7. Zváranie elektrickým oblúkom – podstata procesu

Zváranie elektrickým oblúkom

Najpoužívanejší spôsob tavného zvárania. Zdrojom tepla je elektrický oblúk, ktorý vznikne medzi elektródou a zváraným materiálom (výnimočne medzi dvomi elektródami). Ak ich zapojíme na vhodný zdroj elektrického prúdu, teplom elektrického oblúka nastane miestne natavenie a spojenie – zváranie zváraných súčiastok. Pri zváraní sa používa jednosmerný alebo striedavý prúd o napätí 10 –70 V. Intenzita prúdu je 30 – 500 A. Zdrojom jednosmerného prúdu sú usmerňovače alebo točivé zváracie agregáty. Zdrojom striedavého prúdu sú zváracie transformátory.

Zariadenie pre zváranie elektrickým oblúkom

Zariadenie pre zváranie elektrickým oblúkom

  1. zvárací zdroj prúdu
  2. zvárací kábel so zváracími kliešťami
  3. zváracia elektróda
  4. zváraná konštrukcia
  5. zvárací kábel so svorkou
  6. elektrický oblúk
  7. zvar
  8. regulačný panel zváračky

Používajú sa odtavovacie obalové elektródy. Na katóde sa dosahuje 2100-2900 °C, na anóde 2300-2600 °C, v strede 6000°C.

Obal elektródy:

  • kyslý (tvoria tekutý zvarový kúpeľ)
  • bazický (čistý)
  • stabilizačný
  • špeciálny

Obal elektródy stabilizuje korene elektrického oblúka, čistí zvarový kúpeľ a chráni zvar pred prístupom vzduchu.

Metódy zvárania elektrickým oblúkom:

  1. zváranie netaviacou sa elektródou – elektróda uhlíková a volfrámová, používa sa prídavný materiál
  2. zváranie taviacou sa elektródou – priame zapojenie elektródy -, zváraný kov +, nepriame zapojenie je opačné, elektróda je súčasne prídavný materiál
  3. zváranie nepriamym oblúkom – oblúk horí medzi dvoma elektródami mimo zváraného materiálu
  4. zváranie s fázovým oblúkom – oblúk horí medzi elektródami a zváraným materiálom

Elektrický oblúk je mohutný elektrický výboj v ionizovanej atmosfére plynov a pár kovov doprevádzaný svetelným efektom. Ionizácia vzniká v čase zapálenia oblúka a udržuje sa počas celého horenia oblúka.

Zapálenie oblúka má 3 fázy:

  1. krátke spojenie elektródy so zvarencom
  2. odtrhnutie elektródy na vzdialenosť 3 – 6 mm
  3. vznik stáleho oblúkového výboja

Vznik oblúka a zvaru

Dotykom dochádza k ohriatiu anódy a katódy a po odtrhnutí začína emisia elektrónov z katódy, ktoré narážajú pri rýchlom pohybe na anódu s jednotlivými časťami plynu a parami kovu. To vedie k ionizácii prostredia a k udržaniu stáleho elektrického výboja. Pri zváraní dochádza k nasycovaniu roztaveného kovu O, N, H okolitej atmosféry. Aby sa tomu zabránilo, používajú sa obalené elektródy, ktoré pri zváraní vytvoria ochrannú atmosféru a neskôr trosku.

Priemer (rozmer) elektródy – sa volí podľa hrúbky zváraného materiálu, tvaru, rozmeru a polohy zvaru, druhu obalu a veľkosti zváracieho prúdu.

Výhody

  • minimálne vnesené teplo do procesu zvárania
  • úzka teplotne ovplyvnená oblasť (TOO)
  • minimálne deformácie od zvárania
  • v dôsledku vysokej rýchlosti ochladzovania je charakteristická jemnozrnná štruktúra zvarového kovu
  • pri zváraní vo vákuu dokonalá ochrana zvarového spoja
  • zvárať možno vo všetkých pozíciách
  • obvykle nie je potrebný prídavný materiál
  • malá náchylnosť na vznik necelistvostí vo zvarovom spoji
  • pri zváraní kaliteľných ocelí sa tvorba tvrdých a krehkých štruktúr realizuje len úzkej oblasti, ktorá sa chová ako membrána ľahšie prispôsobiteľná deformačným procesom
  • v dôsledku vysokej rýchlosti ochladzovania zvaru môže vznikať martenzit, veľká rýchlosť ohrevu na austenitizačnú teplotu neumožní dokonalé rozpustenie uhlíka v austenite, v dôsledku čoho aj následne vzniknutý martenzit je nízkouhlíkový a z hľadiska plastických vlastností spoja priaznivejší.
    pri zváraní vytvrditeľných zliatin, ako je dural, sa len minimálne degraduje pevnosť spoja.

Nevýhody

  • potreba vákuovej komory, ktorá rozmerovo obmedzuje veľkosť zváraných súčastí
  • možnosť vzniku silne radiálne orientovanej štruktúry zvarového kovu s možnosťou segregácie nečistôt a vylučovania precipitátov na hraniciach zŕn, čo môže spôsobiť praskavosť za tepla aj za studena.

Príklady použitia:

Využitie je prakticky vo všetkých výrobných odvetviach, predsa najvýznamnejšie sú tie, kde sa iné zváracie metódy najmenej uplatnia, vzhľadom na zvláštne požiadavky na zvary.

Letecký a raketový priemysel:

Zváranie špeciálnych žiarupevných materiálov pri výrobe turbín a rozvádzacích lopatiek prúdových motorov, bezdeformačné zváranie ozubených kolies, segmentov vencov statorov. Technológia je využívaná pri renovácii rotorov turbín, oprave únavových trhlín častí prúdových motorov. Vysokopevnostné zváranie podvozkov a častí drakov z hliníkových zliatin.

Klasická a jadrová energetika:

Zváranie absorpčných puzdier vyhoreného jadrového paliva, zváranie pohonových častí palivových článkov, prírub, čidiel ako aj kontajnerov rádioaktívnych odpadov. Zváranie zirkónových puzdier jadrového paliva. Zváranie telies energetických komplexov, parogenerátorov, rozvádzacích lopatiek vodných turbín.

Automobilový priemysel:

Zváranie hliníka a hliníkových zliatin (aj tlakovo liatych) ako výmenníky tepla, časti karosérií, prístrihov rovnakej aj nerovnakej hrúbky, zapaľovacích sviečok a pod. Zváranie špeciálnych zliatin rotorov turbokompresorov, obežných kolies turbokompresorov, prevodoviek a podobne. Zváranie rôznorodých materiálov ako oceľ, hliník a podobne.

Elektrotechnický priemysel:

Zváranie vinutí motorov, statorových zväzkov, krytov lineárnych motorov, zváranie vinutí a prívodov, bimetalov a podobne.
Vákuová technika: Zváranie armatúr a potrubí, zváranie častí vákuových čerpacích systémov, prírub, tesnení a podobne.



Počet komentárov: 2 k téme “7. Zváranie elektrickým oblúkom – podstata procesu”

  1. Strojárska technológia » Témy | zlievarenstvo, obrábanie, tvárnenie, tepelné spracovanie povrchov, povrchové úpravy povlakovaním, montáž:

    [...] Zváranie elektrickým oblúkom – podstata procesu [...]

  2. Peter Murko:

    Podorobnosti pri zvarani TIG technikou by ma zaujimali a vyuzitie najvasie v praxi, na co sa najviac Hodi pri Nereze zabradli potrubi?? ci potravinarsky

Nechaj komentár

  • [ Vyhľadaj ]



  • [ Zaujímavé linky ]

    • 1. Projektovanie výroby projektovanie – realizácia – prevádzka výrobných systémov, projektová činnosť, analýza – štruktúra – rozvoj výroby
    • 2. Kvalita produkcie Kvalita – splnenie požiadaviek zákazníka… spokojný zákazník, systém manažérstva kvality, zlepšovanie kvality, nástroje kvality


    Share your story & Inspire Others. $9.99 .org from GoDaddy.com!