Témata
Reklama

Svařování konstrukcí v ochranných atmosférách.

Aplikace technologií svařování GMAW a FCAW s odtavující se elektrodou v ochranných atmosférách směsných plynů v provozních podmínkách velkých firem není jednoduchá a vyžaduje realizaci řady postupných, vzájemně navazujících kroků.

Tyto technologie na jedné straně umožňují výrazné zvýšení produktivity svařování, zkrácení doby realizace zakázky a snížení nákladů při výrobě ocelových konstrukcí, na straně druhé umožňují zajistit veškeré kvalitativní požadavky odběratele. Dosažení optimálního souladu mezi produktivitou, kvalitou a náklady při provozní aplikaci těchto moderních technologií svařování vyžaduje úzkou spolupráci všech subjektů vstupujících do tohoto procesu (obchodní oddělení, konstrukce příprava výroby, technologie a vlastní výroba). Na konkrétním příkladu a. s. Vítkovice, divize Těžké strojírenství, bychom rádi ukázali, že vzájemná spolupráce uživatele (Vítkovice) a dodavatele AGA (Linde) a věnovaný čas jsou rozhodujícími faktory, které znamenají úspěch při zavádění moderních technologií svařování v provozní praxi.
Reklama
Reklama
Reklama

Vítkovice, a. s., divize Těžké strojírenství

Vítkovice, a. s., divize Těžké strojírenství, produkuje vedle tradiční výroby světoznámých zalomených hřídelí také svařované ocelové konstrukce pro zakázky velkých investičních celků, např. otočný licí stojan pro plynulé lití ocelí, zařízení válcoven, pojízdný mísič na přepravu surového železa, převodové skříně velkých výkonů, zařízení pro povrchovou těžbu nebo komponenty pro kontejnerové lodě.
Od roku 1995 se v divizi Těžké strojírenství postupně přešlo z ručního obloukového svařování obalenou elektrodou na technologii svařování v ochranné atmosféře směsných plynů (GMAW). V současné době představuje využití této metody cca 98 % všech svářečských prací. Kromě této technologie se ještě využívá technologie svařování pod tavidlem. Od konce roku 2000 se začíná provozně využívat technologie svařování trubičkovým drátem.
Jakost svařovaných základních materiálů se převážně orientuje na tyto typy: dle EN 10027-1, S235J2G3, S355J2G3 nebo jejich ekvivalenty. Mezi legované materiály určené pro svařování řadíme 25CrMo4, 42CrMo4, 15313 a COR 13/4, u nichž jsou před zahájením výroby svařenců z uvedených jakostí vyhodnocovány mechanické hodnoty na kontrolních svarových spojích. Hlavními představiteli svarových spojů jsou spoje typu X, V, 1/2 V a K v tloušťkách od 20 do 150 mm. Používané přídavné materiály pro technologii GMAW jsou převážně typu SG 2 dle DIN 8559 s obchodním označením firmy ESAB Vamberk OK Autrod 12.50 a pro FCAW OK Tubrod 15.00 a Filarc 6125. Pracoviště jsou vybavena svařovacími stroji firmy ESAB typu LAW400WS a LAW410 s podavačem MEK 4S a dále stroji Transpuls synergic firmy Fronius.

Technologie GMAW a FCAW svařování

Technologie svařování v ochranných atmosférách jsou založeny na kontinuálním podávání a odtavování přídavného materiálu ve formě plného drátu (GMAW, metoda 135) nebo trubičkového drátu (FCAW, metoda 136). Použitý průměr přídavného materiálu, příslušné parametry a směsný plyn modifikují přenos materiálu elektrickým obloukem mezi odtavujícím se přídavným materiálem a tavnou lázní vznikajícího svarového kovu. V provozní praxi se nejčastěji využívá tzv. zkratový přenos materiálu, zejména pro kořenové vrstvy a nucené polohy svařování. Pro výplňové a krycí vrstvy v základních polohách se využívá bezzkratový, tzv. sprchový přenos materiálu obloukem.
V současnosti je technologie GMAW nejrozšířenější metodou a její prudký rozvoj v České republice byl nastartován začátkem 90. let s příchodem zahraničních plynařských firem na český trh (1991 - Linde, 1992 - AGA). Hlavními důvody její úspěšnosti je vyšší produktivita v porovnání s klasickými technologiemi, relativně snadné zvládnutí a využití při svařování většiny konstrukčních materiálů v širokém rozsahu tlouštěk a konfigurací svarových spojů, možnost robotizace a v neposlední řadě i jednodušší organizace skladování a výdeje přídavných materiálů. Vysoký odtavovací výkon spojený s optimální postupovou rychlostí svařování při použití směsných plynů zaručuje vysokou kvalitu svarových spojů.
Technologie svařování trubičkovým drátem FCAW ve směsném plynu je perspektivní technologií jak pro ruční poloautomatické svařování, tak pro robotizované svařování širokého spektra svařenců. Uživatelům přináší zvýšení produktivity při výborných operativních vlastnostech, vysokou kvalitu svarových spojů a snížení deformačních účinků. Jedinou nevýhodou je její vyšší cena. V současné době výrobci přídavných materiálů dodávají široký sortiment trubiček s rutilovou, bazickou a kovovou náplní.

Ochranný plyn a jeho volba

K nejdůležitějším požadavkům při svařování patří operativní vlastnosti používané kombinace přídavného materiálu a plynu ve všech polohách, optimální podmínky pro průvar a odplynění svarového kovu. Provozní praxe požaduje spolehlivé zapalování oblouku, stabilní přenos materiálu obloukem s minimálním rozstřikem, hladký povrch svarového kovu s minimem povrchové strusky, minimální převýšení a plynulý přechod do základního materiálu, širokou oblast optimálních parametrů svařování a požadované mechanické vlastnosti svarového spoje.
Požadovanými vlastnostmi disponují směsné plyny a zkušenosti z provozního nasazení v České republice i v zahraničí ukazují, že nejspolehlivějším a nejvíce používaným směsným plynem při GMAW svařování silnostěnných svařenců je směs na bázi 82 % argonu a 18 % CO2. Správně zvolený směsný plyn zlepší pracovní podmínky na pracovišti svářeče, neboť společně s optimálními parametry svařování stabilní přenos materiálu snižuje emisi kouřových zplodin. Řízená přísada aditiva kysličníku dusnatého (max. 0,03 %) redukuje množství ozonu v místě jeho maximálního vzniku, a snižuje tím zdravotní rizika. Směsné plyny řady Mison jsou vyráběny z vysoce kvalitních komponentů (argon 5.0 a CO2 3.0), což garantuje obsah vlhkosti výrazně pod 10 ppm.

Zavedení technologií GMAW a FCAW v provozní praxi

V rámci dlouhodobé systematické spolupráce firem Vítkovice, a.s. a AGA GAS, spol. s r.o. (nyní Linde Technoplyn a.s.) se vedle dodávek technických plynů firma AGA GAS orientovala na technicko-technologický servis, konkrétně na zavedení a provozní zvládnutí technologií svařování v ochranných atmosférách. Zavádění metody 135 nebylo bez problémů, a proto byla v letech 1996 - 2000 realizována ve spolupráci divize Těžká mechanika a AGA řada provozních instruktáží svářečů s cílem zvládnutí této metody svařování a dosažení co nejvyšší kvality svarových spojů.
V rámci prováděných experimentálních prací na zkušebních deskách byla věnována hlavní pozornost úpravě svarové hrany (úhel rozevření, velikost otupení, mezera v kořeni spoje), optimalizaci parametrů a podmínek svařování, způsobu provedení kořenové oblasti a výplně svarových spojů a vlivu směsných plynů Mison 18, 25 na provaření kořene. Zkušební spoje byly zkoušeny nedestruktivními metodami (UT, RTG), metalograficky a vyhodnocovány dle příslušných evropských norem. Dosažené poznatky byly okamžitě zavedeny ve výrobě vícevrstvých X, V, 1/2 V a K svarových spojů a můžeme je shrnout následovně: při sestavování těžkých svařenců je nutno dodržet optimální velikost kořenové mezery, která je významná z hlediska dosažení průvaru. Svarová hrana, kořenová mezera, úpravy kořenové oblasti po svaření musí zajistit dostatečnou přístupnost a manipulační prostor pro zajištění kvalitního průvaru v každé části svarového spoje. Dále je významný soulad parametrů svařování, dodržení navrženého a odzkoušeného schématu svarových housenek. V případě K spoje je nutné ve všech oblastech svaru věnovat maximální pozornost svislé svarové hraně, kde jsou vlivem nejvyššího odvodu tepla nejhorší podmínky pro závar.
V divizi Těžké strojírenství byl na základě provedených zkoušek zpracován interní dokument svarových hran, převážně pro velké tloušťky svařovaných materiálů. Konstrukce pak při navrhování a adaptaci zahraničních výkresů svařenců zohledňuje takto navržené svarové hrany v detailech svarových spojů.
V roce 1999 se praxí ověřenou formou spolupráce pracovníků Vítkovice, a. s., divize Těžké strojírenství, AGA GAS, ESAB, ESAB Vamberk a ČSÚ začala prosazovat technologie FCAW/136 a při její aplikaci na konkrétních zakázkách bylo dosaženo výborných výsledků.
Spolupráce s divizí Těžké strojírenství pokračuje i po fúzi firem Linde a AGA, které od 1. ledna 2001 na českém trhu působí společně pod názvem Linde Technoplyn, a. s.: od konce roku 2000 byly v provozních podmínkách divize Těžké strojírenství a Democentra společnosti Linde Technoplyn v Brně zkoušeny a prezentovány možnosti monitorování reálného průběhu svařování pomocí systému Linweld, který napomáhá příznivě ovlivnit kvalitu svarových spojů.
Zavedením moderních technologií GMAW a FCAW při využití univerzálního směsného plynu Mison 18 se zvýšila produktivita svařování při dosahování kvality, která je potvrzována nedestruktivními zkouškami podle evropských norem EN 12062 nebo amerického ASME Code, sekce VIII. Aby přitom v reálných provozních podmínkách výroby ocelových konstrukcí byly maximálně omezeny nepřípustné indikace zjištěné nedestruktivními kontrolami, je nutno přísně dodržovat ověřené technologické zásady při vlastním svařování, obzvláště u vícevrstvých svarových spojů prováděných v nucených polohách.
Reklama
Související články
Laserová technologie Platino pro každého

Nová verze fiber laseru Platino od italského výrobce Prima Power je jeden z nejúspěšnějších produktů z celého portfolia společnosti. 2D laser postavený na více než konsolidované platformě ze syntetického granitu má na kontě více než 2 000 instalací po celém světě. Stroj byl vybaven a aktualizován důležitými technologickými inovacemi, které přispívají k tomu, že je ještě rychlejší, spolehlivější a produktivnější.

Harmonizace ve svařování

Mezinárodní harmonizace norem a pravidel pro svařování je důležitá z mnoha důvodů. Primárním důvodem je skutečnost, že svařování je považováno za "zvláštní proces" (EN ISO 9001), při kterém nelze zcela zjistit jakost po skončení procesu inspekcí, ale jakost musí být sledována před i v průběhu celého procesu svařování.

Oscilující paprsek laseru pracuje přesněji

Univerzálním nástrojem naší doby je laser, kterým je možné bezdotykově opracovávat téměř všechny materiály. Ještě lépe a přesněji se podaří materiály řezat nebo gravírovat, když paprsek laseru kmitá.

Související články
Metody spojování využívající principy plastické deformace

Součástí automobilů je množství nejrůznějších dílů, k jejichž výrobě se používají různé technologické procesy a široké spektrum materiálů. Technologie jako svařování, lepení a mechanické spojování jsou obvykle používány ke spojování jednotlivých dílů během montáže automobilu. Ačkoliv je technologie svařování velmi rozšířená, může svou podstatou ovlivňovat celkovou kvalitu spojovaných částí, jejich přesnost a spolehlivost. Vynaložená energie a síla potřebná pro spojování je při použití lepení nebo mechanických spojů vždy nižší než při svařování. Přitom stále rostou požadavky na vyšší stupeň deformace, produktivitu práce a na nižší náklady spojovacích operací.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Řezání vysokým tlakem

Pro řezání drobných a kompletních tvarů kombinovaných (složených) materiálů nebo oceli používá řada podniků řezání vysokoenergetickým kapalinovým paprskem s abrazivem. Na trhu jsou nyní nabízeny tři rozdílné stroje, od základního modelu až po vysoce rychlostní variantu.

Aktuální možnosti v laserovém svařování

Laserové svařování lze v dnešní době považovat za velice moderní technologii. Vysoké svařovací rychlosti, štíhlý svar a z toho plynoucí výhody jsou pozitiva, která umožnila začlenění této metody do progresivních výrobních technologií. Tento článek si klade za cíl představit aktuální možnosti laserových svařovacích technologií.

Autogen, plazma či laser?

Ať ve strojírenském, elektrotechnickém, potravinářském, chemickém či důlním průmyslu, nebo ve stavebnictví, zemědělství a mimo jiné také při výrobě dekoračních předmětů, tam všude nacházejí uplatnění CNC stroje pro termické dělení materiálů.

Revoluce ve svařování laserem

Nejnovější technologie firmy Trumpf BrightLine Weld pro pevnolátkové lasery umožňuje svařování s nízkým rozstřikováním při rychlostech pohybu, které lze v dnešní době dosáhnout pouze pomocí CO2 laserů. BrightLine Weld umožňuje svary s částečným průvarem pro svařence s přenosem síly nebo svary s úplným průvarem pro svařování trubek a profilů. Tato technologie umožňuje výrazné zvýšení produktivity a energetické účinnosti. Vysoce kvalitní svarové švy se projevují vysokou mechanickou pevností vyrobených dílů. Minimalizované rozstřikování snižuje znečištění obrobku, upínacích zařízení a rovněž optiky. Výsledkem je zkrácení prostojů stroje, méně oprav dílů, vysoká životnost pracovní optiky a následkem toho podstatné snížení nákladů.

Nová generace polovodičových laserů s diamantovým sendvičem

Vědci z univerzity ve Stuttgartu ukázali cestu pro novou generaci polovodičových laserů. Tyto mají být zejména výkonnější a použitelné v nových oblastech. Lasery jsou založeny na diamantovém sendviči.

Trhací nýty pro vysoké zátěže

Strukturální trhací nýty jsou ideální alternativou ke svařování nebo šroubovému spojení. Bezpečně a rychle se instalují a nabízejí značné výhody z hlediska smyku, tahu a dynamického zatížení. Použití strukturálních trhacích nýtů M-Lok při montáži rámů strojů a strojních součástí umožnilo firmě Zahoransky zkrátit jejich výrobní časy.

Tvoříme historii vodního paprsku

Každá investice do podniká je spojena s velkým očekáváním. Jistou dávku důvěryhodnosti ve správnou investice může dávat také historie firmy i samotné technologie. Technologie řezání vysokotlakým vodním paprskem Flow slaví v tomto roce již 50 let, resp. 40 let v případě abrazivního vodního paprsku.

Vplyv ochrannej atmosféry pri zváraní hliníkových zliatin

Ľahké neželezné kovy ako hliník, horčík, titán a ich zliatiny, ktoré sú používané najmä v automobilovom, leteckom a kozmickom priemysle, musia spĺňať vysoké a často protichodné nároky ako je napríklad dostatočná pevnosť pri zachovaní vysokej ťažnosti alebo dobrá korózna odolnosť. Inak povedané, využívajú sa tam, kde ich náhrada dostupnejšími materiálmi nie je možná. Na zváranie materiálov z ľahkých neželezných kovov je potrebné použiť takú technológiu zvárania, ktorá bude ich vlastnosti degradovať čo najmenej. Celý rad štúdií a doterajších praktických skúseností ukazujú, že väčšina problémov vznikajúcich pri konvenčnom zváraní oblúkovými metódami môže byť potlačená použitím laserového lúča.

Inovovaná fiber laserová centra

Dnešní výrobci plechových dílů vyžadují vysoce flexibilní, efektivní a inteligentní řešení. Nové inovace ve výrobě vláknového laseru Prima Power byly navrženy a vyvinuty tak, aby splňovaly tato očekávání. Platino Fiber Evo je nejnovější verzí platformy Platino s více než 2 000 instalací po celém světě, vylepšenou o důležité technologické inovace.

Nové úkoly v technologii vodních paprsků

Jednou za dva roky pořádá Oddělení desintegrace materiálů Ústavu geoniky Akademie věd ČR konferenci o technologii vysokorychlostních vodních paprsků. Letos organizátoři pro své setkání vybrali nádherné a inspirativní prostředí Lednicko-Valtického areálu, zapsaného do seznamu světového a kulturního dědictví UNESCO. V pořadí již pátá konference této série přitáhla pozornost mnoha zahraničních a tuzemských odborníků.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit