Témata
Reklama

Svařování povrchově upravených plechů

Povrchové úpravy kovů se stále více dostávají do popředí oproti klasickému řešení, kdy se používají nátěrové hmoty. Velký rozmach byl zaznamenán i v ČR, o čemž svědčí i skutečnost, že od roku 1989 došlo ke zdvojnásobení počtu žárových zinkoven. Žárové zinkování je jen jednou z variant, jak zabezpečit dlouhodobou ochranu zejména proti atmosférické korozi.

Galvanické pokovování je možné provádět mnoha různými způsoby, které vedou například k vytvoření povrchu na bázi Zn, Al a podobně. V technické praxi a zejména v automobilovém průmyslu je nutno řešit problematiku svařování takto upravených obecně konstrukčních prvků. V automobilovém průmyslu jde o svařování součástí karoserií, ale existuje mnoho dalších podobných aplikací.
Reklama
Reklama
Reklama

Technologie GMA

Technologie svařování GMA je proces svařování tavící se elektrodou, kdy přídavným materiálem je svařovací drát na bázi Cu a jako ochranný plyn je použit argon s přídavkem kyslíku. Touto metodou je možno zajistit kvalitní spoj na plechu s povrchovou úpravou Zn nebo například i Al s tím, že není nutno použít další následnou operaci po svařování a korozní odolnost spoje je zajištěna. Protože použitá metoda je specifická a nejde o svařování v pravém slova smyslu (vzhledem k použitému přídavnému materiálu, který je v podstatě pájka), je použit název GMA, resp. GMA pájení. Název vyplývá z anglických slov Gasshielded Metall Arc.
Při svařování pozinkovaných plechů dochází k výskytu těchto problémů:
  • výskyt porozity;
  • zvýšený rozstřik;
  • nestabilní hoření elektrického oblouku;
  • riziko provaření základního materiálu (nejčastěji plechu);
  • velký objem kouřových zplodin během svařovacího procesu.
  • Pro připomenutí uvádíme, že teplota tavení Zn je 420 °C a teplota varu je 907 °C. Právě tyto vlastnosti jsou zdrojem problémů. Na druhé straně pozinkované konstrukce jsou populárním řešením zabezpečení proti atmosférické korozi. Podle některých pramenů je 40 % všech vyrobených ocelových plechů pozinkováno.

    GMA pájení

    Základním principem je, jak již bylo zmíněno, použití přídavného materiálu na bázi Cu, konkrétně jde o typ CuSi3, resp. OK Autrod 19.30. Jako ochranný plyn se používá směs M 13 dle EN 439, tj. Ar + 1 % O2.
    Při tomto procesu je hodnota vneseného tepla přibližně poloviční oproti běžné metodě svařování. Není zcela jednoduché nastavit správné parametry, ale výsledkem je spoj nepodléhající korozi. Pro každou konkrétní aplikaci je třeba doladit velice pečlivě parametry svařování, resp. GMA pájení.

    Požadavky na svařovací zdroj

    Pro výběr optimálního svařovacího zdroje je dobré zvážit konkrétní aplikaci. Výše uvedený používaný přídavný materiál má nižší teplotu tání než základní materiál. Při uvedeném procesu nedochází ke klasickému natavení základního materiálu. Jde o proces, který se více blíží pájení než svařování. Pro tento proces se doporučuje používat jako plyn čistý argon nebo argon s nízkým obsahem O2 nebo CO2.

    Který typ přenosu kovu je optimální?

    Zkratový a sprchový proces - v obou případech se pro udržení stability elektrického oblouku doporučuje co nejkratší svařovací oblouk. To zpětně vyžaduje vhodně zvolenou charakteristiku svařovacího zdroje včetně řízení.
    Pulzní proces - při svařování v ochranné atmosféře s převládajícím podílem argonu lze při vhodném poměru pulzního a základního proudu zajistit bezzkratový přenos přídavného materiálu. U zdrojů s precizním řízením svařovacího procesu lze tak zajistit bezrozstřikový proces. Požadavek na extrémně krátký oblouk bez zkratů lze zajistit vhodnou úrovní základního a svařovacího proudu včetně jejich časového průběhu.
    Další neméně důležitou podmínkou je precizní podávání přídavného materiálu. Vzhledem k jeho charakteru není žádoucí velký přítlak podávacího mechanismu. Z toho důvodu se jeví jako optimální čtyřkladkový podavač s kladkami opatřenými půlkruhovými drážkami. Dalším požadavkem je minimalizace otěru přídavného materiálu ve svařovacím bovdenu. Zde se osvědčil bovden z materiálu PTFE.
    Na závěr lze shrnout, že jako optimální zdroj pro technologii GMA pájení se jeví programovatelný pulzní invertorový zdroj s možností úpravy synergických režimů pro dané konkrétní aplikace. Z produkce společnosti ESAB lze doporučit například kombinaci zdroj AristoMig 320 + podavač AristoFeed 30 + svařovací hořák PSF s bovdenem PTFE.

    Porovnání metod MIG/MAG a GMA pájení

    Při posuzování této technologie se pochopitelně nabízí otázka porovnání GMA pájení s tradiční metodou svařování MIG/MAG. Z hlediska odolnosti svarového spoje vůči korozi je odpověď diskutována v předchozím textu. Zkoušky tahem, které byly provedeny na vybraných vzorcích prokázaly, že k porušení dochází mimo spoj. Podstatně větší plocha GMA pájeného spoje kompenzuje rozdíl mezi pevností základního a přídavného materiálu. Rozdíl mezi úrovní pevnosti spoje při použití diskutovaných technologií je patrný z grafu.

    Aplikace

    Samotný fakt, že asi 40 % vyrobených plechů je pozinkováno, svědčí o nutnosti v praxi řešit svařování těchto plechů, a to zejména takovým způsobem, který nevyžaduje žádné další následné operace po svařování. Většinou se používají různé formy retuší v podobě nástřiku barvy s obsahem čistého Zn (asi 90 %). Pomineme-li diskutabilní odolnost tohoto nástřiku ve srovnání s pozinkovaným plechem, je zde zcela evidentní nutnost dalších nákladů a času nutného na tuto další operaci.
    Bruno Schwarz, Ing. Aleš Plíhal,
    Zdeněk Šveidler, Ing. Jiří Martinec
    Veškeré obrázky, schémata, grafy a tabulky naleznete v tištěné podobě časopisu.
    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.

    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.

    Související články
    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.

    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Reklama
    Související články
    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.

    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.

    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.

    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.

    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