Glavni postupci zavarivanja

Objavljeno
Glavni postupci zavarivanja

Zavarivanje REL postupkom

Ručno elektrolučno zavarivanje (kratica: REL), točnije izraženo ručno elektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom (engl. Manual Metal Arc Welding – MMA) ili elektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom (engl. Shielded Metal Arc Welding – SMAW) je postupak koji se najviše koristi. Električna struja se koristi da pokrene električni luk, između osnovnog materijala i potrošnih elektroda, čija obloga stvara zaštitu zavara od oksidacije i zagađivanja stvaranjem ugljikovog dioksida (CO2). Elektroda služi i kao dodatni materijal za stvaranje zavara. Postupak je vrlo raznovrstan i može se obaviti s relativno jeftinom opremom, tako da se koristi u radionicama i na otvorenim gradilištima. Zavarivač može postati dovoljno iskusan i sa skromnijom obukom, a vješt majstor postaje sa iskustvom. Vrijeme zavarivanja je relativno sporo, budući da se elektrode moraju često zamjenjivati i troska se mora čistiti nakon svakog zavara. Taj postupak je uglavnom ograničen na čelične proizvode, iako specijalne elektrode postoje i za lijevano željezo, nikal, aluminij, bakar i ostale metale.

 

Ručno elektrolučno zavarivanje se obavlja uglavnom na zraku. Zaštitu električnog luka i taline zavara od okolnog zraka obavljaju uglavnom plinovi i troska, koji nastaju pri taljenju i kemijskim reakcijama mineralne obloge potrošne elektrode. Obloga ima još i druge zadaće: stabilizaciju električnog luka, legiranje, dezoksidaciju i rafinaciju (smanjenje količine sumpora i fosfora) taline zavara. Prema namjeni razlikuju se elektrode za zavarivanje, za navarivanje, za žlijebljenje i za rezanje. U vezi s tehnološkim osobinama, razlikuju se elektrode s dubokim provarom, za posebne radne zahtjeve (za zavarivanje u okomitom položaju, iznad glave, zavarivanje korijena zavarenog spoja), elektrode s velikim rastalnim učinkom (s korisnošću do 200% i više).

 

Ručno elektrolučno zavarivanje kao postupak ima široke mogućnosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog (popravak) zavarivanja većine metalnih materijala. Ipak zbog ekonomičnosti (male brzine zavarivanja i približno 1,5 do 2 kilograma položenog materijala na sat) se primjenjuje za izvođenje kraćih zavara, obično debljine ne iznad 20 mm sučeonih zavarenih spojeva, te kraćih kutnih spojeva manje debljine zavara (gdje se obično ne traži pojačana penetracija u korijenu zavara).

 

Osim postupka ručnog elektrolučnog zavarivanja obloženom elektrodom, postoje još postupci ručnog elektrolučnog zavarivanja taljivom žicom u zaštiti inertnog plinom (engl. Gas Metal Arc Welding – GMAW) ili ručnog zavarivanja MIG postupkom, ručno elektrolučno zavarivanje taljivom žicom pod zaštitnim praškom (engl. Flux-Cored Arc Welding – FCAW) ili ručnog zavarivanja pod praškom, ručno elektrolučno zavarivanje taljivom žicom u zaštiti aktivnog plina ili ručnog zavarivanja MAG postupkom i ručno elektrolučno zavarivanje netaljivom elektrodom u zaštiti inertnog plinom (engl. Gas Tungsten Arc Welding – GTAW) ili ručnog zavarivanja TIG postupkom.

 

Zavarivanje MAG postupkom

 

Zavarivanje MAG postupkom (engl. Metal Active Gas) je vrsta elektrolučnog zavarivanja taljenjem u aktivnom zaštitnom plinu (obično ugljikov dioksid CO2) ili u plinskoj smjesi (argon + ugljikov dioksid, argon + ugljikov dioksid + kisik) taljivom elektrodom u obliku gole žice, slično zavarivanju MIG postupkom. Ovaj postupak zavarivanja izvodi se u svim položajima. Zavarivanje kratkim električnim lukom (engl. short arc) daje najmanji unos energije u zavareni spoj, tako da je postupak pogodan za zavarivanje tankih limova. Kada je poželjan lijep izgled zavara, a istodobno i dobra zavarljivost, zavarivanje MAG postupkom se izvodi u plinskoj smjesi s približno 80% argona i 20% CO2. Impulsno zavarivanje se izvodi u svim položajima bez raspskavanja kapljica.

 

Zavarivanje MAG postupkom ima široke mogućnosti primjene: kod proizvodnih zavarivanja, navarivanja i reparaturnog zavarivanja većine metalnih materijala. Ima prednost pred ručnim elektrolučnim zavarivanjem (REL) sa stajališta ekonomičnosti (više kilograma položenog materijala na sat, veća intermitencija pogona – nema zastoja za izmjenu elektroda kao kod REL postupka, manje čišćenje zavara). Primjenjuje se za zavarivanje limova i cijevi debljine od 1 mm obično do debljine 20 mm (u nekim slučajevima i daleko iznad tih debljina, kada je ekonomski i tehnološki opravdana primjena MAG postupka. Kod većih debljina osnovnog materijala i veće duljine zavararenih spojeva ekonomičnije je koristiti zavarivanje pod praškom (EPP) ili zavarivanje pod troskom – EPT (samostalno ili u kombinaciji sa MAG ili REL postupkom, napr. za provarivanje korijena).

 

MAG postupak je izvorno poluautomatski postupak, ali se vrlo često koristi kao automatski i robotizirani postupak zavarivanja. Značajan je udio robota za MAG zavarivanje u automobilskoj industriji. Postoji moderna varijanta MAG postupka tzv. TIME postupak gdje su vrijednosti napona, struje i brzine zavarivanja (ali i promjera žice za zavarivanje) značajno veće u odnosu na klasični MAG. Tako su napr. za žicu promjera 2,5 mm registrirane srednje vrijednosti parametara zavarivanja: U = 40 V, I = 420 A.

 

Tig zavarivanje

Zavarivanje TIG postupkom (engl. Tungsten Inert Gas) ili elektrolučno zavarivanje netaljivom elektrodom u zaštiti inertnog plina (engl. Gas Tungsten Arc Welding – GTAW), je ručni postupak zavarivanja u neutralnom zaštitnom plinu ili neutralnoj smjesi plinova, koji koristi netaljivu volframovu elektrodu (ili volfram s dodacima, npr. torijevog oksida ili oksida drugih elemenata kao cirkonij, lantan, itrij) i posebno dodatni materijal. Svojstvo ovog postupka je stabilan električni luk i visoko kvalitetan zavar, ali zahtjeva izuzetne vještine zavarivača i relativno je spor. Iako se može koristiti za skoro sve vrste materijala, najčešće se koristi za zavarivanje nehrđajućih čelika i lakih metala (aluminijeve legure, titanijeve legure). Pogodan za zavarivanje tankih limova (do debljine 6 mm), a često se koristi kod proizvodnje bicikla, zrakoplova i brodova, te kod zavarivanja u prinudnim položajima. U pravilu se volframova elektroda priključuje na (-) pol izvora istosmjerne struje, zbog znatno manjeg trošenja volframove elektrode. Koristi se pulsirajuća struja zavarivanja.

Električni luk se uspostavlja pomoću visokofrekventnog generatora (VF generator), koji se uključuje samo u djeliću sekunde, neposredno pred zavarivanje. Nakon uspostavljanja električnog luka između netaljive volframove elektrode i radnog komada, tj. priključaka na polove električne struje (istosmjerne ili izmjenične), VG generator se isključuje, a postupak zavarivanja se odvija sa (ponekad i bez) dodavanja dodatnog materijala (žice) u električni luk. Nakon toga sljedi taljenje ivica žlijeba za zavarivanje (kod materijala manje debljine – I spoj), odnosno ravnomjerno ručno dodavanje žice za zavarivanje u električni luk, te taljenje žice i stvaranje zavarenog spoja (kod debljih materijala ili kod provarivanja korijena debelih materijala).

Prednosti zavarivanja TIG postupkom

Prednosti zavarivanja TIG postupkom su: kvaliteta zavarenog spoja je vrlo visoka (kako u pogledu broja grešaka u zavarenom spoju, tako i sa stajališta estetskog izgleda i mehaničkih svojstava zavara), pogodan je za reparaturna (popravak) zavarivanja, ima mogućnost zavarivanja u svim položajima zavarivanja, nema rasprskavanja kapljica.

 

Nedostaci su: viša cijena opreme za zavarivanje (uređaja za zavarivanje) u odnosu na zavarivanje MIG postupkom, kvaliteta zavara još uvijek ovisi o vještini zavarivača, nije pogodan za automatizaciju i robotizaciju, vrijeme za izobrazbu dobrog zavarivača je dugo, daleko manja učinkovitost u odnosu na zavarivanje MIG postupkom i zavarivanje plazmom, dolazi do jakog bljeskanja pri zavarivanju, otežan rad na otvorenom (vjetar!), pri zavarivanju se oslobađaju plinovi (potrebna dobra ventilacija prostora), dugotrajni rad može ostaviti štetne posljedice na zdravlju zavarivača (reuma, oštećenja dišnog sustava).