KURS průvarového bodového svařování elektrickým obloukem s obalenou elektrodou

1. KURSprůvarového bodového svařováníelektrickým obloukem s obalenou elektrodou D-E9

2. Princip průvarového bodového svařování obalenou elektrodou. Průvarová technologie umožňuje bodové spojení tenkých ocelových výrobků vzájemně nebo k libovolně tlustému ocelovému dílci z jedné strany v jednom cyklu. Svařovací proces probíhá ve třech fázích: Elektroda je mechanicky přitlačována ke svařovanému materiálu a po zapálení svařovacího oblouku, při nastaveném mechanickém posuvu elektrody pružinou, se do materiálu propálí díra. Zbylým posuvem elektrody a jejím postupným odtavováním, se zataví propálená díra. Povrchová část svaru se formuje délkou odtavení elektrody , která se předem nastaví referenčním (srovnávacím) napětím pro vypnutí svařovacího procesu komparátorem nebo napětím svařovacího zdroje.

3. Elektrody. • Pro průvarové bodové svařování se používají speciální elektrody a mezi ně patří elektrody E-R 921 vyráběné v průměru 2,5 a 2mm. Elektrody jsou tlustě obalené a mají charakter elektrod: • kontaktních,což umožňuje zapálení elektrického oblouku při doteku elektrody s materiálem prostřednictvím obalu po uhoření jejího ocelového jádra a tím také vytvořením „kráteru“. • hlubokozávarových,kde vlivem tlustého obalu se zvětšuje hloubka vypálené díry ve svařovaném materiálu a tím i tloušťka připojovaného dílce. • vysoce výtěžkových,kde při obsahu ocelového prášku v obalu elektrody se doplňuje vypálený svařovací kov.

4. Polarita elektrod. Pro svařování elektrodami E-R 921 je výhodnější při polaritě – elektroda na kladný pól. To platí u tlustě balných elektrod a hlavně pro svařování ve svislých polohách. Intenzita svařovacího proudu. Pro svařování elektrodami E-R 921 platí orientační vzorec pro nastavení intenzity svařovacího proudu:I2= 64 x d kde I2 je svařovací proud; d je průměr jádra elektrody; 64 je doporučená konstanta. Pro elektrodu ø2,5 je I2 = 160 A a ø2 je I2 = 128 A Intenzita svařovacího proudu má podstatný vliv na kvalitu a velikost průvaru. Při snižování intenzity svařovacího proudu se celkově zmenšuje velikost průvaru. S doporučenou konstantou intenzity svařovacího proudu je optimální velikost průvaru. Zvyšováním intenzity svařovacího proudu se snižuje hloubka průvaru a vznikají vady ve svaru.

5. Délka posuvu elektrody. Nastavení délky posuvu elektrody pružinou má vliv na hloubku průvaru. Minimální posuv elektrody (0mm) se používá při svařování plechu tloušťky 0,6mm. Maximální délka posuvu je závislá na schopnosti elektrody dostatečně zaplnit vypálený prostor (výtěžkový charakter). Při nadměrném posuvu elektrody dochází k vypálení velkého prostoru, který není dostatečně zatavený a uvnitř průvaru zůstávají dutiny. U elektrod E-R 921 je ověřen maximální posuv pro elektrodu: ø2mm – 10mm, s dosažením přivaření plechu tloušťky 2mm a kořenu průvaru po utržení ø4mm. ø2,5mm – 15mm, s dosažením přivaření plechu tloušťky 3mm a kořenu průvaru po utržení ø6mm.

6. Použitelné zdroje svařovacího proudu. Vhodnost zdroje svařovacího proudu ovlivňuje jeho statická charakteristika, čímž se rozumí závislost svařovacího napětí U2 (V) na intenzitě svařovacího proudu I2 (A). Zjednodušeně znázorněno: V ustáleném svařovacím procesu je u elektrod E-R921 svařovací napětí 36 V a svařovací proud u elektrod ø2,5 je 160 A, u ø2 je 128 A.

7. Průběh svařovacího procesu závisí na statické charakteristice zdroje. Při chodu naprázdno má zdroj maximální napětí U2 (V) a intenzita svařovacího proudu I2 (A) je nula. Při zapálení svařovacího oblouku dojde ke zkratu, kde proud je maximální a napětí je rovno nule. Ve velmi krátkém časovém intervalu dojde k relativnímu ustálení svařovacího procesu. Kvalita ustálení svařovacího procesu nebo jeho rozptyl (dynamická charakteristika), má rovněž vliv na kvalitu svaru. Statická charakteristika zdroje a její změna odporem vedení svařovacího proudu, má velký vliv na kvalitu průvarového svařování. Znázornění jejího vlivu: Strmá charakteristika má nižší výkon při propalovaní plechu a při prodlužování oblouku výkon roste. Vzniká plochý průvar s velkou „hlavou“. Polostrmá charakteristika udržuje rovnoměrný výkon svařovacího procesu podle typu zdroje a strmosti charakteristiky. Plochá charakteristika intenzivněji propaluje plech a s prodlužováním svařovacího oblouku se snižuje výkon. Průvar má menší roztavení jeho horní části.

8. Nastavení referenčního napětí. Pro průvarové bodové svařování je nejvýhodnější svařovací zdroj s plochou charakteristikou a možností regulace jeho napětí naprázdno U2 (V), které je nejméně 40 V a svařovací proud nejméně 200 A. Tomuto požadavku vyhovují svařovací zdroje pro metodu MIG-MAG, které mají také spínání svařovacího procesu. K jeho ukončení dojde automaticky při zvětšení napětí na oblouku, nad nastavenou hodnotu napětí naprázdno u svařovacího zdroje. Svařovací zdroje s charakteristikou strmou a polostrmou, musí být doplněny zařízením pro zapnutí svařovacího proudu a komparátorem, který zajistí jeho vypnutí při nastavené hodnotě referenčního napětí. Referenční napětí je srovnávací napětí s napětím na svařovacím oblouku, které roste s uhoříváním elektrody. Po dosažení jeho srovnatelných hodnot, dojde k vypnutí svařovacího procesu komparátorem. Velikost referenčního napětí se uvádí pouze v obecných hodnotách určených výrobcem průvarového zařízení, kde zpravidla se stanoví také maximální délka uhoření elektrody v ochranné hubici bodovací pistole. Délka uhoření větší než 10mm, nevyhovuje ani kvalitě svaru.

9. Průvarová bodovací pistole je přídavné zařízení ke zdroji svařovacího proudu. Do pistole se upevní elektroda a po nastavení všech potřebných parametrů se provádí svařování bez potřeby ochranných pomůcek proti ozáření elektrickým obloukem. Na průvarové pistoli se nastavuje pouze délka posuvu elektrody (maticí 6). Historie a vývoj průvarových zařízení je obsažen v samostatné části kursu. Koncovka k připojení na zdroj MIG-MAG

10. Kontrola a zkoušky Kontrola nastavení svařovacího proudu se neprovádí u zdrojů svařovacího proudu typu MIG-MAG. Uplatní se pouze při použití zdrojů s komparátorem. Na svařovacím zdroji se nastaví optimální hodnota proudu (160 nebo 128 A). Nastaví se referenční napětí na doporučenou hodnotu uhoření elektrody 10mm. Posuv elektrody se nastaví na maximum (15 nebo 10mm). Po odpálení hrotu nové elektrody a vytvoření kráteru v jejím obalu, se provedou nejméně tři průvary ve styku dvou desek 8mm tlustých (tupý svar), s rozdílem ±5 A od optimální hodnoty. Vzorek se zlomí, dle směru šipek a posoudí se kvalita průvaru, s určením nejvhodnějšího nastavení proudu. Pozor!!!!Změna svařovacího proudu se neprovádí při svařování různě tlustých materiálů.

11. Před započetím, případně i v průběhu svářečských prací nebo při každé změně druhu průvarového spoje, je nutno provést mechanickou zkoušku dílenskou metodou. Vzorek, který má shodné svařovací podmínky a rozměry tloušťky, jako prováděné průvarové spoje, se mechanicky utrhne dle schématu. Po utržení svaru se vizuálně vyhodnotí jeho kvalita, včetně průměru jádra svaru (min. 6 nebo 4mm, podle průměru elektrody).

12. Důležité zásady při svařováníprůvarovou bodovací technologií. • Svařovat se může jen ze strany tenkého plechu na tlustší. • Spodní plech má mít tloušťku nejméně 1mm. • Svařovat lze více plechů nad sebou, ale součet tlouštěk přivařovaných plechů nemůže překročit maximální tloušťku 3 nebo 2mm. • Špatně provedený průvar lze opravit opakovaným průvarem do téhož místa. • S výhodou lze svařovat plechy pozinkované. • Svařovat lze ve svislé poloze při nastavení minimální délky uhoření elektrody. (Nutno odzkoušet). • Svařovat lze díly opatřené nátěrem, ale svar se musí opakovat podruhé do téhož místa. Zaručí se tím jeho kvalita. • Je nutno zajistit vymezení mezer mezi svařovanými díly stlačením. • Zajistit řádné ukostření a kontakt elektrody s horním svařovaným dílcem.

13. Příklady průvarových spojů Při svařování tenkých pozinkovaných nebo lakovaných plechů, je vhodné používat krycí podložku kruhovou nebo čtvercovou z černého plechu. Pro dosažení vyšší únosnosti dvou tenkých plechů je možno použít krycí podložku z obou stran. Jiná možnost zlepšení průvaru u dvou tenkých plechů je použití měděné podložky, která se po svaření odstraní.

14. Při průvarech tupých stehů se může používat vodící lišta jako opěrka hubice. Pistolí lze také provádět průvary jako koutových stehů. Při svařování méně přístupných míst lze svařovat se sklonem elektrody.

15. Ochrana před ozářením svařovacím obloukem Při průvarovém svařování je svařovací oblouk elektrody chráněn měděnou hubicí svařovací pistole. Při svařování koutových spojů, trubek, ve sklonu apod. se doporučuje upravit tvar hubice tak, aby nedocházelo k ozáření obsluhy a okolí. Navrhování a výpočet průvarových spojů. Průvarové bodové svařování s použitím elektrod E-R 921 lze používat pro spojování dílů z konstrukční oceli třídy 10 a 11 se zaručenou svařitelností. Pro průvarové spoje ocelových plechů černých i pozinkovaných, tloušťky 1mm a více, k ocelové konstrukci z materiálu řady 37 při statickém zatížení, je zjištěna výpočtová pevnost pro namáhání ve střihu: Rs = 170 MPa . Únosnost průvarového spoje při namáhání střihem je: Ns = A x Rs , kde A = πd/4 a d je průměr jádra průvaru. Únosnost přivařovaných plechů při namáhání otlačením se nepočítá

16. Osnova školení D-E9 • Seznámení s ČSN 050630 – Bezpečnostní ustanovení pro svařování elektrickým obloukem • 8h • Teorie průvarového svařování elektrickým obloukem obalenou elektrodou • 4h • Praktická cvičení s průvarovou bodovací pistolí • 8h • Zkouška: test z ČSN 050630 • teoretická část • 3 ks praktických vzorků