaju pojedinacnih dijelova n e s m t] d eb lj in ajednoq dije/a biti veca od 5 mm. Kod tri pojedinacna dijela ne smije ni jedanod vanjskih dijelova biti deblji od 5mm. U srnjeru sile ne smije biti jednaiza druge manje od 2, ni vise od 5 tocaka zavara (sl , 36).

c)_ _ I J ) _

Slika 35. Tockasto za varcni spojevi: a) jednoredni zavat-: b) lancani zavar: c) cikcak zavarT Slika 36. Optereccni, tockasto zavareruspoj lake cei icne konst rukcijeTablica 13. Smjcmice za tockasto zavarene savcveI 0,5. I I I 1 , . 5 I 1.5 .:.':I 2.3 I;

10 I [0 [1 I 10 .. 14P oj edi nacn a debl ji na l im a s u mm I 4 8 I 6 10 I 8romjer tockastog zavaru d u rumRuzmak tocaka el = 6d Razmak od rubu el=1,5 4,.5d I) Razmak od ruba e3=2 .. 4d okomitosrnjeru sile na smjer sile

Kod proracuna curstoce tocku zavara zamisljamo kao svornjak, koji je opte-recen na smik (sl. 37a i b). Svaki tako zarnisljeni svornjak mora [ada preuzetiodgovarajuci dio sile u njenom smjeru. Razlikujemo jednorezne i dvoreznespojeve.oj)

~

~!~~0 - i t !--

Stika 37. Naprezanje na odrez i naprezanje bokova kod tockasto zavarenih spojevaCllodrez jednoreznog spoja; b) odrez dvoreznog spoja ; c) naprezanje bokova jedno-

reznog spoja; d) naprezanje bokova dvoreznog spoja


45/100

48 J. Nerastaoljivi spojeuiFSmicno naprezanie '[ =---a n'm' A (20 )

1:'n U N /mm2FuN11InA u mm"

smicno naprezanje u tocki zavara,smicna sila odreza,broj toe-aka zavara,broj rezova,povrsina presjeka = d',,!4.

Zbog toga sto se tocka zavara moze zamisliti kao svornjak, propisujeDIN 4115 jos i proracun na specificni pritisak u provrtu. Pod specificnimpritiskom u provrtu podrazumijeva se srednja urijednost pritiska u proor!,odn. svornjak (sl. 37c i d), koji se oznacuje sa 0'1'N aprezan je izazuano specificn im pritiskom u prourtu

F=:r: (21 )u] u N/mm2d IImmS u mrn

specificni p ritisak u tock i zavara.p rornjer locke zavara,debljina lima (vidi 51 . 37). Ako je zbroj debljina vanjskih limovamanji od debljine srednjeg lima, treba za S uvrsti ti vrij ednost togazbroja.

Tocke zavara ne smiju se fA proracun uzeti vecc odd=J25 mm Smin (22)

ako je Smin debljina najtanjeg dijela.Dopustena naprezunja za lake konstrukcije uzimaju se prema tablici 14(opterecenja H i HZ, vidi 1.1.4.). Ta se dopustena naprezanja mogu uzetikao os nova za spojeve u gradnji strojeva i postrojenja, i to kod mirnogopterecenja u punim vrijednostima, kod jednosmjerno promjenljivog napreza-nja :::oO,6-strukimvrijednostima a kod naizmjenicnog opterecenja :::oO,3-strukimvrijednostima nacina optereccnja H. Ako je pak smicna lomna cvrstoca 'Mz,vtocaka zavara poznata iz pokusa, onda je za gradnju strojeva i postroje-

Tablica 14 Dopus tcna naprezanja (N/mm2) za tockasto zavarenc spo jcvc od lak ih eelicmh kcnstrukc ija prema DIN 4115

"jednorezno 11 1dl'OU2I0 cr l

s. 37IC.0360)H HZ

90 100250 2 9 < J3 : 5 0 40 0

100 lIS290 325400 450

Maten]nl5t46 t - SI52_-+_---'( .' cCc'0""480(_ _!C0560 '1

OpterecenjeH HZ H HZ

1 10 120 13 5 1 : 5 5 -305 340 380 430425 475 525 600

125 14 0 ISS ]]5350 39 5 43 0 485485 550 600 675

Nap reza n jc

Ako je potreban dokaz o izvijanju i n ag in ja nj u p rcmaDIN 4114

Aka izv ij an je , nng in janje iii u gi ba n jc n ij e mog uc er,

jednoremo aIdvcrezno crl


46/100

j .2. Zavarivanje priiiskom 49nja: Cadop=TMzav/SM sa sigurnoscu protiv lorna SM~2 do 6_ Kontrola UInije tada potrebna, Cesto se spojevi tockastim zavarom izvode itako da jenjihova sila lorna FMzav najmanje toliko velika kao isila lorna F M opasnogpresjeka dijelova u spoju, dakle F M z o , " ? , F M-1.2.3. Bradavicasto zavareni spojevi

Bra da ui ca st o z au ar in an ]e , nasuprot tockastorn, ima tu prednost da su strujazavarivanja i pritisak elektroda na pocetku zavarivanja koncentrirani na brada-vice tockastim iii linijskim dodirom. Zbog toga jc cvrstoca zavarenih mjestakod bradavicastog zavarivanja veca nego kod tockastog, Uobicajenu izvedbubradavica prikazuje sl, 38, a njihove dimenzije tablica 15_

J -T-~c) 1

Sl ika 38_ Bradavice za zavar ivanje: a) okrugla bradavica; b) prstenasta bradavica; c) uzduznabradavica

w 1 / / ? ? 0 W ; / / 0 ? ' / 0 '& L ij~42~

~i~'ilika 39. Bradavice na dijelovima koji stoje okomito jedan na drugom

Bradavice se vee za vrijeme izrade dijelova iii utisnu iii izraduju kovanjemiii odliju. Ako su to dijelovi s velikom razlikom volumena, bradavice sepredvicl:aju na dijelu sa vecim volumenom, inace na debljem dijelu, PrstenasteT,lblica 15. Dimenzije bradavica u mm (pr cma S iemens AG, Erlangen)

Dchljina lima s 0.5 LO 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4 ,0 4 .5 5.0Promjer bradavice d J . , S 4.5 5.S 6,5visina bradavice h D ,S 0,75 0,85 1.0 1,1 [,25 1,4 (,5 1 ,6 1 ,75Razmak bradavica 1'1 22 22 24 25 27 2& 29 30 32 33

4 E lement i s troj cv a


47/100

50 1. Nerastavljivi spojeuibradavice, prema sl. 38b, pogodne su za tanke limove, jer ih one i ukrucuju,Mogucnost spajanja dijelova koji stoje okomito jedan na drugom prikazujeslika 39, a spajanje limova s fazoniranim dijeJovima siika 40.

Slika 40. Bradavice na fazonskim dijelovirna za privar ivanje na cijcvio p ro ra c un u c o rs to c e gotovo i nema podataka, pa se zato preporucuje istiproracun kao za tockasto zavarene spojeve [jednadzbe (20) i (21)] i to sa

m= 1 i A =d 2 nj4 kod okruglih bradavica, odn. A;:;:;d (1-0,5 d) kod uzduznihbradavica. Dopustena smicna naprezanja treba uzeti kao kod tockastog zavan-vanje (vidi 1.2.2,).

1.2.4. Spojevi zavareni ceono elektrootpornim iskrenjemNarocita prednost ceonoq elektrootpornoq zavarivanja iskrenjem je cvrsto-ca zavarenog spoja, koja iznosi od 90 do 100% cvrstoce materijaJa dijelova uspoju. Upotrebljava se onda kada taj postupak ornogucuju velike ustedematerijala, iii ornogucuje jednostavnije i jeftinije oblikovanje, nego dijelova ujednom komadu. Primjere pokazuju slike 41 i 42.

Slika 41. Tupim elektrootpornim zavarivanjem spojenastapajica

Slika 42. Tupirn e lektrootpornim zavar ivanje rn spojeno kol jencastovratilo


48/100

1.3. Leml jem spojei 511.3. Lemljeni spojevi1.3.l. Postupci, lemovi

Lemljenje se nekada obavljalo zanatski rucno, a danas dobiva sve visena znacenju. Danas se Ierne celicni okviri, hladnjaci motornih vozila, karoserije,manji rezervoari, lagane celicne konstrukcije, dijelovi strojeva i sprava i s1.Lemljenje je spajanje metalnih materijala (osnovnih materijala) pomocurastaljena dodatna materijala (lemovi) . cija ie tocka taljenja niza od tocketaljenja osnovnog materijala dijelova koji se spajaju. Razlikujemo meko it or do l em l je n je . Kod mekog lemljenja tali se lern ispod 450C, a kod tvrdognesro iznad 450 "C.Prema DIN 8505 (Lemljenje metalnih materijala) pod podrucjem taljenjanekog lema podrazumijeva se podrucje temperature od pocetka taljenja (tem-p e ra tu ra s ol id us a) , do potpuno rastaljena stanja ( tempe ra tu ra l iq L li tl us a) . Podr ad nom t emper ut ur om podrazumijeva se najniza temperatura povrsine izratkana mjestu Jemljenja, na kojoj temperaturi se lem rnoze omrezavati, prosirivatii vezati na osnovni rnaterijal izratka,Radna temperatura mora uvijek biti visa od temperature solidusa, noipak smije biti ispod iii iznad temperature liquid usa. Radna temperaturaizaziva ubrzanje atoma. Preko granicne plohe lem/osnovni rnaterijal odvija seizmjena mjesta atoma, a time i difuzija (legiranje). Zbog toga povrsine lemljenjamoraju biti po mogucnosti glatke (dubina hrapavosti ne preko 20 11m) i dobroociscene. Da bi se odstranili jos postojeci povrsinski tanki slojevi i da bi lemmogao dobro omreziti povrsinu lemljenja, upotrebljavaju se otapine soli (vidiDIN 8511). Upotrebljavaju se i zastitni plinoui. koji sprecavaju iii reducirajumogucnost oksidacije povrsine lemljenja prije nego sto se dostigne radnatemperatura.Najvazniji po st up c i l em i je n ja ( v i c l ' i DIN 8505):1. P l am e no le m lje nje . Mjesta spajanja ugriju se plarnenikom ili plinskim napra-varna. Prije iii poslije zagrijavanja prisloni se lem na mjesto spoja iii ulazeu sastav. Ovaj postupak prikladan je za meko ivrdo lemljenje.2 . L em ljen je p om oc u Jemila. Vruce, rukom iii strojem vodeno lemilo (elektricki iiiplinom grijano) ugrije mjesto lemljenja. Lern se prisloni iii se povrsine lem-ljenja prije toga pokositre. Lern se pri tome otapa i spaja oba dijela. Tajpostupak dolazi u obzir samo za meko lemljenje,3. Lemljenje uronjacanjem. Prije lemljenja moraju se odgovarajucim pastamaiii rastopinama obraditi mjesta koja moraju ostati nezalemljena. Dijelovikoji se spajaju urone se tada, u polozaju u kojem moraju biti spojenilernljenjem, u rastaljeni Jem i na taj nacin se ugriju. Lem tada prodire umjesta spoja i spaja oba dijela. Taj po stupak je prikladan za rneko itvrdo lemljenje.

4. Lemijenie u peCi. Lem se dodaje mjestu spajanja, a dije.ovi se ugriju U plinskojiii elektricnoj prolaznoj ili mufolnoj peci, u kojoj se obavi lemljenje, Postupakje pnkladan za meko i tvrdo lemljenje.


49/100

5 2 1. Nercssanljioi spojei5. Otpomo iemljenje. Mjesto koje se spaja ugrije se,slicno kao kod elektrootpor-nog zavarivanja, sabijanjem u klijestima iIi na strojevima za elektrootporuolemljenje, Prethodno se ulazc lem. Po stupak je prikladan za meko i tvrdoIemljenje.Prema obliku lemljena mjesta razlikuje se:I. Lemljenje sa zracnoscu (raspororn), kod kojeg povrsine spajanja imajumalu, po mcgucnosti jednako SiIOku zracnost (raspor za Iem), koja opcenitone prekoracuje h=0,25 mm. Lem se kapilamim djelovanjem usisava u ostav-ljenu zracnost izmedu dijelova koji se spajaju (s1. 43).

I . t : : :II i

Slika 43. Kapilarno djelovanje u spoju pri lernljenju2. Lemljenje sa savom, kod kojeg povrsine sto se spajaju irnaju razmak veciod h=0,5 mm iii say oblika V iii X. U posljednjern slucaju nastaju savovikao kod zavarivanja, tako da se ponekad govori 0 zavarivackom lemljenju.Za meko lemljenje teskih kovina (npr. zelJezni, bakarni, nikaljni materijali)dolaze u obzir olovo-kositreni lemovi (PbSn-lemovi) iii kositar-olovni lemovi(SnPb-lemovi) DIN 1707 (JUS C.E1.041), a lemovi za lake kovine (aluminiji aluminijske slitine) prema DIN 8512, sastoje se uglavnom od kositra (Sn),cinka (Zn) ikadmija (Cd).Za tvrdo lemljenje teskih kovina dolaze pretezno u obzir srebrni lemovi(Ag-lemovi), bakarnilemovi(Cu-lemovi) imjedeni lemovi (Ms-lemovi) DIN 8513(JUS C.D2.306), a za lake meta le (aluminij i aluminijske legure) aluminij--silicijski lemovi (AlSi i AlSiSn-lemovi) DIN 8512.

Najvainiji lemovi injihovo podrucje taljenja navedeni su u tabliei 16.1.3.2. Osnove oblikovanja

Prosirenja zracnosti rasp ora na pojedinim mjestima izrnedu dijelova kojise spajaju smanjuju kapilarno djclovanje, a suzcnja skode protoku oksidimaobogacene taline. Narocito su kriticna suzenja koja se nadovezuju na prosirenjazracnosti raspora. Primjere za pogresnu i pravilnu izradu potrebne zracnostiprikazuje slika 44.Brazde od obrade, koje teku okomito na tok Iemljenja, sprecavaju tecenjeako su dublje od 0,05 do 0,1 h (s1.45a). Brazde u smjeru tecenja djeluju kaokanali ipotpomazu tecenje, tako da se cesce iposebno izraduju (sl. 45b),ako senpr. trazi tocan centrican polozaj dijelova koji se spajaju.Slike 46 do 50 pokazuju uobicajenc lemljene spcjeve:1 . Limovi. Ceoni spojevi nisu prikladni zbog svoje male povrsine lemljenja,Najbolji su prijeklopni spojevi ispojevi s podmetacima (sl. 46). Zakose-njem preklopljenih sastavnih dijelova u spoju iii podmetaca na mjestuspajanja lemljenjem blaze se skrece tok sila, a time se povecava cvrstoca,Svrsishodna je duljina prijeklopa 1= 3 do 4 s.


50/100

1.3. Lemljeni spojeui

Tabl ic a 1 6. St an da rd ni I emov i i podrucja njihovih taljenj a (S=tcmpcratura solid usa. z.e temperaaura likvidusa)53

KraticaPodrucjetaljenjaso c ~IL'C Krutica PodrucjetaljenjaS C i L C

183 190183 19 0178 21 0178 180178 178210 135230 24030 5 31S145 14 5270 280

180 220

L-PbSn 8 S bL-PbSn 12SbL-?bSn 20 SbL-PbSn 20 Sb 3L-PbSn 25 SbL-PbSn 30 SbL -P bSn 3 5 S bL -P bSn 4 0 SbL'Sn 50 PbSbl -PbS, 30ISb)

PodrucjctaljenjaS C ~ I L'CKratica

Mekani IcmfJ' \'i za reske kovme OI~j 17071), (JUS C.EL(}41)2N O 30 5 L -Pb Sn 3 5 ( Sb) 183 245 L -S n 60 PbC u250 295 LPbS, 40(Sb) 183 2 3 5 - L-S!1 60 PbCu 218 6 270 l -Sn 50 f'b (Sb) 183 215 L - S! } 5 0 P bAg18 6 270 L-Sn 60 Pb (Sb) 183 19 0 L -Sn 60 PbAg18 6 260 L-PbSn 2. 320 325 L-Sn 63 Pb A e186 250 L-Sn 50 Pb 183 215 L-SnAg 5 -186 235 ts- 60 Pb 183 190 L-SnSb 5180 225 L -Sn f i3 Pb 1 8 . 3 IS3 L-PbAg 3186 205 L-Sn 70 Pb 183 19 2 L-SnPbCd 18IS3 255 L-Sn 50 PbCu IS3 21 5 L-CdZnAg 2

L -S nZ n 1 0L -S nZn 4 0

L-Ag 12 CdL -A g 12L-Ag5L -A f! 1 5 PL-A;;5 PL.Ag2 PL-Ag 67 Cdl-AgSOCdL-Ag45 Cdl-Ag40CdL-Ag 30 CdL-A_g20 Cd

Mck:mi Iemnvi zu tcskc kovi nc DIN 17071 ). (JUS C.[ l. ()4t)----r-20-0-r-2-1 0-- [c:ZnCc140 - - T":;65 -r11or;:.s-n-p-bZ-'---'

200 310 I L-CdZn20 1 265 270 I

620sa o82065 0650650635620620595600605

Tv rdi l emov i z a re ske ko vt nc Dl i' \' 85 13 , ( .I US C .0 2. J06 )825 L-A~---- 780IS3;;-r;:-Agn- --I(,801-;]0830 L-Ag 75 740 775 L-Cu 1083 1083870 L-Ag 67 700 730 L-SCu 1083 1083800 L-AI!64 690 720 L-SnBz6 910 1(]40S10 L-Ag 60 695 730 L-SuBz 12 825 990810 L-Ag 60 Sn 620 685 L-Ms 60 890 900720 L-.Ag 44 675 735 L-SoMs :-:70 890640 L-Ag 15 700 800 L-Ms 42 835 845635 L-Ag 20 690 SIO L-M~ 54 880 890630 L-Ag 85 960 970 L-Ms 390 920690 L-Ag 72 779 779 L-CuP 8 no 710765 L-Ag 49 625 705

L -A IS i 1 21) Lemovi sa Sb sadrac aml rnon . Lemov i 5.. (Sb) sadrze sarno malo arnimona

THdi l emol'i za alumi nijske marenjele DIN 8512~ 590 L-AISiSn --~DT--5-80-------

Slika 44. Obl ikovan je ra spora za lemljen je (a je z ica za lernijenje)a) pogresno ; b) pravilno


51/100

54

Slika 45. Raspo ri za lemljenje U obliku kana1a: a) dijelovi spojeni steznim spojem u tri tocke:b) dij elovi spojeni narovasenim povrs inama

~FD) F~--L~'.S ~ A' S~~~

SJika 46 . Lern ljen i spo jevi limaa) prij eklop ; b) kos prijeklop; c) zakosen pnjeklopni spoj; el ) spoj s vezicorn ;

e) spoj sa zasiljenom vezicorn ; f) spoj sa dvije vezice

Slika 47_ Lernl jeni cijevni spojevia) stozast ceoni SPO]; b) spoj kolcakorn: c ) pri jeklopni spoj

2. Cijeoi. Ceone spojeve (sl. 47a) najbolje je tvrdo Iemiti. Stozasta izrada krajevapovecava povrsinu Iemljenja. Cijevi debljine stijenke ispod 2mrn i cijevi kojctreba meko lemiti, spajaju se kolcakorn (sl. 47b), ili se na jednom krajup rosire ( sl. 4 7 c ).3. Okrugle sipk. Ceono lemljenje krajeva okruglih sipki (sl. 48a) ne preporucujuse. Bolje je da se krajevi sipke uloze u provrt, koji ostavlja zracnost za ulaz

Slika 48: Pri lemljene i uiernljene sipkea) nalemljeno celo sipkc: bl lemljen obod sipke ; c) lernl jen obod rukuvca: e I) ulemljeno

u krulu glavinu ; e) if ) u lernljeno u clasticne glav ine


52/100

IJ Lemljeni spoje! 55lema (sl. 48b i c). Slike 48e i f prikazuju kako se odgovarajucim obliko-vanjem gIavine tok sila moze bIago skretati. Slika 49 prikazuje sipkespojene lemljenjem 5 dijelovima od lima; spojevi sa po dva uporista (mjestalemljenja] 8U narocito kruti icvrsti,

4. Spremnici. Za lemljenje posuda vrijedi sve sto je receno za limove. Spajanjedna posude lemljenjem prikazuje slika 50.

Slika 49. Dvostruko ulezi st enje okruglih s ipkiaJ u polugu savijenu nalik na sJovo U;

b) u stozast tuljac

[ [J[ [J[oLDOSlika so . Lemljenjem spojena dna posuda1.3.3. CvrstocaZa proracune cvrstoce ima sarno malo polaznih tocaka. Opcenito semjestuspajanja (Iemljeno mjesto) daje jednaka racunska vrijednost cvrstoce kakvuimaju i dijelovi koji se spajaju, tako da bi djelovanjem jednake sile lorn teoretskimorao nastati na oba mjesta. Lemljeni se spojevi svrsishodno oblikuju, takoda su opterecel1i smicl1o. Za spojeve prema 5 1 . 46 mora biti:

(23)S U mm ' presjck sastavnih dijelova u spoju izlozen vlacnom naprezanju,OM 1I N/mm2 v lacna cvrstoca materijala dijelova u spoju ..4 u mrn ' povrsine spojene lemom izlozene smicnorn naprezanju,!fl.1!, u N /m m2 smicna cvrstoca samog lemljenog spoja

Corstoca (UML= vlacna cvrstoca, TML= smicna cvrstoca) samog lemljenogspoja (Iem u zracnosti izmedu dijelova u spoju) iznosi za mekane lemoveoko UML=20 do 30 Nrrnm" i'ML=15 do 20 Nzmm", za tvrde srebrne lemooeuML=300 do 400 Nmim" i TML=150 do 280N/mm2, a za torde bakrene irnjedene lemove uML=250 do 350Njmm 2 i TML=150 do 250N/mm2. Koda lum in ij sk ih tv rd ih lemova cvrstoca Jemljenog spoja postize cvrstocu dijelova uspoju. Manje vrijednosti vrijede kod zracnosti h ~ 0,25 mm, a vece kod h = 0,1mm(meduvrijednosti treba ocijeniti).


53/100

- - - - - - - - - - ~ = = = - - - - - - - ~ - ~ ~ . - - - - - - - - - - ~56 1. Nerasiaotjiui spojeci

Dinamicka iedriljioosi Iemljenih spojeva dostize oko 80~{ dinamickeizdrzljivosti dijelova u spoju, a kod zracnosti preko 0,2 mm samo oko 60%.Kod meko lemijenih spojeva dinarnicka izdrzljivost vrlo brzo pada i stoga ihne treba izlagati dinamickom naprezanju uecem od ,=F/A=2 do 3 Nzmnr'.L em lje ne p osu de treba racunati istim jednadzbarna kao i zavarene (vidi1.1.3.) . Propisi Zajednice proizvodaca tlacnih posuda (AD-propisi) odreduju:

S i{ jl. lm os [ n a u la l< S =4 uz a te st z a materi ja l, S =4,5 uz t vornicki ate st. KOf!ficijem sJabUel~j{/mehanick ih svoj stava lemljenog spoj a U odnosu na osnovni materijal iznosi c= do U,7 kaonorrnalna vrijednost t vrdo lemlj enih prije klopnih sa vova . Na jvcc a dopuste na debljina sti jenkePrJ tome je .1=5 mm. Nada lje V= do 0,9 kod prijeklopnih tvrdo lernljenih savova, ako sirinaprij eklopa iznosi najmanje seste rost ruku de bljinu st ijeuke . Najvisa dopuste na de bljina stijc nkcpri lome je s ~ 8 mm. Zatim u ~ do 0,8 kod meko lemljenih spojeva s bakarnim podmciaccm,aka sirina podrne tac a ua obje strane sa stava iznosi na jrna nje dvana jstorost ruku de bljinu suje nke.Na jvec u dopustcna de bljina stije nke je pri tome s~4 mm, najve ci dopuste ni pogonski pretla kp=2 bar=O,2 MP".Pri jeklopno meko lernl jeni okrug li saVOY; mogu so izvesti na bakrenom lirnu uz najmanjedese toros truku s]r inu pri jeklopa do deb lj

deker 1.dio

Documents