MATURSKI RAD CO2 zavarivanj

Srednja kola elinac elinac

Maturski rad iz osnova preduzetni tva Gasno zavarivanje (CO2)

Mentor: , prof.elinac, maj 2011

U enik: Dragan Dragi

Gasno zavarivanje (CO2)

SADR AJStrana Uvod ................................ ................................ ................................ ................................ .... 3 1.Osnovni pojmovi o zavarivanju ................................ ................................ ..................... 4-5 2.Gasno zavarivanje................................ ................................ ................................ ............. 6 1.1.Vrste plamena ................................ ................................ ................................ .... 7-8 1.2. Komponente gasnog zavarivanja ................................ ................................ .......... 9 1.1.1. Acetilen ................................ ................................ ................................ ...... 9 1.1.2. Kiseonik ................................ ................................ ................................ ... 10 1.1.3. Redekcioni ventili ................................ ................................ ..................... 11 1.1.4. Sistemi za sprovo enje gasa................................ ................................ ...... 12 1.3. Dodatni materijal................................................................ ....................................13 1.4. Pripreme za zavarivanje................................ ................................ ..................... 13 1.5. Gorionici za zavarivanje ................................ ................................ .............. 13 -14

2. Zaklju ak ................................ ................................ ................................ ........................ 15 Literatura ................................ ................................ ................................ ............................ 16

3


UVODZavarivanje je spajanje dva ili vi e istorodnih metala topljenjem, sa ili bez dodavanja dodatnog materijala, na na in da se dobije homogen zavareni spoj (zavareni spoj bez gre aka sa zahtjevanim mehani kim i ostalim svojstvima). Navarivanje je nano enje dodatnog materijala po povr ini, topljenjem, radi pove anja volumena, ili radi za tite od korozije i habanja. lijeb je prostor izme u dijelova pripremljenih za zavarivanje. Zavar je o vrsnuti rastopljeni materijal nastao topljenjem osnovnog i dodatnog materijala u jednom prolazu. Zavarljivost je sposobnost metala da se mo e spajati zavarivanjem;y y y

Operativna zavarljivost mogu nost ostvarenja materijalnog kontinuiteta, Metalur ka zavarljivost dobijanje ava zahtijevanog kvaliteta, Konstruktivna zavarljivost sposobnost ava da se pod optere enjem pona a kao osnovni materijal,

TEHNOLIGIJA ZAVARIVANJA Zavarivanje je postupak ne razdvojnog spajanja metala, koji su omek ani ili istopljeni na mestu spajanja, uz primenu pritiska ili bez njega. Sa obzirom na izvor toplote moguce je izdvojiti cetiri osnovna postupka zavarivanja. gasno elektrolu no elektrootporno aluminotermisko

Pored navedenih, sve vi e se uvode i noviji postupci kao zavarivanje: pod troskom trenjem ultrazvukom difuzijom u vakumu elektronskim snopom u vakumu

Danas se ipak najvi e koristi postupci elektrolu nog i gasnog zavarivanja.3


1. Osnovni pojmovi u zavarivanjuZavarivanje je proces spajanja dva ili vi e metalna dela istog ili pribli no istog hemijskog sastava. Spajanjem se dobija nerazdvojiva veza. Zavarivanje se izvodi pod dejstvom toplote, uz dodavanje ili ponekad bez dodavanja dodatnog materijala i uz primenu pritiska ili bez njega Pri zavarivanju vr i se lokalno zagrevanje ivice metalnih delova koje treba spojiti (zavariti). Zavarivanje je proces izrade nerazdvojivog spoja uspostavljanjem me uatomskih veza izme u dijelova koji se zavaruju, pri kome se pojedina no ili kombinovano koristi toplotna i mehani ka energija, a po potrebi i dodatni materijal. Postupci zavarivanja, koji se naj e e koriste u praksi, zasnovani su na lokalnom zagrijevanju materijala iznad temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje o vr avanjem (npr. elektrolu no zavarivanje), ili na lokalnom zagrijevanju materijala do temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje uz dodatno djelovanje pritiska (npr. elektrootporno zavarivanje).

Slika osnovnih pojmova kod zavarivanja

Zavarivanjem je mogu e spajanje metala sa metalom, nemetala sa nemetalom i metala sa nemetalom, ali se u prakti nom smislu podrazumijeva spajanje metala sa metalom.4


av se obrezuje o vr avanjem me avine istopljenog osnovnog i dodatog materijala, a u nekim slu ajevima samo osnovnog materijala. Zonu uticaja toplote ine slojevi osnovnog materijala, naslonjenog na materijal ava u kome se usled toplote unete u procesu topljenja de avaju strukturne promene.

Osnovni elementi su eonog ava

Pre zavarivanja potrebno je ivice osnovnog materijala pripremiti u zavisnosti od debljine materijala. Ovom pripremom obrazuje se lijeb. Oblici dimenzije lebova propisani su standardima. leb se mo e ispuniti jednim prolazom ili pomocu vi e prolaza.

5


2. Gasno zavarivanjeGasno zavarivanje je postupak spajanja topljenjem osnovnog ili osnovnog i dodatnog materijala , a kasnije zajedni kim o vr avanjem ostvaruje se spoj. Gasno zavarivanje se naj e e koristi za spajanje tankih limova od nisko ugljeni nih cevi, profila, livenih gvo a, bakra i njegovih legura,aluminijuma i njegovih legura. Toplota potrebna za topljenje osnovnog i dodatnog materijala dobija se sagorijevanjem smese acetilena i kiseonika.

Osnovni polo aji pri zavarivanju: a horizontalan ili polo en; b horizontalno vertikalan; c vertikalan; d iznad glave; e kos. Po na inu ostvarivanja kontakta me u karbida i vode, postoje tri vrste razvija a , odnosno postupka za sabijanje acetilena: razvija i se padom vode na karbid, razvija i se padom karbida u vodu i kontaktni razvija i. Razvija i sa padom vode se,prvenstveno, koriste u manjim i srednjim radionicama. U ve im radionicama se uglavnom koriste razvija i sa dom karbida u vodi.

6


1.1. Vrste plamena

Pri gasnom zavarivanju koristi se plamen nastao sagorijevanjem sme e acetalina i kiseonika. Ovaj plamen za kratko vreme posti e visoku temperaturu od 3200oC. Na slici 5.22 prikazan je plamen sme e acetalina i kiseonika koji se sastoji iz: - jezgra plamena; omota a plamena. Jezgro plamena je najsvetliji deo plamena, oblika konusa u kojoj se odvia reakcija sagorijevanja. Du ina jezgra, kada je plamen dobro regulisan, iznosi oko 3 mm od 5 mm.Na kraju jezgra plamena posti e se temperatura od. Zona je deo plamena gde se sagorijevanje nastavlja uz utro ak kiseonika iz vazduha. Boja ove zone je plavi asta. Ova zona se koristi pri zavarivanju. Povr ine delova koje zavarujemo dr e se u zoni zavarivanja na 4 do 6 mm od jezgra plamena. Omota plamena ine kona ni proizvodi sagorijevanja. Boja ove zone je prljavobele. Du ove zone temperatura pada ispod 1200o, to je dovoljno da se obezbedi usporeno hla enje materijala ava ili predgrijavanje delova. U zavisnosti od odnosa kiseonika i acetalina, razliku ju se tri vrste plamena: neutralni, oksidiraju i, i redukuju i.

ematski izgled plamena

7


Neutralni plamen se dobija pri odnosu O2 : C2H2 = 1,1 - 1,2. Ovaj plamen se najvi e koristi pri zavarivanju, jer se dobija najbolji kvalitet zavarenog spoja. Oksiduju i plamen nastaje pri vi ku kiseonika u sme i. Ovaj tip karakteri e kratko jezgro plemena, plavi asta boja i u tanje. Vi ak kiseonika reaguje sa rastopljenim metalom, stvara okside koji u obliku uklju aka ostaju u materijalu ava i ine ga poraznim, sa znatno smanjenim mehani kim svojstvima. Redukuju i plamen nastaje pri vi ku acitelena u sme i. Ovaj plamen ima izdu en svetle i konus napravljenog oblika pri vrhu. Pri sagorijevanju pojavljuje se vi ak ugljenika koji prelaze u materijal ava pove avaju i sadr aj ugljenika u njemu, ime ga ini kritim. Vrsta plamena bira se prema vrsti osnovnog materijala koji se zavaruje. Pode avanje plamena vr i se pomo u ventila na gorijoniku. Prvo se malo otvori ventil za kiseonik, a zatim potpuni ventil za acetelin. Onda se postepeno pove ava protok kiseonika, sve dok se ne dobije eljezni plamen.

a) Oksidiraju i plamen

b) Neutralni plamen

c) Redukuju i plamen

8


1.2. Komponente gasnog zavarivanja 1.1.1. AcetilenAcetilen dobijen u razvija ima mo e razvoditi cevima do radnih mesta. U radionicama ili na otvorenom gradili tima koristi se acetelin iz eli nih boca, u kojima se nalazi pod pritiskom u koju se zatim uvodi acetelin.Ovako uskladi ten acetelin naziva se disugas. Zapremina boce je oko 40 litara, a mo e da primi 6m3 acetelina, pod pritiskom od 15 bara. Prednost ovakvog ovakvog na ina kori enja acetelina je smanjenja opasnosti od eksplozije i pove anja mogu nosti transporta.Radi bezbednosti, kao i da bi se izbeglo obrazovanje opasnih gasnih me avina, boca sa acetalinom obojena je belom bojo. Acetilen je otkriven 1836. od strane Edmunda Dejvija koji ga je okarakterisao kao "novo ugljenikovo jedinjenje vodonika". Ponovo je otkriven 1860. od strane francuskog hemi ara Marsolena Bertoloa koji mu je dao ime "acetilen". Nobelovac Gustaf Dalen je oslepljen u eksploziji acetilena. Materijali za industrijsko dobijanje acetilena su kalcijum-karbonat (kre njak) i ugalj. Kalcijum-karbonat se prvo prevede u kalcijum-oksid a ugalj u koks, pa naposletku se oni jedine da bi nagradili kalcijum-karbid i ugljen-monoksid: CaO + 3C CaC2 + CO

Kalcijum-karbid (ili kalcijum-acetilid) i voda se me aju razli itim metodama da bi nagradili acetilen i kalcijum-hidroksid. Ovu reakciju je otkrio Fridrih Veler 1862. godine. CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 + C2H2

Sinteza kalcijum-karbida zahteva jako visoke temperature, oko 2000 stepena Celezijusa, pa se reakcija odigrava u elektri nom kazanu. Ova reakcija je odigrala va nu ulogu u revoluciji kasnih 1800-tih godina oko masivnog hidroenergetskog projekta na Nijagarinim vodopadima. Reakcije * Iznad 400 C (673 K) po inje piroliza acetilena, to je podosta nisko za ugljovodonike. Glavni proizvodi su dimer vinil-acetilen (C4H4) i benzen. Na temperaturama iznad 900 C, (1173 K), glavni proizvod je a .9


1.1.2. KiseonikKiseonik (O2) se skladi ti i transportuje u eli nim bocama pod pritiskom od 150 bara. Zapremina boce je oko 40 litara i mo e da se uskladi ti oko 6,468 m2 kiseonika. Boca sa kiseonikom obele ena je plavom bojom. Od boca acetilen i kiseonik se odvode, prekoredukcionih ventila i gumenih creva (sistem za sprovo enje gasova) do gorionika. Redukcioni ventil Na boce sa acetilenom i kiseonikom postavljaju se redukcioni ventil ija je svrha da obezbedi izraz gasa iz boce do potro a a pod konstanim pritiskom, kao i da redukuje pritisak gasa u boci na radni pritisak. Kiseonik (O, latinski oxygenium) je nemetal iz VIA.[1] On je najrasprostranjeniji element na Zemlji - koli ina kiseonika u zemljinoj kori iznosi 45%. On tako e ini i 20,8% atmosfere zemlje. Osobine kiseonika Pod normalnim uslovima je u gasovitom agregatnom stanju. Neophodan za opstanak ivih bi a. Sna an oksidans. U te no stanje prelazi na -183C (1.013 bara) podr ava gorenje, bez boje, ukusa i mirisa. Kiseonik u istom obliku se javlja u vidu molekula O2 i njegove Alotropske modifikacije, ozona O3.[2] Primena * U procesima sagorevanja radi postizanja vi ih temperatura. * U metaloprera iva koj industriji i metalurgiji za se enje i zavarivanje, za intenziviranje tehnolo kih procesa. * U industriji nemetala za postizanje vi ih temperatura. Postupak sa gasom Upotreba kiseonika pod pritiskom i upotreba te nog kiseonika podle u posebnim propisima i merama za tite. Nije dozvoljen kontakt kiseonika sa organskim materijalima. Za te ni kiseonik se preporu uju austenitni elici, aluminijum i legure, bakar i legure. Dozvoljena upotreba fluornih polimera (teflon). Za gasoviti kiseonik je pod odre enim uslovima dozvoljena primena ugljeni nih lako legiranih elika i legura bakra i aluminijuma.

10


1.1.3. Redukcioni Ventil

Redukcioni ventil na boce sa acetilenom i kiseonikom postavljaju se redukcioni ventil ija je svrha da obezbedi izraz gasa iz boce do potro a a pod konstanim pritiskom, kao i da redukuje pritisak gasa u boci na radni pritisak. Redukcioni ventili imaju dva manomenta. Prvi manomentar pokazuje visoki pritisak kiseonika ili acetilena koji vlada u boci, a drugi manometar pokazuje niski pritisak gasova koji napustaju redukcijoni ventil pod kodstantnim pritiskom pode enim na vrednost potrebnu za zavarivanje.

Redukcioni ventili na boci:

Na svom izlazu svi cilindri imaju ventil (glavni ventil) koji ima samo dve funkcije: da otvara i zatvara izlaz gasova, a opremljene su i dodatnim, finijim ventilima za kontrolu protoka gasa. Sve boce moraju imati jasne oznake o tome koji gas sadr e. Boce za razli ite gasove imaju i razli ite izlazne otvore.

11


1.1.4. Sistemi za sprovo enje gasovaOd eli nih boca,preko redukcionog ventila do gorionika za zavarivanje, gasovi struje kroz gumena creva dovoljne du ine da zavariva mo e da obavi sve pokrete potrebne pri zavarivanju. Gumena creva su obojena kako nebui do lo do zamene i to: crveno crevo je za sprovo enje acitelena, a plavo ili crveno za kiseonik. Formiranje plamena odre enih karakteristika, kao i za rukovanje plamenom Telo je deo gorionika u kome se reguli e protok acetilina i kiseonika, kiseonika do mesta sagorevanja. Plamenci za zavarivaenje izra uju se u osam veli ina, u zavisnosti od debljine materijala koje se zavaruje.

eli ne boce za acetilen i kiseonik

12


1.3. Dodatni materijalGasno zavarivanje se uglavnom izvodi sa dodatnim materijalom, a kada se zavaruju tanki limovi bez njega kao dodatni materijal koristi se metalna ica du ine 50-100 cm. Hemijski sastav dodatnog materijala zavisi od vrste osnovnog materijala i, po pravilu, treba da bude jednak njegovom sastavu. U procesu zavarivanja mora zadr ati svoja mehani ka svojstva, pa ak i da poboljsa mehani ka svojstvazavarenog spoja u odnosu na dodatni materijal. Pre nik ice dodatnog materijala zavisi od debljine osnovnog materijala. ice za zavarivanje moraju biti vrste, bez oksida, masti, boje i drugih ne isto a.

1.4. Priprema materijala za zavarivanjePre nego to se pristupi procesu zavarivanja, moraju se pripremiti ivice osnovnog materijala, kao i njegovo postavljanje u odgovarajuci polo aj. Priprema ivice vr i se po debljini osnovnog materijala. Obrada ivica se mo e vr iti ma inski ( glodalice, rendisaljke), a mogu se rezati i gasnim plamenom. Ivice moraju biti dobro o i ene od masti, oksida, a za to se koriste turpije, seka i, metalne etke, brusilice i rastvara i. Da bi se ostvario kvalitetan zavareni spoj, djelovi se moraju dovesti na propisani rastojanje, koje se u toku procesa zavarivanja ne sme menjati. Za ovo se koriste razni pomo ni alati.

1.5. Gorionici za zavarivanje

Gorenje acetilena u vazduhu nije pogodno za zavarivanje.

13


Redukuju i plamen, metal ava klju a i nije ist.

Neutralan plamen, pogodan za ve inu zavarivanja.

Oksidiraju i plamen, metal ava pjeni, varni i i sagorijeva.

14


Zaklju akPropisivanje tehnologije gasnog zavarivanja uklju uje i izbor i nagib gorionika, izbor ice za zavarivanjem kao i izbor tehnike i parametara zavarivanja (veli ina mlaznice, pre nik ice, brzina zavarivanja, potro nja acetilena, kiseonika i ice za zavarivanje). Smjernice za izbor osnovnih parametara za tehnike zavarivanja elika unaprijed (horizontalan polo aj, ugaoni i su eoni spoj, uklju uju i varijantu bez dodatnog metala) i za tehniku zavarivanja elika unazad su date u tabelama. Podatci o potro nji gasova i ice i vremenu zavarivanja su dati u odnosu 1 m ava.

Od boca acetilen i kiseonik se odvode, prekoredukcionih ventila i gumenih creva (sistem za sprovo enje gasova) do gorionika. Redukcioni ventil na boce sa acetilenom i kiseonikom postavljaju se redukcioni ventil ija je svrha da obezbedi izraz gasa iz boce do potro a a pod konstanim pritiskom, kao i da redukuje pritisak gasa u boci na radni pritisak. Zavarivanje je proces izrade nerazdvojivog spoja uspostavljanjem me uatomskih veza izme u dijelova koji se zavaruju, pri kome se pojedina no ili kombinovano koristi toplotna i mehani ka energija, a po potrebi i dodatni materijal. Postupci zavarivanja, koji se naj e e koriste u praksi, zasnovani su na lokalnom zagrijevanju materijala iznad temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje o vr avanjem (npr. elektrolu no zavarivanje), ili na lokalnom zagrijevanju materijala do temperature topljenja, kada zavareni spoj nastaje uz dodatno djelovanje pritiska (npr. elektrootporno zavarivanje).

15


Literatura

1. P. Stankovi : Ma inska obrada 1, Nau na knjiga, Beograd, 1967. 2. M. Rakin: Zavarivanje i srodni postupci, Tehni ka knjiga, Beograd, 1967. 3. J. Stani : Teorija obrade metala, Ma inski fakultet, Beograd, 1986. 4. S. Arsovski: Proizvodni sistemi, Nau na knjiga, Beograd, 1984. 5. Internet

16

MATURSKI RAD CO2 zavarivanj

Documents

Transcript of MATURSKI RAD CO2 zavarivanj