Přivařování svorníků - 78 Technologie elektrického obloukového přivařování svorníků (trnů) (technologie zdvihového zážehu) vychází z metody svařování elektrickým obloukem. Technologii zdvihového zážehu nejčastěji řadíme mezi nekonvenční technologie svařování. 1. Popis technologie zdvihového zážehu [1] Jak již bylo uvedeno v úvodu, technologie vychází z principů svařování el. obloukem. Společně s technologií hrotového zážehu jsou nejčastěji používanými metodami při přivařování svorníků. Při navařování svorníků metodou zdvihového zážehu se mezi svorníkem a součástkou díky jejich malému oddálení vytvoří elektrický oblouk, který obě části řádně nataví. Po uplynutí svařovacího času se svorník ponoří do taveniny. Svařovací proud se vypne, tavenina ztuhne. [2] Dle podmínek svařování rozlišujeme tyto postupy: A ) Svařování s keramickým kroužkem Tato metoda je určena pro průměrový rozsah 5 25 mm. Keramický kroužek zajišťuje mimo ochrany svaru také kolmou polohu svařovací pistole. Další funkcí keramického kroužku je formování rozstřikující se taveniny ( pevnostní spoje na těžké konstrukce ). Ochranné keramické kroužky mají podobnou funkci jako ochranná atmosféra. Hořící elektrický oblouk vytváří žár i tlak, který vytěsní atmosféru mimo prostor keramického kroužku. Mimo jiné kroužek formuje taveninu, v optimálním případě vytvoří pravidelný stupeň mezi základním materiálem a přivařeným svorníkem. Keramické kroužky se doporučuje skladovat v suchu, v případě zvlhnutí jejich přesušení. Obr. 1 Svařování s keramickým kroužkem
B ) Svařování s ochranným plynem Varianta použitelná na středně silné plechy pro průměrový rozsah 3 12 mm. Ve speciálních případech je možno ji aplikovat i pro větší rozměry. Jako ochranné atmosféry se nejčastěji používá směs CO 2 a argonu. Odzkoušené jsou i tří a čtyřkompozitní plyny s obsahem kyslíku a helia. Ochranná atmosféra je přiváděna do nátrubku a vytěsňuje tak z prostoru atmosféru. Tlak ochranné atmosféry v nátrubku formuje taveninu. Optimální je plynulý přechod základního materiálu do přivařeného svorníku. Obr. 2 Svařování s ochranným plynem C ) Svařování krátkým časem bez (nebo s) ochranného plynu Tato metoda je aplikovatelná do průměru max. 6 ( 8 ) mm. Často se používá pro navařování drátů průměru 3 5 mm na kotle a podobné konstrukce pro uchytávání izolace. Obr. 3 Svařování krátkým časem bez ochranného plynu 2
Svařovací parametry: Svařovací proud 100 2600 A, svařovací čas 5 msec 1 sec, resp. 3 sec. Zdvih svařovací pistole: Pro průměr do 10 mm cca 1,5 mm, pro průměr 12 mm cca 1,8 mm, pro větší průměr je nastavování individuální. 2. Princip technologie zdvihového zážehu [2] Fyzikální princip Zapálení a hoření el. oblouku mezi trnem ( svorníkem ) a základním materiálem, vznik tepla a následné natavení trnu a základního mater., síla, která přitlačí natavené díly, chladnutí, vznik svaru. 3
Postup svařování: metoda A metoda B metoda C svorníkové svařování svařování svařování krátkým časem s s keramickým kroužkem s ochranným plynem nebo bez ochranného plynu a) Svorník přiložen k součástce, b) svorník je při průtoku proudu mírně nadzdvižen, čímž vzniká elektrický oblouk, c) elektrický oblouk natavuje svorník a součástku, d) svorník ponořen do taveniny, e) výsledný svarový spoj. 4
Výběr postupu - metody [3] 5
3. Možnosti technologie zdvihového zážehu [1] Svorníky určené pro přivařování by měly odpovídat ČSN EN ISO 14555 a ČSN EN ISO 13918 pro přivařování zdvihovým zážehem. Kombinací materiálů svorníků a základního materiálu je ocel, nerez a žáruvzdorná ocel. Mimo tyto základní materiály je možno po odzkoušení přivařovat hliníkové svorníky na hliník, popř. jiné materiálové kombinace. Předpokladem je však zhotovení vzorků, provedení zkoušek, výbrusu, apod. Obr. 4 kombinace svorníků a materiálů [2] 6
Přednosti technologie [2] Vysoká produktivita v důsledku krátkého svařovacího času, možnost kombinace různých materiálů, minimální tepelné změny, lze použít i u součástek přístupných pouze z jedné strany, snadná obsluha ( pro zaučený personál ), aplikace této metody ušetří drahé a časově náročné výrobní kroky, jako např. vrtání, závitování, šroubování, ruční svařování aj. lze navařovat svorníky se závitem, nýty, vložky, svorníky s hlavou, kotvicí prvky apod. 4. Typy přivařovaných svorníků (čepů) dle DIN 32500 [4] Přivařovací šrouby MR d1 d2 d3 mmin. h M6 4,7 6,5 4,5 2,5 M8 6,2 8,8 4,5 2,5 M10 7,9 11 5,0 3,0 M12 9,5 13 6,5 4,0 M16 13,2 17 8,0 5,0 M20 16,5 21 10,5 6,0 Přivařovací šrouby MD d1 d2 d3 mmin. h M6 5,35 8,7 5,0 3,2 M8 7,18 11,0 5,5 3,5 M10 8,95 13,5 6,0 4,0 M12 10,86 15,5 6,5 4,5 M16 14,7 20,5 9,0 7,0 M20 18,5 26,0 11,0 9,0 7
Přivařovací šrouby MP d1 d2 d3 b h M10 8,95 12,5 40 3,4 M12 10,8 14,5 40 4,5 M16 14,6 18,5 40 5,8 M20 18,3 23,2 20-40 7,0 M24 22,0 28,0 30-40 10,0 Přivařovací čepy d1 d2 h 6 8,5 4,0 8 11,0 4,0 10 13,0 4,0 12 16,0 5,0 16 21,0 7,0 20 26,0 9,0 Přivařovací čepy s vnitřním závitem d2 d1 d3 b h 10 M6 13,0 7-9 4,0 12 M8 16,0 9,5-15 5,0 16 M10 21,0 15 7,0 8
Spřahovací trny průměr d1 d2 d3 k h 1 / 4 " (6) 6,35 12,7 9,7 4,7 3,0 3 / 8 " (10) 9,52 19,0 12,5 7,1 4,0 1 / 2 " (13) 12,7 25,4 17,0 8,0 5,0 5 / 8 " (16) 15,8 31,7 21,0 8,0 7,0 3 / 4 " (19) 19,0 31,7 24,0 10,0 9,0 7 / 8 " (22) 22,2 34,9 28,0 10,0 10,0 1" (25) 25,4 40,9 30,5 12,7 10,0 5. Svařovací zařízení [5] 5.1 Stroj pro přivařování zdvihovým zážehem LBH 2100 Standardně je možné přivařovat svorníky dle DIN 32500 s ochrannými keramickými kroužky, ochrannou atmosférou, nebo režimem krátkého času. Svařovací zařízení umožňuje přivařovat svorníky, trny, bajonety, "V" kotvy aj. součásti. Kontrola správné funkce je signalizována LED diodami. Nadstandardní provedení s elektronickým řízením nabízí přehledné programy s nastavenými parametry, vyhodnocení svaru a jiné údaje. Paměť zařízení umožňuje uložení 99 programů s různě nastavenými parametry. Výstup umožňuje připojení počítače nebo tiskárny. Obr.5 Svařovací stroj LBH 2100 9
Příslušenství stroje Svařovací rozsah 3-22 mm Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Svařovací proud (A) 100-2.100 Svařovací čas (msec) 10-1.000 (3.000) Kadence (ks/min) 5 ks pr.22 mm Připojení (V/Hz) 400/50 Koncovka kabelace (A) 63 (125) Jištění (A) 63 (80) Ochranná třída IP 23 Rozměry (L x B x H mm) 880 x 560 x 740 Váha (kg) 245 Svařovací pistole PHM - 19, PHM - 25 Obr. 6 Kleštiny pro přivařování s keramickými kroužky Obr. 7 Držák keramických kroužků Obr. 8 Kleštiny pro přivařování s plynem 10
Svařovací pistole PHM 112 Obr. 9 Stativ pro přívod ochranné atmosféry Pistole pro přivařování zdvihovým zážehem se svařovacím časem 5-990 msec., která používá automatické nastavení zdvihu. Obr.10 Svařovací pistole PHM - 112 Svařovací rozsah 2-12 mm Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Délka svorníků ( mm) 6-120 standart Svařovací čas (msec) 5-990 Délka kabelace (m) 5 Váha (kg) 0,7 Průměr (mm) 40 11
Svařovací pistole PHM 161 Pistole pro přivařování zdvihovým zážehem se svařovacím časem 5-990 msec., která používá automatické nastavení zdvihu. Široká nabídka příslušenství umožňuje užití i ve složitých podmínkách. Nasazení ve strojírenství, elektrotechnice, aj. Obr.11 Svařovací pistole PHM 161 Svařovací rozsah 2-14 mm a "V" kotvy Materiál (svorník/plech) ocel, nerez a žáruvzdorná ocel Délka svorníků ( mm) 6-120 standart Svařovací čas (msec) 5-990 Délka kabelace (m) 5 Váha (kg) 0,9 Průměr (mm) 56 6. Přivařování svorníků v praxi [2] Příklady využití elektrického obloukového přivařování svorníků (čepů): Stavba mostů, pozemní stavebnictví, průmyslová výstavba, výstavba patrových garáží, stavby z prefabrikátů, inženýrské a vodní stavitelství, fasády, montáž podpěr, upevňování kolejnic, montážní ochrany, izolace, upevňování kabelů a zařízení, protismykové pojistky na rampách, upevňování kabelů a vedení, ozdobné lišty, zemnicí svorníky, obložení, upevňování pěchovací hmoty, keramické obklady, vlákninové obklady v průmyslových pecích. 12
Příklady: Obr. 12 Závitové svorníky na přírubě k upevnění vík Obr. 13 Nýtky k upevnění izolačních materiálů Obr. 14 Hlavové svorníky jako spojovací materiál při stavbě jaderných elektráren 13
Obr. 15 Výroba mostní konstrukce pomoci ocelových trnů Obr. 16 - Spřažení ocelobetonové desky s ocelovými válcovými trny s hlavou Obr. 17- Pracovník provádějící přivařování svorníků 14
Použitá literatura: [1] PROWELD. Ostrava. Rady pro nejlepší svary. [online].[citováno 2008 10 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/ole/b6technologie_zdvih._z%e1%9eehu%2c_elektr._oblouku.pdf >. [2] Köster - Česká republika s.r.o.. Technologie. [online].[citováno 2008 10 27]. Dostupné z: < http://www.koster.cz/strany/technologie.html >. [3] Köster - Česká republika s.r.o.. Svorníkové svařování. [online]. 2005. [citováno 2008 10 27]. Dostupné z: < http://www.koster.cz/metody/svornikovesvarovani-koco.pdf >. [4] PROWELD. Ostrava. Přivařovací svorníky dle DIN 32500. [online]. [citováno 2008 10 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/index.php?stranka=15 >. [5] PROWELD. Ostrava. Popis technologií. [online].[citováno 2008 10 27]. Dostupné z: < http://www.proweld.cz/index.php?stranka=4 >. 15