Účelem je dosažení co nejlepších vlastností u svarového kovu i u vrstvy základního materiálu, u nichž došlo vlivem ohřevu k nežádoucím změnám struktury
Tepelné zpracování se používá pro:
Zmenšení zbytkových napětí
Zlepšení vlastností svařovaného spoje
- Struktura
- Mechanické vlastnosti
- Tvrdost
- Odolnost proti korozi
Snížení rizika vzniku trhlin
Snížení obsahu vodíku ve spoji
Zajištění rovnoměrné stability svařované konstrukce
Způsoby tepelného zpracování:
Relaxační žíhání pro snížení napětí
Žíhání na snížení vnitřních napětí
Normalizační žíhání
Žíhání s částečnou austenitizací
Popouštění
Žíhání na snížení obsahu vodíku
Mezioperační tepelné zpracování
Parametry tepelného zpracování jsou dány:
Pracovní teplotou
Výdrží na teplotě
Rychlostí ohřevu a ochlazování
Postup tepelného zpracování - zásady:
Konstrukce se zpracovává v celku, případně po částech nebo lokálně (u rozměrných konstrukcí, je-li ohřev celé konstrukce nepřípustný z technologických důvodu nebo při montážním svařování
Teplota se řídí:
- Chemickým složením a stavem svařovaných materiálů
- Chemickým složením svarového kovu
- Způsobem svařování
Vlastnosti svařovaného spoje musí splňovat po žíhání požadavky stanovené pro daný výrobek z hlediska jeho funkce
NESMÍ nastat nadměrná oxidace svařované konstrukce
Po tepelném zpracování NESMÍ dojít k deformaci konstrukce (nutnost použití výztuh, žeber, apod.)
Při výpočtu namáhání vlastní hmotnosti konstrukce NESMÍ dovolené napětí překročit 0,9Re materiálu konstrukce při teplotě žíhání
Při zpracování v peci NESMÍ být teplota pece vyšší než 400°C při vkládání konstrukce
Rozdíl teplot při ohřevu mezi místy vzdálenými 400 mm nemá být větší než 100°C (u lokálního ohřevu toto nelze dodržet)
O průběhu tepelného zpracování se musí vypracovat záznam
Účinek tepelného zpracování se ověřuje měřením tvrdosti
Před svařováním
Normalizační žíhání
Nelegované oceli, hlavně větších tlouštěk
Účelem je dosažení rovnoměrnější a jemnější struktury -> materiál má pak před svařováním rovnoměrněji rozložené mechanické vlastnosti v celém průřezu
Zušlechťování
Účelem je dosažení nejvýhodnějších plastických vlastností (tažnosti, houževnatosti) -> Svar lépe odolává pnutí
Žíhání na měkko
U ocelí, které již byli zakaleny
Odstraňují se nepříznivé účinky kalení
Předehřívání
Nejčastěji na 100 až 400 °C (výjimečně až na 700 °C)
Účelem je zmenšení teplotního spádu při svařování -> zamezení praskání svarů
Po svařování
Normalizační žíhání
Při teplotách 820 až 950 °C
Účelem je odstranění hrubého zrna ve svařovaném spoji a v přechodové oblasti (zjemnění struktury) a dosažení tažnosti a houževnatosti
Žíhání ke snížení vnitřního pnutí
Při teplotě 500 až 650°C u nelegovaných ocelí
Popouštění
U legovaných ocelí při teplotě 650 až 750°C
Účelem je odstranění vnitřního pnutí a současné změkčení svaru a přechodové oblasti, dosažení dobrých plastických vlastností
3.9.5.4 MECHANICKÉ ZPRACOVÁNÍ SVAROVÝCH SPOJŮ
Provádí se s cílem:
Zmenšení zbytkových napětí ve svařovaných spojích
Zlepšení rozměrové stability svařovaných konstrukcí
Mechanické zpracování jde použít, pokud má materiál svařované konstrukce dostatečnou schopnost plastické deformace
Pokud má být svařovaná konstrukce mechanicky zpracována -> S operací se musí uvažovat již při volbě materiálu a svařovací technologie
Přídavné svařovací materiály se volí takové, aby zajistily dostatečnou houževnatost spoje
Způsoby mechanického zpracování
Tlaková zkouška nádob a potrubí za tepla
Provádí se vodou nebo jinou kapalinou o teplotě maximálně 90°C
Tlak kapaliny se volí podle skutečné meze kluzu, aby dovolené napětí nepřesahovalo 0,9násobek meze kluzu
Při zkoušce je vhodné vykonat tři (minimálně dva) tlakové kmity s výdrží na tlaku 10 až 20 minut (podle tloušťky svaru)
Po zkoušce je nutno provést nedestruktivní kontrolu svarů v oblasti koncentrace napětí (hrdla, průchody, připojení přírub, atd.)
Statické přetěžování
Většinou namáhání na ohyb
Musí se použít minimálně tři střídavá zatížení z jedné a druhé strany
Po zkoušce se musí svary zkontrolovat nedestruktivní metodou
Vibrační zpracování
Podstata:Vybuzení kmitání ve svařované konstrukci v oblasti rezonančních frekvencí a výrazné zvýšení amplitudy kmitů
Metoda je vhodná pro svařované konstrukce jednoduchých tvarů s malou změnou tuhosti po délce a šířce
Po zkoušce se musí svary zkontrolovat nedestruktivními metodami
Použití:
- Zmenšení zbytkových napětí
- Zlepšení rozměrové stability svařované konstrukce
Zpracování výbuchem
Složí ke zmenšení tahových zbytkových napětí v celé tloušťce a na povrchu svaru působením tlakové vlny způsobené výbuchem
Po zkoušce: Musí se
- Povrch konstrukce očistit a neutralizovat od zplodin, způsobené hoření trhaviny, které by mohly způsobit korozi materiálu
- Provést vizuální kontrola konstrukce a vybraných míst na povrchové trhliny
Použití: Konstrukce s dlouhými svary s hladkým povrchem
Broušení
Nejčastější způsob zpracování
Pozornost se věnuje počátku a konci svaru a napojení housenek
Touto metodou se odstraňují chyby v kořeni svaru
Směr opracování musí být ve směru namáhání svařovaného spoje
Překování svarových vrstev
Cílem je zmenšení deformací a náchylnosti k praskání vícevrstvých spojů
Lze použít pouze tehdy, pokud to norma pro daný výrobek nezakazuje
Překování se provádí pod teplotou červeného čáru a nesmí se dělat při teplotách křehnutí svarového kovu
Stupeň překování se volí podle:
- Druhu oceli
- Celkové tloušťky svaru
- Polohy překované vrstvy
Překování na celém povrchu nebo na přechodu svaru a základního materiálu vytvoří místní tlaková napětí v důsledku toho se zmenšují povrchová tahová zbytková napětí
Pro překování se používají:
- Lehká ruční kladiva
- Speciální nástroje
Přetavení povrchu
Jedná se o přechod svaru do základního materiálu, tak aby se dosáhlo plynulého tvaru povrchu svaru s minimálním vrubovým účinkem
Přetavením se dosahuje příznivějšího rozdělení zbytkových napětí ve svarovém spoji (případně v místech s maximální koncentrací napětí)
Přetavením lze zvýšit mez únavy o 20 až 50%
Ostatní mechanické charakteristiky (včetně odolnosti proti křehkému porušení) se prakticky nemění
Použití:Pro
- Vysokonamáhané tupé svary umístěné kolmo na směr namáhání
- Spoje, vrubový účinek může ovlivnit únosnost a životnost svařované konstrukce
Zmenšení zbytkových napětí ve svařovaných spojích
Zlepšení rozměrové stability svařovaných konstrukcí
Mechanické zpracování jde použít, pokud má materiál svařované konstrukce dostatečnou schopnost plastické deformace
Pokud má být svařovaná konstrukce mechanicky zpracována -> S operací se musí uvažovat již při volbě materiálu a svařovací technologie
Přídavné svařovací materiály se volí takové, aby zajistily dostatečnou houževnatost spoje
Způsoby mechanického zpracování
Tlaková zkouška nádob a potrubí za tepla
Provádí se vodou nebo jinou kapalinou o teplotě maximálně 90°C
Tlak kapaliny se volí podle skutečné meze kluzu, aby dovolené napětí nepřesahovalo 0,9násobek meze kluzu
Při zkoušce je vhodné vykonat tři (minimálně dva) tlakové kmity s výdrží na tlaku 10 až 20 minut (podle tloušťky svaru)
Po zkoušce je nutno provést nedestruktivní kontrolu svarů v oblasti koncentrace napětí (hrdla, průchody, připojení přírub, atd.)
Statické přetěžování
Většinou namáhání na ohyb
Musí se použít minimálně tři střídavá zatížení z jedné a druhé strany
Po zkoušce se musí svary zkontrolovat nedestruktivní metodou
Vibrační zpracování
Podstata:Vybuzení kmitání ve svařované konstrukci v oblasti rezonančních frekvencí a výrazné zvýšení amplitudy kmitů
Metoda je vhodná pro svařované konstrukce jednoduchých tvarů s malou změnou tuhosti po délce a šířce
Po zkoušce se musí svary zkontrolovat nedestruktivními metodami
Použití:
- Zmenšení zbytkových napětí
- Zlepšení rozměrové stability svařované konstrukce
Zpracování výbuchem
Složí ke zmenšení tahových zbytkových napětí v celé tloušťce a na povrchu svaru působením tlakové vlny způsobené výbuchem
Po zkoušce: Musí se
- Povrch konstrukce očistit a neutralizovat od zplodin, způsobené hoření trhaviny, které by mohly způsobit korozi materiálu
- Provést vizuální kontrola konstrukce a vybraných míst na povrchové trhliny
Použití: Konstrukce s dlouhými svary s hladkým povrchem
Broušení
Nejčastější způsob zpracování
Pozornost se věnuje počátku a konci svaru a napojení housenek
Touto metodou se odstraňují chyby v kořeni svaru
Směr opracování musí být ve směru namáhání svařovaného spoje
Překování svarových vrstev
Cílem je zmenšení deformací a náchylnosti k praskání vícevrstvých spojů
Lze použít pouze tehdy, pokud to norma pro daný výrobek nezakazuje
Překování se provádí pod teplotou červeného čáru a nesmí se dělat při teplotách křehnutí svarového kovu
Stupeň překování se volí podle:
- Druhu oceli
- Celkové tloušťky svaru
- Polohy překované vrstvy
Překování na celém povrchu nebo na přechodu svaru a základního materiálu vytvoří místní tlaková napětí v důsledku toho se zmenšují povrchová tahová zbytková napětí
Pro překování se používají:
- Lehká ruční kladiva
- Speciální nástroje
Přetavení povrchu
Jedná se o přechod svaru do základního materiálu, tak aby se dosáhlo plynulého tvaru povrchu svaru s minimálním vrubovým účinkem
Přetavením se dosahuje příznivějšího rozdělení zbytkových napětí ve svarovém spoji (případně v místech s maximální koncentrací napětí)
Přetavením lze zvýšit mez únavy o 20 až 50%
Ostatní mechanické charakteristiky (včetně odolnosti proti křehkému porušení) se prakticky nemění
Použití:Pro
- Vysokonamáhané tupé svary umístěné kolmo na směr namáhání
- Spoje, vrubový účinek může ovlivnit únosnost a životnost svařované konstrukce
3.9.5.5 KONTROLA A ZKOUŠENÍ JAKOSTI SVAROVÝCH SPOJŮ
Na svarech mnohdy záleží lidské životy!
Zkoušky a kontroly se provádí:
1.) Před svařování: Posouzení či kontrola
Návrhu a technických podkladů svařované konstrukce
Svařitelnosti základního materiálu
Volby přídavného materiálu elektrod
Přípravy svaru - úkosy, slícování
2.) Během svařování: Odborný dílenský dozor kontroluje
Dodržování předehřevu
Intenzitu proudu
Průměry elektrody
Namátkovou kontrolu svaru
3.) Po svařování:
Kontrola vzhledu a provedení svaru
Rozměry svarů
Zkoušky mechanických, metalografický, technologických vlastností
Kontrola svarových spojů
1.) Destruktivní zkoušky
Při zkoušce se svar poruší
Podle povahy svařované konstrukce se provádí zkoušky
Mechanických vlastností svarových spojů
Tahem
Lámavosti
Tvrdostí podle Brinella, Rockwella, Vickerese, včetně mikrotvrdosti podle Vickerse
Vrubové houževnatosti
Na únavu
Za snížených teplot tahem a vrubové houževnatosti
Meze pevnosti při tečení za vyšších teplot
Lomové houževnatosti
Technologické zkoušky
Odolnosti svarového kovu proti tvoření krystalických trhlin
Odolnosti svarových spojů proti tvoření trhlin za studena
Metalografické zkoušky
Na vyleštěném povrchu svaru pomocí metalografického mikroskopu za účelem zjišťování vad a posouzení makro/mikrostruktury svaru
2.) Nedestruktivní zkoušky
Bez porušení svarového spoje
Defektoskopické metody identifikující povrchové i vnitřní vady:
Elektromagnetická zkouška - Pro zjištění povrchových vad a vad těsně pod povrchem
Kapilární zkouška
Zkouška prozařováním - Používá se rentgenové nebo gama záření pro zjištění vnitřních vad svaru
Zkouška ultrazvukem - Zjišťují se vnitřní vady svaru
Akustické emise - Zjišťují se vnitřní vady svaru
Zkoušky a kontroly se provádí:
1.) Před svařování: Posouzení či kontrola
Návrhu a technických podkladů svařované konstrukce
Svařitelnosti základního materiálu
Volby přídavného materiálu elektrod
Přípravy svaru - úkosy, slícování
2.) Během svařování: Odborný dílenský dozor kontroluje
Dodržování předehřevu
Intenzitu proudu
Průměry elektrody
Namátkovou kontrolu svaru
3.) Po svařování:
Kontrola vzhledu a provedení svaru
Rozměry svarů
Zkoušky mechanických, metalografický, technologických vlastností
Kontrola svarových spojů
1.) Destruktivní zkoušky
Při zkoušce se svar poruší
Podle povahy svařované konstrukce se provádí zkoušky
Mechanických vlastností svarových spojů
Tahem
Lámavosti
Tvrdostí podle Brinella, Rockwella, Vickerese, včetně mikrotvrdosti podle Vickerse
Vrubové houževnatosti
Na únavu
Za snížených teplot tahem a vrubové houževnatosti
Meze pevnosti při tečení za vyšších teplot
Lomové houževnatosti
Technologické zkoušky
Odolnosti svarového kovu proti tvoření krystalických trhlin
Odolnosti svarových spojů proti tvoření trhlin za studena
Metalografické zkoušky
Na vyleštěném povrchu svaru pomocí metalografického mikroskopu za účelem zjišťování vad a posouzení makro/mikrostruktury svaru
2.) Nedestruktivní zkoušky
Bez porušení svarového spoje
Defektoskopické metody identifikující povrchové i vnitřní vady:
Elektromagnetická zkouška - Pro zjištění povrchových vad a vad těsně pod povrchem
Kapilární zkouška
Zkouška prozařováním - Používá se rentgenové nebo gama záření pro zjištění vnitřních vad svaru
Zkouška ultrazvukem - Zjišťují se vnitřní vady svaru
Akustické emise - Zjišťují se vnitřní vady svaru
3.9.5.6 TECHNOLOGIČNOST SVAŘOVANÝCH KONSTRUKCÍ
- Při volbě vhodného způsobu výroby svarků musíme vzít do úvahy:
Technologii výroby svarku
Podmínky svarku v provozu
Svařitelnost materiálu
Svařovací techniku a výrobní možnosti závodu
Úsporu na hmotnosti a hospodaření s materiálem
Zkrácení dodací lhůty
Výrobní cenu
Nahrazení odlitků svarky
Spojování velkých odlitků s výkovky svarky
Nahrazení výkovků dílčími výlisky a obrobky spojenými svarem
Nahrazení válcovaných profilů konstrukcemi z lehkých profilů nebo ohraňovaných plechů
Způsob kontroly svarků z hlediska jakosti svaru - Způsob výroby svarků má podstatný vliv na konstrukci, protože jejich tvar závisí:
Na tvaru a počtu dílů, ze kterých se svarek skládá
Na materiálu a na způsoby těchto částí - Napodobování a kopírování tvarů polotovarů (odlitky, výkovky) není vhodné -> Způsobuje:
Další deformace
Zmenšení pevnosti a tuhosti
Zvětšení hmotnosti
Zvětšení pracnosti a výrobních nákladů - Svařování musí být zdrojem technického pokroku, jakosti a hospodárnosti, nikoliv ve svaření všeho, co svařit lze -> Nejlepší svařování součást je ta, která má co nejméně svarů
- Při volbě mezi odlitkem a svarkem se musí vycházet z požadavků na:
Tuhost a pevnost
Optimální hmotnost
Odolnost proti opotřebení
Korozi
Tepelné účinky
Ekonomická hlediska
Musíme mít neustále na zřeteli:
Nutnost dodržení přibližně stejné tloušťky steny odlitků (a to i v částech méně namáhaných) vede ke značnému plýtvání materiálem
Šedá litina (v porovnání s ocelí) lepší
- Odolnost vůči opotřebení
- Odolnost vůči korozi
- Tlumení chvění
Šedá litina je nevhodná pro použití za vyšších teplot (při dlouhodobém ohřevu nad 360°C nemá po ochlazení původní rozměry)
Pnutí a deformace jsou u odlitků a svarů přibližně stejné
Při návrhu svarků musí být použito jiné koncepce než u odlitku:
- Maximálně využít tvářených polotovarů
- Spojit je co nejméně svary
Uzly (spojená místa) pro umístění ložisek je lepší odlévat, protože výroba svařováním je pracná a vznikaly by shluky svarů
- Z hlediska ekonomie, nejlépe vyhovuje řešení, které umožňuje výrobu s nejmenšími náklady (materiál, mzdy, režie), ale musí se přitom uvažovat:
- Náklady na zhotovení odlitku
- Počet vyráběných součástí
- Složitost a velikost součástí - Výroba menšího počtu odlitků se prodražuje stejně jako výroba většího počtu drobných a složitějších svarků -> Vzniká mnoho odpadu při přípravě jednotlivých částí svarků (hlavně, pokud není konstrukce technologicky řešená)
- Důvody pro nahrazení velkých odlitků a výkovků svařovaným spojem:
Možnost výroba na dosavadním zařízení
Snížení spotřeby legujících prvků (z kvalitnějších materiálů jen namáhané části, ostatní z levných materiálů )
Snížení pravděpodobnosti vzniku zmetků
Snížení výrobních nákladů - Nahrazení výkovků, dílčími výkovky, výlisky nebo obrobky spojenými svarem, je vhodné zejména u složitých součástí vyžadujících předkování a kování v postupných zápustkách -> Dbát na to:
Aby svar nebyl umístěn v místě vrubu
Svařované průřezy (svarové plochy) musí být tvarově i rozměrově shodné
Délka osazení musí být zakončena dostatečně velkým poloměrem - Bude-li se svarek po svaření ještě obrábět, musí být svary umístěny tak, aby se po obrobení nesnížila jejich pevnost
Velikost přídavků na obrábění v závislosti na stupni přesnosti svarků jsou uvedeny v normách - Ostré rohy žeber se musí před svařením odstranit -> Při svařování by se odtavili
- Náboje (zesílení stěn) pro ložiska se nemají přivažovat na vnější stranu svarku, ale mají procházet stěnou
3.10 POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ PÁJENÍM
Pájení je metalurgický proces, kterým vzniká nerozebíratelné spojení kovů stejného nebo rozdílného chemického složení, pomocí roztavené slitiny (pájky)
Pájené plochy nejsou natavené, ale smáčené roztavenou pájkou, která proniká do základního materiálu a většině případů nastává i difuze a rozpouštění stykové plochy základního materiálu v roztavené pájce
Teplota tání pájky je vždy nižší než teplota základního kovu
Pevnost pájeného spoje je dána pevností mezivrstvy (pájený kov - pájka - pájený kov) -> Čím tenčí je mezivrstva, tím větší je pevnost spoje
Vlastnosti pájky:
Dobrou
- Zatékavost/Zabíhavost - Schopnost vyplnit spáru mezi spojovanými materiály
- Smáčivost - Schopnost spojit se se základním materiálem při pracovní teplotě
- Vzlínavost - Schopnost vyplnit spáry působením kapilárních sil v negativním smyslu ke gravitaci
Vyhovující mechanické vlastnosti
Malý rozdíl elektrického potenciálu vůči základnímu materiálu
Nízká cena
Pájení se rozděluje podle teploty na:
Měkké pájení (do 500°C)
Tvrdé pájení (nad 500°C)
Vysokoteplotní pájení (nad 950°C)
Volba pájky závisí na:
Požadované pevnosti spoje
Tavící teplotě materiálů spojovaných součástí
Způsobu ohřevu
Použití:
Elektronika
Jemná mechanika
Strojírenství
Instalatérství
Konzervárenství
Zlatnictví
Výhody pájení
Mohou být spojovány všechny běžné kovy, rovněž sklo a keramika
Mohou být spojovány konstrukční součásti s velkými rozdíly síly stěn
Pájecí teploty jsou značně nižší než při svařování -> menší pnutí a napětí, které vznikají díky nestejným teplotám
Pájené spoje jsou:
Vodotěsné
Elektricky a tepelně vodivé
Nevýhody pájení
Při pájení na měkko je dosaženo malé pevnosti spojů
Pájené spoje jsou napadnutelné korozí (kvůli rozdílným materiálům pájky a základního materiálu - rozdíly potenciálů)
Z důvodu malých tolerancí na spáry MUSÍ být příprava obrobku přesná
Nutnost použití tavidla nebo ochranné atmosféry
Konstrukční zásady pájených spojů
Spoj má mít malou tloušťku spáry, optimální je 0,2 mm
Co největší styková plocha
Pro spoje s menší pevností a pro materiály, které nelze příliš zahřívat se použije měkká cínová pájka (do 500 °C)
Pro spoje s požadovanou pevností se volí tvrdé pájky mosazné, stříbrné nebo hliníkové s teplotou nad 500 °C
3.10.1 MĚKKÉ PÁJENÍ
- Spoje NESMÍ být vystavovány značnému namáhání
Pevnost v tahu: 80 MPa
Pevnost ve smyku: 40 MPa - Získávají se těsné spoje umožňující přenos proudu nebo vrstvou pájky se chrání materiál před korozí
- Používají se většinou přeplátované spoje
- Mezera mezi spojovanými součástmi musí mít charakter kapiláry a pájené plochy musí být kovově čisté
- Tavidlo se nanáší:
Nepřístupná místa: Před zajištění polohy pájených spojů
Přístupná místa: Po zajištění polohy pájených spojů - Pájka se umísťuje na materiál v místě spoje nebo na špičku hrotu pájedla
- Hrot se čistí: Od
Okují: Salmiakem a opilováním (s velkou opatrností) od zbytků
Zbytky pájky a tavidla: Omytím v rozpouštědle (benzínu, xylenu, toluenu, horké vodě) - Použití:Spojování
Měkkých i tvrdých ocelí
Pozinkovaných i pocínovaných ocelových plechů
Hliníku, slitin mědi - Při spojování plechů do tloušťky 2 mm se používá pájedla
- Pájka se ohřívá:
Elektricky
Plamenem
Benzínovou pájecí lampou při spojování hustších součástí
Měkké pájky
Slitiny z kovů:
Cín
Olovo
Antimon
Měď
Stříbro
Kadmium
Zinek
Příklady pájek:
Měkké pájky z olova a cínu
Použití: Klempířské a karosářské spoje
Měkké pájky z cínu a olova
Použití: Elektrické pájené spoje
Speciální měkké pájky
Použití:
Jemná mechanika
Chladírenství a tepelná technika
Měkké pájky pro hliníkové materiály
3.10.2 TVRDÉ PÁJENÍ
- Spoje jsou pevnější (v porovnání s měkkým pájením)
Pevnost v tahu: 400 MPa
Pevnost ve smyku: 300 MPa - Stykové plochy se musí před pájením očistit
- Tavidlo se nanáší na spojované plochy nebo je obsaženo ve směsi se zrnky pájky a pájka ve tvaru zrn, pásů, drátů, plíšků se vkládá k místu spoje
- Zdrojem tepla k dosažení pracovní teploty a požadované smáčivosti je:
Měkký neutrální plamen hořáku
Pec
Solná lázeň
Indukční cívky
Odporové svařovací kleště - V některých případech se spoj před vypadnutím pájky zajišťuje obalem (např. azbestu), který se omotá drátem
- Struska se odstraňuje:
Mechanicky
Chemicky - Použití: Kde je spoj namáhán na tah
- Pájí se:
Hliník a jeho slitiny
Ocel s jinými kovy
Tvrdé pájky
Slitiny z kovů:
Měď
Cín
Stříbro
Zinek
Kadmium
Fosfor
Příklady pájek:
Měděné pájky
Dává se jím přednost u materiálů z oceli a niklu a jejich slitin
Pracovní teplota se pohybuje mezi 710 až 1 100 °C
Pájky s obsahem stříbra do 20%
Dává se jím přednost u materiálů citlivých na teplo (např. u mědi)
Pracovní teplota se pohybuje mezi 710 až 860 °C
Pájky s minimálním obsahem stříbra 20%
Obsahují ještě zlato, kadmium, měď, zinek, cín, mangan, nikl
Přednostně užívány k pájení slinutých karbidů
Pracovní teploty: 610 až 960 °C
3.10.4 TAVIDLA
Jsou tuhé či kapalné chemické prostředky zlepšující smáčivost pájky a odstraňují chemické nečistoty (oxidaci) z pájeného spoje a následně zabraňují jejich následnému znečištění (oxidaci při zahřívání)
Pro nejvyšší účinnost se musí tavit při 200°C až 300° (teplota tání musí být nižší než teplota tání pájky)
Zbytky tavidel se musí odstraňovat, kvůli korozivním účinkům
Opláchnutím vodou
Moření v roztoku kyseliny chlorovodíkové a neutralizací čpavkovou vodou
Příklady tavidel
a) Pro měkké pájení
Vodní roztok chloridu zinečnatého
Amoniaková sůl
Salmiak
Kyselina chlorovodíková
Pájecí pasta
Olej, směs zinkochloridu a chloridu amonného s organickými tuky
Podmínečně korodující -> Zbytky se omývají ředidlem
Forma:
- Kapalina
- Pasta
Účinná teplota: 200 až 400°C
Kalafuna
Organická pryskyřice
Nekorodující -> Zbytky mohou zůstat na spoji
Účinná teplota: 200 až 400°C
Forma:
- Jádro v pájecím drátu
- Drát
Použití: Elektrotechnika, elektronika
b) Pro tvrdé pájení
Oceli a mědi - Zrnitá směs boraxu a kyseliny borité
Mosazí - Borax nebo jeho směs s chloridem a uhličitanem sodným
Pro nejvyšší účinnost se musí tavit při 200°C až 300° (teplota tání musí být nižší než teplota tání pájky)
Zbytky tavidel se musí odstraňovat, kvůli korozivním účinkům
Opláchnutím vodou
Moření v roztoku kyseliny chlorovodíkové a neutralizací čpavkovou vodou
Příklady tavidel
a) Pro měkké pájení
Vodní roztok chloridu zinečnatého
Amoniaková sůl
Salmiak
Kyselina chlorovodíková
Pájecí pasta
Olej, směs zinkochloridu a chloridu amonného s organickými tuky
Podmínečně korodující -> Zbytky se omývají ředidlem
Forma:
- Kapalina
- Pasta
Účinná teplota: 200 až 400°C
Kalafuna
Organická pryskyřice
Nekorodující -> Zbytky mohou zůstat na spoji
Účinná teplota: 200 až 400°C
Forma:
- Jádro v pájecím drátu
- Drát
Použití: Elektrotechnika, elektronika
b) Pro tvrdé pájení
Oceli a mědi - Zrnitá směs boraxu a kyseliny borité
Mosazí - Borax nebo jeho směs s chloridem a uhličitanem sodným
3.10.5 VYTVOŘENÍ PÁJENÉHO SPOJE
Příprava pájeného spoje
Pájka drží jen na kovově čistém povrchu
K čištění použijeme pilníků, škrabek, drátěných kartáčů
Zinkové plechy se čistí mořením (potření spoje zředěnou kyselinou solnou)
Na pevnost spoje má vliv co nejmenší spára mezi pájenými místy (čím menší spára, tím vyšší pevnost spoje)
Pájené spoje se k sobě přitisknou kleštěmi, ve svěráku, svěrkami, apod.
Natření spoje a nanesení pájky
Před nanesením pájky musí být součásti nahřáty na tavící teplotu pájky a na této teplotě udržovány po celou dobu pájení
Před pájením naneseme na pájený spoj tavidlo
Pájení
Po nanesení potřebného množství pájky dochází k zatékání roztavené pájky mezi spojené součásti -> je nasávána kapilárním účinkem
Ve stále ohřátých plochách dochází ke slévání kovů - na rozhraní mezi pájkou a součástí vniká materiál do pájky (difuze)
Kde není slévání možné vniká pájka mezi povrchové krystaly součástí (zahoření)
Očištění pájeného spoje
Po ukončení pájení je nutné povrch součástí očistit od zbytků tavidel či čistících prostředků (hlavně po pájecí vodě)
Předpoklady dobrého pájení
Plochy kovů, které mají být spojeny musí být zbavené nečistot a mít mezi sebou minimální spáru Pájeného místa se nedotýkáme ani prsty
Zahřívání podporuje tvorbu oxidů -> Tavidla mají vzniklé oxidy rozpouštět a zabraňovat tvorbě nových
Součásti a pájka musí mít při pájení požadovanou pracovní teplotu -> Je to nejnižší povrchová teplota obrobku v místě pájení, při které se pájka taví a může difundovat do základního materiálu
Účinná teplota tavidla a tavení pájky musí být spolu sladěny
Pájka drží jen na kovově čistém povrchu
K čištění použijeme pilníků, škrabek, drátěných kartáčů
Zinkové plechy se čistí mořením (potření spoje zředěnou kyselinou solnou)
Na pevnost spoje má vliv co nejmenší spára mezi pájenými místy (čím menší spára, tím vyšší pevnost spoje)
Pájené spoje se k sobě přitisknou kleštěmi, ve svěráku, svěrkami, apod.
Natření spoje a nanesení pájky
Před nanesením pájky musí být součásti nahřáty na tavící teplotu pájky a na této teplotě udržovány po celou dobu pájení
Před pájením naneseme na pájený spoj tavidlo
Pájení
Po nanesení potřebného množství pájky dochází k zatékání roztavené pájky mezi spojené součásti -> je nasávána kapilárním účinkem
Ve stále ohřátých plochách dochází ke slévání kovů - na rozhraní mezi pájkou a součástí vniká materiál do pájky (difuze)
Kde není slévání možné vniká pájka mezi povrchové krystaly součástí (zahoření)
Očištění pájeného spoje
Po ukončení pájení je nutné povrch součástí očistit od zbytků tavidel či čistících prostředků (hlavně po pájecí vodě)
Předpoklady dobrého pájení
Plochy kovů, které mají být spojeny musí být zbavené nečistot a mít mezi sebou minimální spáru Pájeného místa se nedotýkáme ani prsty
Zahřívání podporuje tvorbu oxidů -> Tavidla mají vzniklé oxidy rozpouštět a zabraňovat tvorbě nových
Součásti a pájka musí mít při pájení požadovanou pracovní teplotu -> Je to nejnižší povrchová teplota obrobku v místě pájení, při které se pájka taví a může difundovat do základního materiálu
Účinná teplota tavidla a tavení pájky musí být spolu sladěny
3.11 POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ LEPENÍM
Moderní způsob spojování spojování materiálů
Vytváří nerozebíratelný spoj s materiálovým stykem
Podstatou je adheze (přilnavost) lepidla k materiálu
Koheze je vnitřní soudržnost lepidla
Po dobu schnutí lepidla je někdy nutné stykové plochy zatížit
Lepit lze:
Dřevo
Plasty
Keramiku
Sklo
Kovy
Použití:
Kde nelze použít nýtování, svařování, pájení, spojení šrouby
Utěsňování (pěny, tmely)
Zajištění šroubových spojů
Opravy
Výhody lepených spojů
Lze spojovat materiály rozdílných vlastností
Lze spojovat velmi tenké materiály
Nezeslabují nosný průřez
Spojované součásti se nezahřívají -> nemění se struktura
Menší deformace
Odolávají povětrnostním vlivům
Dobrý vzhled
Lze dosáhnout úspory materiálu
Zaručují těsnost
Nevýhody lepených spojů
Menší pevnost spoje
Nesnáší vysoké teploty
U některých lepidel dlouhá doba tuhnutí
Někdy potřeba dalšího strojního zařízení - lisu
Konstrukční zásady lepených spojů
Spoj má mít malou tloušťku spáry (0,1 mm) -> větší tloušťka zmenšuje pevnost
Mají mít co největší stykovou plochu
Lepení kovů: Lepidla na bázi epoxidových a formaldehydových pryskyřic
Lepení nekovů: Lepidla na bázi syntetických kaučuků
Pevnost spoje závisí na:
Druh lepidla
Druh materiálu
Technologický postup
Vytváří nerozebíratelný spoj s materiálovým stykem
Podstatou je adheze (přilnavost) lepidla k materiálu
Koheze je vnitřní soudržnost lepidla
Po dobu schnutí lepidla je někdy nutné stykové plochy zatížit
Lepit lze:
Dřevo
Plasty
Keramiku
Sklo
Kovy
Použití:
Kde nelze použít nýtování, svařování, pájení, spojení šrouby
Utěsňování (pěny, tmely)
Zajištění šroubových spojů
Opravy
Výhody lepených spojů
Lze spojovat materiály rozdílných vlastností
Lze spojovat velmi tenké materiály
Nezeslabují nosný průřez
Spojované součásti se nezahřívají -> nemění se struktura
Menší deformace
Odolávají povětrnostním vlivům
Dobrý vzhled
Lze dosáhnout úspory materiálu
Zaručují těsnost
Nevýhody lepených spojů
Menší pevnost spoje
Nesnáší vysoké teploty
U některých lepidel dlouhá doba tuhnutí
Někdy potřeba dalšího strojního zařízení - lisu
Konstrukční zásady lepených spojů
Spoj má mít malou tloušťku spáry (0,1 mm) -> větší tloušťka zmenšuje pevnost
Mají mít co největší stykovou plochu
Lepení kovů: Lepidla na bázi epoxidových a formaldehydových pryskyřic
Lepení nekovů: Lepidla na bázi syntetických kaučuků
Pevnost spoje závisí na:
Druh lepidla
Druh materiálu
Technologický postup
3.11.1 LEPIDLA
Základní složkou lepidla jsou umělé epoxidové pryskyřice
Podle teploty tuhnutí dělíme lepidla
Při zvýšené (nad 20 °C)
Při vysoké (200 °C)
Při vysoké teplotě a za působení vnějšího tlaku
Podle chemického složení dělíme lepidla
Jednosložková lepidla - obsahují tvrdidla (látka umožňující a urychlující vytvrzení lepidla ve spoji)
Dvousložková lepidla - musí se smíchat s tvrdidlem
Zvláštnín druh - Vteřinová lepidla
Další rozdělení lepidel:
3.11.2 VYTVOŘENÍ LEPENÉHO SPOJE
Úprava lepených materiálů
Lepené plochy musí být pečlivě mechanicky a chemicky očištěny -> musí být zbaveny nečistoty, mastnoty, aby mohly molekuly lepidla přilnout k materiálu
Smirkováním, pískováním nebo mořením (odstranění starého nátěru) jsou povrchy dostatečně zdrsněny -> zvětšení kontaktních ploch
Po očistění musí být spojované plochy pečlivě osušeny
Postup při lepení
Lepený spoj vyžaduje pevné přilnutí spojovaných součástí
Lepidla a tužidla:
Musí být bezprostředně před nanesením smíchána ve správném poměru
Nanáší se: U
- Drsných povrchů: Oboustranně
- Hladkých povrchů: Jednostranně
Lepicí vrstva se má pohybovat mezi 25 až 100 mm
S oběma spojovanými součástmi se nesmí až do vytvrzení pohnout
U epoxidových pryskyřic není třeba větší tlak, stačí pouze dosedací (kontaktní) tlak
Nutnost sledovat způsob namáhání lepeného místa
Musí se zabránit namáhání tahem, protože by docházelo k nepříznivému namáhání spoje a pevnost lepidel v tahu není příliš velká
Velmi nepříznivé je namáhání odlupováním -> v lepicí vrstvě by docházelo k tahovým napětím
Nevadí namáhání:
Smykem
Smykem s kombinací tažnými, tlakovými nebo krutnými silami
Pevnost spoje je závislá:
Druh lepidla
Velikost přeplátovaných ploch
Síla vrstvy
Tepelná odolnost lepidla:
Fenolová pryskyřice:až 200 °C
Polyamidové pryskyřice:až 400 °C
Rozebírání lepených spojů
Je možno provádět:
A) Mechanicky: Pomocí
Adhezního nebo kohezního lomu
Stažením nebo odtržením
B) Zahřátím
80 až 250 °C podle druhu lepidla
Termoplastická: Rozpouštějí se
Reaktoplastická: Rozkládají se
Lepené plochy musí být pečlivě mechanicky a chemicky očištěny -> musí být zbaveny nečistoty, mastnoty, aby mohly molekuly lepidla přilnout k materiálu
Smirkováním, pískováním nebo mořením (odstranění starého nátěru) jsou povrchy dostatečně zdrsněny -> zvětšení kontaktních ploch
Po očistění musí být spojované plochy pečlivě osušeny
Postup při lepení
Lepený spoj vyžaduje pevné přilnutí spojovaných součástí
Lepidla a tužidla:
Musí být bezprostředně před nanesením smíchána ve správném poměru
Nanáší se: U
- Drsných povrchů: Oboustranně
- Hladkých povrchů: Jednostranně
Lepicí vrstva se má pohybovat mezi 25 až 100 mm
S oběma spojovanými součástmi se nesmí až do vytvrzení pohnout
U epoxidových pryskyřic není třeba větší tlak, stačí pouze dosedací (kontaktní) tlak
Nutnost sledovat způsob namáhání lepeného místa
Musí se zabránit namáhání tahem, protože by docházelo k nepříznivému namáhání spoje a pevnost lepidel v tahu není příliš velká
Velmi nepříznivé je namáhání odlupováním -> v lepicí vrstvě by docházelo k tahovým napětím
Nevadí namáhání:
Smykem
Smykem s kombinací tažnými, tlakovými nebo krutnými silami
Pevnost spoje je závislá:
Druh lepidla
Velikost přeplátovaných ploch
Síla vrstvy
Tepelná odolnost lepidla:
Fenolová pryskyřice:až 200 °C
Polyamidové pryskyřice:až 400 °C
Rozebírání lepených spojů
Je možno provádět:
A) Mechanicky: Pomocí
Adhezního nebo kohezního lomu
Stažením nebo odtržením
B) Zahřátím
80 až 250 °C podle druhu lepidla
Termoplastická: Rozpouštějí se
Reaktoplastická: Rozkládají se
3.12 POLOTOVARY VYRÁBĚNÉ ŽÁROVÝM DĚLENÍM MATERIÁLU
- Zkracuje se čas potřebný na výrobu a obrábění polotovaru.
- Metodou je nutno prosazovat i pro nahrazení zápustkového kování, umožnění výroby jednotlivých dílů svarků i možnosti výroby velkých polotovarů, které se do nedávna vyráběly volným kováním nebo odléváním.
3.11.3 TMELY A PĚNY
A) Tmely
Použití:
Utěsňování spár proti vnikání prachu, nečistot nebo unikání tekutin či plynů
Ochrana proti mechanickému poškození
Snížení hluku
Spojovací prostředek
Tmely rozdělujeme:
Vytvrditelné - Tvrdnou, ale zachovávají si určitou plasticitu - pružnost
Nevytvrditelné - Zůstávají stále pružné - nemohou zastávat funkci spojovacího prostředku
Jsou to látky na bázi epoxidů, polyakrylů, polyuretanů, silikonů
Hlavní požadavky:
Dobrá přilnavost a lepivost k porézním i neporézním povrchům
Spolehlivé utěsňování
Nehořlavost
Nevýbušnost
Odolnost i proti extrémním klimatickým podmínkám, vzniku plísní
Vhodnost pro vnitřní a vnější použití
Možnost je barvit
Snadná zpracovatelnost
Vlastnosti lze upravovat vhodnými plnidly (práškové kovy)
Vyrábí se v různých barvách a odstínech
Použití: na
Kovové konstrukce
Stavby lodí, letadel, akvárií (NUTNO použít takový tmel, který neškodí rybám), solárií, sanitární provozy
Vlhké a tepelně náročné provozy
Spáry na fasádách
Opravy trhlin
Utěsňování plastů
B) Pěny
Zvláštní druh tmelu
Jedná se o jedno a dvousložkové polyuretany, kde hnacím plynem je ekologický, bezfreonový aerosol, který neohrožuje životní prostředí
Použití:
Stavebnictví (při usazování oken, dveří, vyplňování dutin, tepelných izolací)
Pokládání podlahových krytin
Zpracovatelnost je snazší než u tmelů
Použití:
Utěsňování spár proti vnikání prachu, nečistot nebo unikání tekutin či plynů
Ochrana proti mechanickému poškození
Snížení hluku
Spojovací prostředek
Tmely rozdělujeme:
Vytvrditelné - Tvrdnou, ale zachovávají si určitou plasticitu - pružnost
Nevytvrditelné - Zůstávají stále pružné - nemohou zastávat funkci spojovacího prostředku
Jsou to látky na bázi epoxidů, polyakrylů, polyuretanů, silikonů
Hlavní požadavky:
Dobrá přilnavost a lepivost k porézním i neporézním povrchům
Spolehlivé utěsňování
Nehořlavost
Nevýbušnost
Odolnost i proti extrémním klimatickým podmínkám, vzniku plísní
Vhodnost pro vnitřní a vnější použití
Možnost je barvit
Snadná zpracovatelnost
Vlastnosti lze upravovat vhodnými plnidly (práškové kovy)
Vyrábí se v různých barvách a odstínech
Použití: na
Kovové konstrukce
Stavby lodí, letadel, akvárií (NUTNO použít takový tmel, který neškodí rybám), solárií, sanitární provozy
Vlhké a tepelně náročné provozy
Spáry na fasádách
Opravy trhlin
Utěsňování plastů
B) Pěny
Zvláštní druh tmelu
Jedná se o jedno a dvousložkové polyuretany, kde hnacím plynem je ekologický, bezfreonový aerosol, který neohrožuje životní prostředí
Použití:
Stavebnictví (při usazování oken, dveří, vyplňování dutin, tepelných izolací)
Pokládání podlahových krytin
Zpracovatelnost je snazší než u tmelů
3.12.1 PLAMENOVÉ ŘEZÁNÍ KYSLÍKEM
Plamenové řezání kyslíkem na vzduchu
Podstatou je ohřátí kovu na teplotu spalování a jeho spálení v proudu kyslíku
Spalováním se uvolňuje teplo, které předehřívá další místo řezu
K ohřátí kovu se nejčastěji používá kyslíko-acetylenový plamen
Začíná se používat methylacetylen-propadienový plyn (MAPP)
- Méně nebezpečný
- S kyslíkem dává plamen o teplotě 2 920°C
Řezací kyslík musí mít čistotu minimálně 98,5 %
Úspěšně lze řezat jen ty kovy a slitiny, které mají teplotu spalování nižší než teplotu tání (např. železo 1 050°C)
Aby vznikající oxidy (struska) byli snadno odstranitelné, musí mít také teplotu tání nižší než řezaný materiál (předpoklad je splněn u ocelí s malým obsahem uhlíku a vysokolegovaných ocelí)
Šedá litina a neželezné kovy se musí řezat zvláštními způsoby
Při ručním řezání se
Ruční řezání
Užívá se řezacích hořáků s oddělenými nebo centrálními hubicemi
Nevýhody:
Poměrně hrubý řez
Potřeba větších přídavků na dodatečné obrábění výpalků
Vyrábí se samostatné hořáky nebo nástavce k běžnému svařovacímu hořáku
Strojní řezání
Vhodné pro sériovou výrobu
Přesnější práce ->plocha řezu je hladší
Vyrábí se stabilní nebo přenosné stroje
Moderní stroje jsou programově řízené, popř. spojeny se zařízením pro čtení výkresů a konstrukcí optimálního řezacího plánu
Stejně jako při svařování probíhá teplotní a deformační cyklus
Na vznik trhlin má podstatný vliv rychlost ochlazování
Žíháním ke snížení vnitřního pnutí se vnitřní pnutí sníží a v okrajových oblastech se původní tlaková napětí změní na tahová
Pravidla při řezání plamenem
Plamenové řezání kyslíkem pod vodou
Princip je stejný, ale musí se upravit řezací hořák
Místo acetylénu (jako hořlavého plynu) se užívá vodík
Použití: Řezání plechů tlouštěk 10 až 40 mm (nad 40 mm je potřeba velká kvalifikace svářeče)
Řezání plechů menších tlouštěk než 10 není vhodné, protože vlivem okolního vodního prostředí se tenký plech rychle ochlazuje a obtížně se dosahuje potřebná teplota pro hoření kovu
Podstatou je ohřátí kovu na teplotu spalování a jeho spálení v proudu kyslíku
Spalováním se uvolňuje teplo, které předehřívá další místo řezu
K ohřátí kovu se nejčastěji používá kyslíko-acetylenový plamen
Začíná se používat methylacetylen-propadienový plyn (MAPP)
- Méně nebezpečný
- S kyslíkem dává plamen o teplotě 2 920°C
Řezací kyslík musí mít čistotu minimálně 98,5 %
Úspěšně lze řezat jen ty kovy a slitiny, které mají teplotu spalování nižší než teplotu tání (např. železo 1 050°C)
Aby vznikající oxidy (struska) byli snadno odstranitelné, musí mít také teplotu tání nižší než řezaný materiál (předpoklad je splněn u ocelí s malým obsahem uhlíku a vysokolegovaných ocelí)
Šedá litina a neželezné kovy se musí řezat zvláštními způsoby
Při ručním řezání se
Ruční řezání
Užívá se řezacích hořáků s oddělenými nebo centrálními hubicemi
Nevýhody:
Poměrně hrubý řez
Potřeba větších přídavků na dodatečné obrábění výpalků
Vyrábí se samostatné hořáky nebo nástavce k běžnému svařovacímu hořáku
Strojní řezání
Vhodné pro sériovou výrobu
Přesnější práce ->plocha řezu je hladší
Vyrábí se stabilní nebo přenosné stroje
Moderní stroje jsou programově řízené, popř. spojeny se zařízením pro čtení výkresů a konstrukcí optimálního řezacího plánu
Stejně jako při svařování probíhá teplotní a deformační cyklus
Na vznik trhlin má podstatný vliv rychlost ochlazování
Žíháním ke snížení vnitřního pnutí se vnitřní pnutí sníží a v okrajových oblastech se původní tlaková napětí změní na tahová
Pravidla při řezání plamenem
- Je nutné vybrat řezací hořák hodící se pro řezanou tloušťku materiálu
- Oblast použití, druh plynu a tlak kyslíku jsou zpravidla uvedeny na trysce
- DODRŽUJTE BEZPEČNOSTNÍ PŘEDPISY A POUŽÍVEJTE OCHRANNÉ POMŮCKY (svářečské boty, svářečská kukla, tmavé brýle, respirátory)
- Před řezáním očistěte místo řezu od okují a barvy pomocí drátěného kartáče
- Plyny suříkových, olověných, zinkových a kadmiových barev jsou JEDOVATÉ -> Pracoviště se MUSÍ ODVĚTRÁVAT nebo pracovat venku, v malých prostorách se MUSÍ použít respirátor !
- Místo řezu musí být vždy průchozí, aby řezací kyslíkové proudy mohly volně vystupovat
- Dávejte pozor na čistotu trysek -> čistěte je pomocí vhodných jehel -> nečisté trysky způsobují nepravidelné okraje řezu, protože proud kyslíku je odváděn mimo střed a kromě toho jsou příčinou zpětného šlehnutí plamene
Plamenové řezání kyslíkem pod vodou
Princip je stejný, ale musí se upravit řezací hořák
Místo acetylénu (jako hořlavého plynu) se užívá vodík
Použití: Řezání plechů tlouštěk 10 až 40 mm (nad 40 mm je potřeba velká kvalifikace svářeče)
Řezání plechů menších tlouštěk než 10 není vhodné, protože vlivem okolního vodního prostředí se tenký plech rychle ochlazuje a obtížně se dosahuje potřebná teplota pro hoření kovu
3.12.2 ŘEZÁNÍ ELEKTRICKÝM OBLOUKEM
Řezání elektrickým obloukem na vzduchu
Založeno na stejném principu jako běžné svařování elektrickým obloukem
Elektrický proud je asi o 30% vyšší
Svařovací zařízení je stejné
Řezné plochy však nebývají čisté, ani přesné -> Použití:
- Demontážní práce
- Dělení šedé litiny, neželezných kovů převážně na šrotištích
Pro zvýšení řezacího efektu se do duté ocelové elektrody přivádí kyslík
Řezání elektrickým obloukem pod vodou
Zdroj tepla je elektrický oblouk
Elektroda je trubičková (ocelová nebo keramická)
ocelová elektroda je obalená tavidlem a povrch je lakován (izolace)
Z důvodu bezpečnosti se začíná používat elektroda s epoxidovou obalovou vrstvou
Založeno na stejném principu jako běžné svařování elektrickým obloukem
Elektrický proud je asi o 30% vyšší
Svařovací zařízení je stejné
Řezné plochy však nebývají čisté, ani přesné -> Použití:
- Demontážní práce
- Dělení šedé litiny, neželezných kovů převážně na šrotištích
Pro zvýšení řezacího efektu se do duté ocelové elektrody přivádí kyslík
Řezání elektrickým obloukem pod vodou
Zdroj tepla je elektrický oblouk
Elektroda je trubičková (ocelová nebo keramická)
ocelová elektroda je obalená tavidlem a povrch je lakován (izolace)
Z důvodu bezpečnosti se začíná používat elektroda s epoxidovou obalovou vrstvou
3.12.3 ZVLÁŠTNÍ ZPŮSOBY ŘEZÁNÍ
Materiály, které nelze řezat kyslíkem se musí řezat mechanicky (pilou, frézováním, broušením, odvrtáním) nebo postupy uvedené níže
1.) Práškové řezání
Speciální železný prášek se přivádí do místa řezu
V proudu kyslíku rychle shoří -> uvolnění tepla ->i těžkotavitelné oxidy mohou samovolně vytékat z řezné spáry
Místo železného prášku lze použít i křemičitý (korundový) prášek , který má hustou strusku a musí se z řezné spáry odstraňovat mechanicky
2.) Řezání laserem
Laserový paprsek je fokusován do místa řezání (ohniska) o průměru (0,02 až 0,25 mm) a tam ohříván na příslušnou pracovní teplotu
Lze docílit řezy s paralelními řeznými plochami v poměru 1: 100 (poměr šířky spáry k tloušťce řezaného plechu) -> Docílení velké rozměrové a tvarové přesnosti a dobré jakosti řezných ploch (mnohdy odpadá obrábění)
Možnost řezání velmi tvrdých nebo velmi měkkých materiálů
Lze řezat i prostorové tvary (nemusí se vyrábět složitě tvarované střihací nástroje)
A) Řezání spalováním
Ohřev řezaného materiálu se uskutečňuje laserovým paprskem
Vlastní řezání je důsledkem reakce řezaného materiálu s kyslíkem přivedeného do místa řezu
B) Řezání protavováním
Roztavený materiál je vyfukován z řezné spáry neutrálním řezným plynem
U nekovových materiálů, které se snadno spalují (termoplasty, textil) se používá řezný plyn na bázi dusíku
Také se uplatňuje odpařování řezaného materiálu
3. Řezání plazmou
Má-li plazma vlivem většího tlaku a množství přiváděného plynu do hořáku větší výstupní rychlost -> větší dynamický účinek a dochází k řezání
Vysoká teplota plazmy umožňuje řezat prakticky všechny kovové materiály běžné i speciální
Především se používá na řezání a protavování kovů a slitin s vysokou teplotou tání
V porovnání s řezáním kyslíkem je výkon 3x až 5x násobný
V poslední době jsou řezací stroje vybavovány číslicovým řízením
Jednotlivé díly jsou navrhovány počítačovým programem CAD pro CNC systém, který ovládá plazmový hořák
Před každou naprogramovanou operací lze všechny vystřihované díly, pro jejich pozdější identifikaci popsat inkoustovou tryskovou tiskárnou řízenou rovněž CNC
Po úpravě hořáku lze použít i k práci pod vodou
4.) Řezání vodním paprskem
Jedná se o metodu přesného tvarového řezání s vysoce progresivní a ekologickou technologií
Princip: Vysokotlaké čerpadlo se speciálním zesilovačem tlaku (tzv. generátor vodního tlaku) dodává vysokotlakým potrubím vodu do řezací hlavy
Řezací hlava je opatřená tryskou, jejíž průměr díry je 0,1 až 0,4 mm a proudí z ní vodní paprsek pod tlakem 410 MPa výtokovou rychlostí větší než 1000 m/s
Hlavní přednosti
Tenký řez -> minimální odpad (výhodné u dělení drahých kovů)
Nevzniká oteplení v místě řezu -> žádné deformace či změny struktury vlivem tepla
Nevzniká prach či práškové plyny (jako při řezání plamenem)
Vhodný na řezání:
Azbestu
Překližky
Vlnité lepenky
Stavebního materiálu
Železobetonu
Textil
Pro zvýšení účinnosti řezání je ve speciálně upravené řezací hlavě přidáván k vodě brousicí (abrazivní) prostředek
5.) Drážkování kyslíkem
Princip je stejný jako při řezání kyslíkem ->Pouze tvar řezací hubice a směr kyslíkového proudu je jiný
Do materiálu se vypalují půlkruhové drážky, jejichž šířka závisí na velikosti použité řezací hubice a hloubka sklonu je max 30°
Proud kyslíku vyfukuje vznikající oxidy a další zplodiny hoření ze vznikající drážky
Nahrazuje některé metody mechanického opracovávání kovů (např. odstraňování nálitků a vad na odlitcích, čištění povrchů ingotů, úprava návarových ploch
1.) Práškové řezání
Speciální železný prášek se přivádí do místa řezu
V proudu kyslíku rychle shoří -> uvolnění tepla ->i těžkotavitelné oxidy mohou samovolně vytékat z řezné spáry
Místo železného prášku lze použít i křemičitý (korundový) prášek , který má hustou strusku a musí se z řezné spáry odstraňovat mechanicky
2.) Řezání laserem
Laserový paprsek je fokusován do místa řezání (ohniska) o průměru (0,02 až 0,25 mm) a tam ohříván na příslušnou pracovní teplotu
Lze docílit řezy s paralelními řeznými plochami v poměru 1: 100 (poměr šířky spáry k tloušťce řezaného plechu) -> Docílení velké rozměrové a tvarové přesnosti a dobré jakosti řezných ploch (mnohdy odpadá obrábění)
Možnost řezání velmi tvrdých nebo velmi měkkých materiálů
Lze řezat i prostorové tvary (nemusí se vyrábět složitě tvarované střihací nástroje)
A) Řezání spalováním
Ohřev řezaného materiálu se uskutečňuje laserovým paprskem
Vlastní řezání je důsledkem reakce řezaného materiálu s kyslíkem přivedeného do místa řezu
B) Řezání protavováním
Roztavený materiál je vyfukován z řezné spáry neutrálním řezným plynem
U nekovových materiálů, které se snadno spalují (termoplasty, textil) se používá řezný plyn na bázi dusíku
Také se uplatňuje odpařování řezaného materiálu
3. Řezání plazmou
Má-li plazma vlivem většího tlaku a množství přiváděného plynu do hořáku větší výstupní rychlost -> větší dynamický účinek a dochází k řezání
Vysoká teplota plazmy umožňuje řezat prakticky všechny kovové materiály běžné i speciální
Především se používá na řezání a protavování kovů a slitin s vysokou teplotou tání
V porovnání s řezáním kyslíkem je výkon 3x až 5x násobný
V poslední době jsou řezací stroje vybavovány číslicovým řízením
Jednotlivé díly jsou navrhovány počítačovým programem CAD pro CNC systém, který ovládá plazmový hořák
Před každou naprogramovanou operací lze všechny vystřihované díly, pro jejich pozdější identifikaci popsat inkoustovou tryskovou tiskárnou řízenou rovněž CNC
Po úpravě hořáku lze použít i k práci pod vodou
4.) Řezání vodním paprskem
Jedná se o metodu přesného tvarového řezání s vysoce progresivní a ekologickou technologií
Princip: Vysokotlaké čerpadlo se speciálním zesilovačem tlaku (tzv. generátor vodního tlaku) dodává vysokotlakým potrubím vodu do řezací hlavy
Řezací hlava je opatřená tryskou, jejíž průměr díry je 0,1 až 0,4 mm a proudí z ní vodní paprsek pod tlakem 410 MPa výtokovou rychlostí větší než 1000 m/s
Hlavní přednosti
Tenký řez -> minimální odpad (výhodné u dělení drahých kovů)
Nevzniká oteplení v místě řezu -> žádné deformace či změny struktury vlivem tepla
Nevzniká prach či práškové plyny (jako při řezání plamenem)
Vhodný na řezání:
Azbestu
Překližky
Vlnité lepenky
Stavebního materiálu
Železobetonu
Textil
Pro zvýšení účinnosti řezání je ve speciálně upravené řezací hlavě přidáván k vodě brousicí (abrazivní) prostředek
5.) Drážkování kyslíkem
Princip je stejný jako při řezání kyslíkem ->Pouze tvar řezací hubice a směr kyslíkového proudu je jiný
Do materiálu se vypalují půlkruhové drážky, jejichž šířka závisí na velikosti použité řezací hubice a hloubka sklonu je max 30°
Proud kyslíku vyfukuje vznikající oxidy a další zplodiny hoření ze vznikající drážky
Nahrazuje některé metody mechanického opracovávání kovů (např. odstraňování nálitků a vad na odlitcích, čištění povrchů ingotů, úprava návarových ploch
Přihlásit se k odběru:
Příspěvky (Atom)