Tehnologija obrade i spajanja

1. godina obrazovanja

Instalater kućnih instalacija

Lekcija 8.1.

2.1.1. Plinsko zavarivanje

[ A ] Osnovne plinskog zavarivanja

Plinsko zavarivanje je postupak spajanja taljenjem, gdje se toplina potrebna za taljenje osnovnog materijala i dodatnog materijala (žice) dobije izgaranjem jednog od gorivih plinova u kisiku.

Najčešće se za izgaranje koristi acetilen, jer drugi plinovi ne razvijaju tako visoku temperaturu plamena.

Acetilen se jednostavno proizvodi i prilično je povoljan !

▶ Radno mjesto za plinsko zavarivanje:

Osobna zaštitna sredstva za plinsko zavarivanje

▶ Boce za acetilen C₂H₂

Na radnom mjestu boca uvijek mora stajati u okomitom položaju.
Boce se ne smiju nikada ostaviti izložene sunčevim zrakama ili drugim izvorima topline.
Potrošnja iz jedne boce acetilena ne smije biti veća od 1000 litara na sat, a sadržaj acetilena se ne smije potrošiti do kraja.
Boce treba čuvati od visokih i niskih temperatura

▶ Boca za Kisik (O₂)

Boce ne smiju biti izložene udarcima, jer to može izazvati eksploziju.
Boce ne smiju biti izložene suncu i drugim izvorima topline, kao ni niskim temperaturama.
Priključci na bocama se ne smiju podmazivati mastima, jer može doći do zapaljenja.
Boce moraju ostati okomito, oslonjene na svoje stope i osigurane od pada.

Transport boca izvodi se kolicima:

▶ Redukcijski ventil

Redukcijski ventil smanjuje visoki tlak iz boce, na potrebni radni tlak.
Redukcijski ventil ima dva manometra, jedan mjeri tlak u boci (3), a drugi mjeri radni tlak (9).
Radni tlak, jest tlak plina koji je dostatan za izvođenje operacije zavarivanja.
Jedan redukcijski ventil, označen plavom bojom, montira se na bocu s O₂, a ventil označen crvenom bojom montira se na bocu s C₂H₂.

▶ Gumene cijevi za dovođenje plina

Dužina crijeva ne smije biti manja od 3 – 5 metara, kako bi smo izbjegli savijanje (prežabljivanje).

Za acetilen se koriste crijeva crvene boje, a za kisik plave boje.

Crijeva ne smiju biti:

prežabljena,
pritisnuta,
nagažena kao ni
doći u dodir s zapaljivim materijalima,
odnosno doći u kontakt s iskrenjem i
odnosno doći u kontakt s zagrijanim predmetima.

▶ Plamenici

Plamenici mogu biti:

▶ Niskotlačni (za acetilen 1 - 3 kPa, i kisik 100 - 300 kPa)

▶ Visokotlačni (za acetilen 50 - 70 kPa i kisik 100 - 300 kPa)

▶ Postupak paljenja plamenika:

▶ Postupak gašenja plamenika:

1. Otvaramo ventil za kisik,

2. Otvaramo ventil za acetilen.

1. Zatvaramo ventil za acetilen,

2. Zatvaramo ventil za kisik.

▶ Odbojnici plamena - nepovratni ventili

Ako se za zavarivanje koriste plinovi iz čeličnih boca, na njima moraju biti postavljeni uređaji za zaštitu od povratnog udara plamena. Takvi uređaji mogu biti postavljeni i na plameniku, na priključnim mjestima gumenih cijevi.

Nepovratni ventili tipa R služe za zaštitu opreme i zavarivača od povratnog udara plamena prilikom ručnog autogenog zavarivanja i rezanja acetilenom, propan butanom i ostalim gorivim plinovima.

Ventili su označeni bojama: plava - kisik, bijela (crvena) - acetilen.

1.

▶ Plamen za zavarivanje

Plamen za zavarivanje regulira se na mlaznici, pri čemu se acetilen i kisik miješaju u određenom omjeru.

Paljenjem smjese acetilena i kisika, mogu se razviti tri vrste plamena: neutralni plamen, redukcijski plamen i oksidirajući plamen:

1. Neutralni plamen:

Nastaje pri odnosu acetilena i kisika u omjeru smjese acetilena i kisika 1:1.
jezgra plamena ima bijelu boju.
ovim plamenom se može zavarivati: mjed i sivi lijev.

Slika prikazuje neutralni plamen: a - jezgra plamena, b - plameni konus, c - plašt plamena, d - udaljenost predmeta, e - najviša temperatura

2. Redukcijski plamen:

Nastaje kada u gorivoj smjesi ima viška acetilena (ima tri jezgre).
Višak acetilena razbija jezgru i daje zelenkasto - žutu boju.
U ovom plamenu postoje čestice ugljika, koje imaju štetan utjecajna zavar - postaje tvrd.

3. Oksidirajući plamen:

Nastaje kada u gorivoj smjesi ima viška kisika.
Jezgra plamena postaje kraća i plavkaste boje.
U zavar ulazi prevelika količina kisika, i zavar postaje krhak.
Ovim plamenom možemo zavarivati mjed.

▶ Žica za zavarivanje i navarivanje

Žice za zavarivanje i navarivanje koriste se kao dodatni materijal pri zavarivanju i navarivanju.
Žice za zavarivanje i navarivanje moraju biti sličnih svojstava kao i materijal koji zavarujemo.
Npr. za zavarivanje konstrukcijskog čelika, koriste se i žice od konstrukcijskog čelika promjera od 1 - 8 mm i duljine do 500 mm.
Za zavarivanje limova debljine do 5 mm koriste se žice čiji je promjer jednak debljini lima.
Žice i šipke za zavarivanje čelika su zbog sprječavanja korozije zaštićene bakrenim prevlakama.
Za zavarivanje bakra koriste se žice koje imaju najmanje 98% Cu i od 0,5 - 1,5 % Sn (kositra) ili do 1,2 % Ag (srebra), a ostatak čine Ni (nikal), Si (silicij), P (fosfor) i drugi.
Za zavarivanje mjedi i bronce, koriste se žice i šipke od legura bakra i kositra.
Zavarivanje aluminijevih legura koriste se žice izrađene od aluminija i njegovih legura.

▶ Praškovi i paste za zavarivanje

Praškovi i paste imaju zadatak očistiti oksidni sloj sa površine koja se zavariva i spriječiti ponovnu oksidaciju za vrijeme zavarivanja.

Meki čelici i čelični ljevovi zavaruju se bez praška.
Specijalni čelici, lijevano željezo, bakar i njegove legure, aluminij i njegove legure zavaruju uz upotrebu praška i paste.

Izbor praška i paste za zavarivanje ovisi o vrsti materijala koji se zavaruje, a mogu se koristiti:

boraks,
vodeno staklo,
borna kiselina,
silicijev dioksid.

Paste se nanose četkom tako da se premažu bridovi pripremljenih utora i žica za zavarivanje.

2.

[ B ] Izvođenje plinskog zavarivanja

▶ Priprema spojeva

Zavareni šavovi trebaju izdržati ista naprezanja kao i ostali dijelovi zavarenog spoja. Dijelove za zavarivanje treba pripremiti i postaviti tako da između njih ostane razmak koji će ispuniti dodatni rastaljeni metal.

tanki limova do 1 mm debljine zavaruju se bez dodatnog materijala, a površine spoja se presavijaju.
limovi debljine do 5 mm obično se obrade samo pod pravim kutom.
deblji limovi, pored osnovnog čeonog razmaka, pripremaju se skidanjem bridova pod određenim kutom, s jedne strani ili s obje strane u obliku slova V, X ili U ...

▶ Izbor plamenika

Treba koristiti sapnicu plamenika koja može propustiti smjesu plinova koja je dovoljna da rastali osnovni materijal i dodatni materijal.

U odgovarajućim tablicama mogu se pronaći podatci o srednjim vrijednostima kapaciteta plamenika, ovisno o debljini predmeta koji zavarujemo.

▶ Izbor materijala za dodavanje

Za sve materijale koji se zavaruju na tržištu postoje, i trebaju se koristiti odgovarajući dodatni materijali (šipke i žice), čiji sastav odgovara sastavu i svojstvima materijala koji zavarujemo.

U tablicama se mogu naći i podatci o promjeru žice za dodavanje u ovisno o debljini predmeta koji se zavaruje.

▶ Priprema i provjera opreme

Prije zavarivanja, potrebno je:

Provjeriti da li u bocama ima dovoljno kisika i acetilena za predviđeni posao.
Provjeriti ispravnost rada osigurača povratnog plamena.
Provjeriti ispravnost elemenata instalacije (cijevi, ventile), kao da li je moguće nekontrolirano ispuštanje plina.
Provjeriti je li radno mjesto opremljeno svim potrebnim alatom i priborom, koji je potreban prije, tijekom i poslje zavarivanja (četke, stezači, kliješta ...).
Provjeriti opremljenost osobnim zaštitnim sredstvima (pregača, rukavice, maske, naočale).

▶ Vođenje plamenika i žice za dodavanje

Kvaliteta zavarenog spoja u velikoj mjeri ovisi od pravilnog vođenja plamenika i žice za dodavanje.
Treba nastojati da se plamenik vodi što mirnije i u što ravnomjernijem razmaku u odnosu na predmet, a njegovo pomjeranje treba vršiti neposredno pred postizanjem temperature taljenja.
Položaj plamenika u odnosu predmet zavisi od debljine samog predmeta, tako da predmet dobije što veću količinu topline.

▶ Zavarivanje ulijevo

Plamenik se povlači sa desno u lijevo (gledajući od strane zavarivača),
Žica za dodavanje vodi se uzduž osi zavara, ispred žiška.
Pri zavarivanju tankih limova sa prirubnim šavom ne koristi se žica za dodavanje kao dodatni materijal,
Vođenje žice i plamenika je pravocrtno, uzduž osi zavara, ili se plamenik može i naizmjenično pomjerati na jednu i drugu stranu izvan osi šava opisujući male lukove,
Zavarivanje ulijevo koristi se za zavarivanje čeličnih limova do 3 mm, kao i pri zavarivanju lako taljivih metala i njihovih legura, jer je kontakt zavara sa razvijenom toplinom plamenika relativno kratak, što je povoljnije za tanje limove, lako taljive metale i njihove legure.
Nedostatak ovog postupka je u tome što se rastaljeni zavar lako razvija po žlijebu i pri tome stvara takozvane hladne zavare.

▶ Zavarivanje udesno

Pri ovom zavarivanju plamenik se vodi slijeva udesno ispred žice za dodavanje (gledajući od strane zavarivača),
Vođenje plamenika je pravocrtno, dok se žica pomjera izvan osi šava, izvodeći kružno ili polukružno gibanje.
Plamen pri ovakvom zavarivanju obuhvaća cijelu rastaljenu masu, pa veća koncentracija topline omogućava zavarivanje većom brzinom, a duže vrijeme dodira zavara i plamena omogućava da se zavar poslije skrućivanja djelomično žari.
Zavarivanje udesno se koristi za zavarivanje limova debljine iznad 3 mm
Nedostatak zavarivanja udesno je što zahtjeva veće iskustvo zavarivača u pogledu uvježbanosti vođenja žice.