Varjenje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje
Varjenje

Varjênje je spajanje dveh ali več delov osnovnega materiala v nerazdružljivo celoto. Spajanje dosežemo s toploto, s pritiskom ali pa s kombinacijo obeh skupaj z ali brez dodajanja materiala (dodajni material).

Tehnike varjenja[uredi | uredi kodo]

Sočelno varjenje s pritiskom[uredi | uredi kodo]

Pri tem sta varjenca vpeta v bakreni prižemi, ki sta hkrati elektrodi. Ena prižema je pomična, druga je nepomična. Postopek je primeren za varjenje palic, žic, profilov do presekov 150 mm2. Pri stiku se varjenca ogrevata na račun toplote, ki se razvije zaradi električne upornosti. Stične ploskve morajo biti natančno pripravljene.ko je stično mesto doseglo varilno temperaturo, stroj prekine električni tok in obe palici močno stisne, da se zavarita. Ker se je material med segrevanjem omehčal, se zaradi stiskanja dela palic med čeljustmi precej nakrčita in nastane zvarni venec, ki ga kasneje odstranimo. Pri tem nastane pri stiku nabreklina, ki ji pravimo žmula; odtod tudi ime žmulasti zvar. Žmulasti zvar doseže 90 do 100 % trdnosti osnovnega materiala. Pritisk čeljusti ne popusti takoj, da se zvar lahko vsaj nekoliko ohladi in material utrdi.

Čelni ploskvi obeh palic morata biti čim bolj gladko obdelani in enako veliki, da je gostota toka po vsem preseku enaka. Enaka gostota zagotavlja enakomerno segrevanje obeh čelnih ploskev. Kadar moramo variti palice neenakih presekov, jih prej obdelamo in preseka izenačimo. Segrevanje je enakomernejše, če priteka tok na obe polovici vsake čeljusti.

Največ varimo jekla z majhnim deležem ogljika, pa tudi kvalitetnejša jekla, pri katerih dosežemo trdnost zvara do 1100 N/mm2. Ta način se zlasti uporablja za varjenje členastih verig in za podaljševanje žic pri vlečenju. Po tem postopku lahko varimo tudi aluminij in baker, oz. njune zlitine, toda potrebne so mnogo večje jakosti toka kot pri jeklih.

Kakor pri drugih načinih varjenja s pritiskom, je tudi pri sočelnem varjenju kakovost spoja odvisna od varljivih parametrov: jakost toka, trajanja varilnega toka, ter sile in poti stiskanja. Gibljivi par čeljusti mora napraviti dovolj dolg gib, da izrine okside in morebitne nečistoče z zvarnega mesta v greben. Pri varjenju večjih presekov in občutljivejših materialov je mogoče stroj nastaviti tako, da po končanem varjenju teče še nekaj časa sorazmerno majhen tok skozi zvarni spoj. Zvar se zato počasneje ohlaja, notranje napetosti so manjše in kakovost oz. trdnost zvara je boljša.

Manjše stroje za sočelno varjenje upravljamo ročno, pri večjih pa stiskanje in premikanje čeljusti opravlja električno, pnevmatsko ali hidravlično gnan mehanizem. Pri varjenju verig so vsi postopki avtomatizirani: stroj transportira in vari verižne člene in obreže zvarni venec.

Obžigalno varjenje[uredi | uredi kodo]

Obžigalno varjenje ima mnogo prednosti pred sočelnim varjenjem s pritiskom. Postopek je hitrejši in gospodarnejši ter zelo primeren za serijsko delo, lahko varimo profile nepravilnih oblik, najvažneje pa je, da je trdnost zvara večja. Možnost, da bi bil zvar porozen, je tu mnogo manjša. Pri pravilni izvedbi varjenja da obžigalno varjenje osnovnemu materialu enakovreden zvar in to po trdnosti , kakor tudi po žilavosti.

Obžigalno varimo na dva načina: s predgretjem in brez njega. Pri varjenju brez predgretja sta palici vpeti v močne čeljusti iz bakra, ki ga dovajajo električni tok. En par čeljusti- elektrod je nepremičen, medtem ko drugi par opravlja vsa gibanja, potrebna za ta postopek.

Premično čeljusti približujejo konec palice, dokler ne pride do stiska. Prvi dotik je samo na vrhovih hrapavosti in ker je to v bistvu kratki stik, se dotikališča hitro segrejejo in stalijo, saj je gostota toka velika. Zaradi kapljic kovine nastajajo nekakšni tokovni tokovni mostički med palicama, toda delovanje električnega toka in uparjanje kovine kapljive raztrga in kot iskre izmeče iz špranje. Tako nastane za obžigalno varjenje značilno iskrenje. Avtomatika premika gibljive čeljusti naprej počasi in nato vedno hitreje, vendar tako, da ostane špranja stalno enaka.

Če se zaradi pomika špranja preveč zoži, stroj avtomatično odmakne sani, na katerih so čeljusti. Tako se med obžiganjem ploskvi polagoma prilagajata druga drugi in obžiganje se razširi na celo ploskev. Močno iskrenje izmeče tudi nečistoče in okside. Ko se zvarni ploskvi segrejeta na varilno temperaturo, sta pokriti s tanko plastjo raztaljene kovine in tedaj stroj avtomatično udari konca palic skupaj in prekine tok. Čeljusti še nekaj časa tiščita palici skupaj, da se zvar nekoliko ohladi. Obžigalno varjenje brez predgretja zahteva precej večje moči transformatorjev kot varjenje s predgretjem.

Ob stiku palic nastane greben iztisnjenega materiala, ki ga je treba odstraniti. Naprava za obrezovanje grebena je često privarjena varilnemu stroju, tako da je zvar obrezan še v vročem stanju, ko je jeklo še gnetljivo in niso potrebne velike sile. Za obžigalno varjenje s predgretjem pridejo v poštev le zelo veliki preseki. Konca palic stisne stroj takoj, ko je napetost izklopljena, nato vključi tok oz. več tokovnih sunkov, dokler konca ne zažarita. Nato stroj palici razmakne in vključi varilni tok, potem palici primika, dokler ne pride do kratkega stika. Dalje je postopek enak prejšnjemu. Manjši stroji imajo čeljusti, ki so hkrati tudi elektrode za dovajanje toka. Seveda so hlajene z vodo. Večji avtomatični stroji imajo čeljusti in elektrode ločene: jeklene čeljusti stiskajo in premikajo palici, med njima pa sedejo na palici elektrode, dve polovični na vsako palico. Tako je pot toka krajša in obraba dragih elektrod manjša. Pri obžigalnem varjenju je segrevanje palic lokalizirano na majhen volumen materiala, tako je izkoristek energije dober.

Del materiala obeh palic izgubimo v obliki isker, zato moramo varjenca pripraviti nekoliko daljša. Dodatek pri obžiganju je odvisen od velikosti ploskev:

Ko je obžiganje končano, mora biti tlak na stičnih ploskvah dovolj velik, da dobimo kakovosten zvar. Za jekla znašajo tlaki od 30 do 80 N/mm2. Tudi gostota toka je velika: 8 do 10 A/mm2 za jeklo. To pomeni pri preseku 5000 mm2 celotno jakost 50000 A.

Obžigalno varimo preseke do 4000 mm2, navadno le do 8000 mm2. Obžigalno lahko medsebojno varimo jekla različnih kakovosti, npr. hitrorezna jekla z navadnim konstrukcijskim jeklom. To ima velik pomen za izdelavo orodij, pri katerih varčujemo z dragimi vrstami orodnih jekel. V takšnih primerih je treba upoštevati različno toplotno prevodnost, saj je legirano jeklo slabše prevodno od maloogljičnega jekla. Razlike izravnavamo s premikom palic:elektrode naj na slabše prevodnem

Lasersko varjenje[uredi | uredi kodo]

Lasersko varjenje je eden izmed najpomembnejših postopkov spajanja kovinskih in plastičnih materialov. Uveljavljeno je v mnogih panogah, še posebej v avtomobilski industriji. Ker ima veliko prednosti, kot so velika hitrost, majhna globina zvara, visoko trdnost itd., lasersko varjenje počasi izpodriva druge vrste varjenja. Z laserjem se je uveljavilo tudi mikro varjenje. Poznamo spajanje zelo tenkih pločevin, žic in drugih majhnih elementov.

V primerjavi s klasičnimi postopki ima laserska tehnologija številne in pomembne prednosti: brezkontaktno, lokalno in natančno obdelavo, visoko koncentracijo moči, visoko hitrost procesa, majhno vnašanje toplote, majhne toplotne deformacije idr. Pri laserskem rezanju obdelovancev največkrat ni potrebno dodatno obdelovati. Lasersko varjenje zagotavlja visokokakovostne zvare (pri minimalnem vnosu toplote), zato je uporabno tudi v mnogih primerih, ko drugi postopki odpovedo. Lasersko vrtanje odlikuje visoka natančnost, hitrost in fleksibilnost. Lasersko spajkanje omogoča izdelavo fine strukture spojnega mesta. Z laserskim označevanjem se trajno označujejo deli in izdelki iz najrazličnejših vrst materiala. Laser je zaslužen tudi za hitro izdelavo prototipov (RP), orodij (RT) in izdelkov (RM). Ob tem pa se stalno odpirajo nove možnosti uporabe laserske tehnike.

Laserji se delijo glede na vrsto aktivnega medija, moč, način delovanja in namen uporabe. Pri obdelavi materialov se v glavnem uporabljajo CO2, YAG in excimer laserji. Prva dva nudita veliko moč, tretjega odlikujejo zelo kratki pulzi in visoka pulzna energija. Novejšega datuma so diodni ali polprevodniški laserji, ki se uporabljajo kot samostojen laserski vir ali pa za vzbujanje YAG-laserjev.

Lasersko varjenje je eden od najpomembnejših postopkov spajanja kovinskih in plastičnih materialov. Zelo pogosto se uporablja v avtomobilski industriji, tovrstno spajanje različnih kombinacij materialov pa se je močno uveljavilo tudi v drugih panogah. V primerjavi z nekaterimi drugimi postopki ima lasersko varjenje pomembne prednosti: nekajkrat višjo hitrost postopka, majhno globino zvara, najmanjše zvijanje, in zelo fino površino spoja. Lasersko rezanje je široko uveljavljen postopek za natančne reze po konturi v ravnini, posebne izvedbe pa omogočajo tudi 3D-rezanje ter rezanje cevi in profilov. Uveljavljenih je več vrst laserskega rezanja, ki uspešno tekmujejo s konkurenčnimi postopki (rezanjem z vodnim curkom, z žično erozijo idr.). Poleg velike natančnosti ima še druge standardne prednosti laserske tehnologije, slaba stran laserskega rezanja pa so relativno visoki investicijski in obratovalni stroški. Poleg kovin je z laserjem mogoče učinovito rezati polimere, keramiko, les, usnje, tekstil in številne druge materiale. Lasersko vrtanje se je dobro uveljavilo v zahtevnih proizvodnjah. Letalska industrija ga pri zahtevnih izvrtinah uporablja že več kot dvajset let, potrebe po vrtanju malih in natančnih izvrtin so zelo pogoste tudi v avtomobilski industriji.

CMT varjenje[uredi | uredi kodo]

CMT je način varjenja z povsem novim načinom odcepljanja varilne kapljice in je nadgradnja klasičnega MIG MAG postopka in MIG pulznega varjenja.

Prednost je v maksimalni kontroli toplote, zato je zelo uporaben pri varjenje tanjših pločevin, saj ne deformira delovne površine in omogoča premoščanje rež. Prednosti CMT varjenja se pokažejo pri varjenju korenskega vara brez podloge, pri spajanju različnih materialov (jeklo in aluminij) kot tudi pri navarjanju komponent v procesni industriji.

Vir: Slovenski proizvodni portal on-line123

Glej tudi[uredi | uredi kodo]