2/2008 10. května, XII. ročník MIGATRONIC Jednoúčelové svařovací automaty Nové svařovací hořáky Migatronic pro TIG Příslušenství svařovacích strojů AIR PRODUCTS Láhve INTEGRA pro kyslík/acetylén Tisková zpráva Air Products ČESKÝ SVÁŘEČSKÝ ÚSTAV Mezinárodní systém kvalifi kace svářečského dozoru a svářečského inspekčního personálu HADYNA INTERNATIONAL Nové možnosti řešení odsávání Produktivita práce 2. část Průmyslové svařovací automaty WESTAX Modré světlo soutěž opět startuje MOTOMAN Pozvánka na výstavy v květnu Robot Motoman svařuje krbové vložky Vývoj robotů a řízení Motoman SICK Použití bezpečnostního laserového skeneru GCE Ventily a armatury pro aplikaci čistých a speciálních plynů ESWELD & WELDCONSULT Odporové svařování základní informace Partner časopisu Hlavní téma vydání: produktivita automatizovaného svařování
Mezinárodní veletrh technologií pro povrchové úpravy Mezinárodní veletrh plastů, pryže a kompozitů Mezinárodní slévárenský veletrh Mezinárodní veletrh svařovací techniky tech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl tech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl tech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl tech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding REGISTRACE gp profintech pg fondex plastex welding profintech NÁVŠTĚVNÍKŮ fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl tech fondex plastex xw welding profintech fondex plastex welding gp profintech fondex xp plastex welding profintech hf fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex Zaregistrujte plastex welding profintech se on-line fondex před plastex svou welding návštěvou profintech fondex veletrhu plastex a welding ušetříte profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl čas a peníze! www.bvv.cz/toptechnology tech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech f g profintech fondex xp plastex welding pofin profintech hf fondex plastex xw welding profintech fondex plastex welding gp profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex weldi x plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex plastex welding profintech fondex pl 13. 16. 5. 2008 Brno Výstaviště Společně s veletrhy PYROS/ISET, INTERPROTEC Veletrhy Brno, a.s. Výstaviště 1 647 00 Brno Tel.: +420 541 152 926 Fax: +420 541 153 044 toptechnology@bvv.cz www.bvv.cz/toptechnology
editorial OBSAH EDITORIAL Pozvánka na výstavu Welding Brno.... str. 2 Nové možnosti řešení odsávání.... str. 4 5 Nové láhve INTEGRA pro kyslík/acetylén............str. 6 7 Tisková zpráva Air Products........ str. 7 Produktivita práce 2. část...... str. 9 10 Ventily a armatury pro aplikaci čistých a speciálních plynů....... str. 11 Odporové svařování základní informace......... str. 12 13 Analýza kvality zvarových spojov ocelí........ str. 14 15 Průmyslové automaty WESTAX... str. 16 17 Jednoúčelové svařovací automaty... str. 18 Nové svařovací hořáky Migatronic pro TIG............ str. 19 Příslušenství svařovacích strojů..... str. 20 Pozvánka na výstavy od společnosti Motoman........ str. 21 Robot Motoman svařuje krbové vložky. str. 22 Vývoj robotů a řízení Motoman..... str. 23 Použití bezpečnostního laserového skeneru.................. str. 24 Vážení čtenáři, vrchol letošní svářečské sezóny je tady! Květen čas dvou letošních nejvýznamnějších výstav v České i Slovenské republice, právě odstartoval. Pro vystavovatele jsou přípravy na obě akce v plném proudu, pro uživatele a příznivce svařování je květen hezká příležitost se seznámit s novinkami letošního roku. Také naše redakce Vás tímto srdečně zve na obě výstavy. Welding Brno se koná každé dva roky. Letos se koná od 13. do 16. května (úterý až pátek) na brněnském výstavišti. Výstava bude probíhat v pavilonu V. Eurowelding Nitra je tradiční výstavou, která je součástí Mezinárodního strojírenského veletrhu konanou na nitranském výstavišti. Datum výstavy je od 21. do 23. května. Výstava je soustředěna do pavilonu N a jeho nejbližšího okolí. Také naši partneři budou mít svá zastoupení na obou výstavách. Věříme, že nám bude přát dobré počasí, v průběhu loňského Euroweldingu v Nitře jsme již naměřili až 28 C ve stínu. Rádi bychom Vás touto cestou také upozornili na druhý ročník soutěže o nejhezčí fotografi i zachycující svařovací oblouk, kterou tímto vydáním časopisu startujeme. Více informací získáte uvnitř čísla, a také na našich internetových stránkách. Letošní ceny pro výherce budou velmi lákavé! Soutěžíme o dva kvalitní digitální fotoaparáty CANON a LCD televizor. Fotografi e budou postupně zveřejněny na našich internetových stránkách v sekci soutěž Modré světlo. Tak neváhejte a posílejte nám své fotografi e. Soutěž končí na konci letních prázdnin, výherci pak budou vylosováni začátkem září a slavnostní předání cen výhercům bude probíhat v rámci Mezinárodního strojírenského veletrhu v Brně. Těšíme se na průběh soutěže, na hlasování a na Vaše fotografi e. Přejeme Vám pohodové jaro a příjemně prožité letošní léto. Daniel Hadyna, Ostrava Mezinárodní systém kvalifi kace svářečského dozoru a svářečského inspekčního personálu....... str. 25 27 Svět svaru ve zkratce........... str. 27 Modré světlo soutěž opět startuje... str. 28 ESAB................... str. 29 Slovník, Murphy, ostatní inzerce..... str. 30 Pozvánka na výstavu Eurowelding Nitra str. 31 Svět Svaru Vydává Hadyna - International, spol. s r. o. Redakce: Jan Thorsch Kravařská 571/2, 709 00 Ostrava-Mariánské Hory Odbornou korekturu provádí: Český svářečský ústav, s.r.o. Prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc. Areál VŠB-TU Ostrava 17. listopadu 2172/15, 708 33 Ostrava-Poruba Za obsahovou kvalitu a původnost článků zodpovídají autoři. Časopis je zasílán zdarma všem zájemcům a uživatelům svařovacích a řezacích technologií pro spojování a řezání kovů. Platí pro území České republiky a Slovenska. Časopis lze objednat písemně na výše uvedené adrese nebo na http://www.svetsvaru.cz telefon: (+420) 596 622 636, fax: (+420) 596 622 637 e-mail: info@svetsvaru.cz mobilní telefon: (+420) 777 771 222 Registrace: ISSN 1214-4983, MK ČR E 13522 Upozornění: Časopis Svět Svaru je zdarma distribuován v České a Slovenské republice výhradně fi rmám, které aktivně svařují. Počet zasílaných výtisků na jednu fi rmu není běžně omezen. Časopis je neprodejný. Časopis nelze zasílat na soukromé osoby. Časopis je zasílán do knihoven v ČR, které zasílání časopisu požadují nebo to nařizuje platná legislativa. Pokud požadujete zasílat časopis, kontaktujte nás přes E-mail na adrese info@svetsvaru.cz, případně faxem (+420) 596 622 637. Více informací získáte na internetových stránkách http://www.svetsvaru.cz. Datum dalšího vydání plánujeme na 10. září 2008. Redakce SVĚT SVARU / 3
Nové možnosti řešení průmyslového odsávání partnerské stránky Daniel Hadyna, Hadyna - International, Ostrava To však neplatí pro následný prodej celých náhradních fi ltračních vložek. Tyto prodáváme běžně jako spotřební materiál. POŽÁRNÍ HLEDISKO INSTALACÍ PRO SVAŘOVÁNÍ A BROUŠENÍ KOVŮ Při školení našich obchodních zástupců a techniků ve fi rmě Mechanic System jsme mj. řešili problematiku požárů odsávačů při odsávání svařování a broušení kovů. Velmi nás zarazila informace, že v podstatě 100% ochrana před požáry, především fi ltrů neexistuje. Pravdou je, že z naší praxe známe řadu fi rem, kde fi ltry kompletně vyhořely a kde museli hasiči zasahovat při jejich požárech. Existuje celá řada možností, jak toto riziko eliminovat. Pokud pomineme správné dimenzování světlosti odvodového potrubí a množství průtok znečištěného vzduchu v tomto potrubí, můžeme zmínit např. tzv. napylování povrchu fi ltrů speciálním inertním práškem (automatický proces) nebo dodáním tzv. cyklonu pro oddělování hrubých nečistot a jejich zchlazení. Další z možností je automatický zhášecí protipožární systém, který dokáže indikovat hoření fi ltrů, celé zařízení pak automaticky vypne a pomocí inertního hasicího média požár fi ltrů uhasí. Veškeré tyto systémy máme k dispozici. První instalace centrálního odsávání ve fi rmě Massag Fulnek. Odsáváme jak odporové sloupové svářečky, tak svařovací automat pro přivařování matic na základovou desku, tak také robotizovaná pracoviště pro svařování pozinkovaných plechů a dvě ruční svářečská pracoviště. Firma Mechanic System je polský výrobce průmyslových fi ltrů a fi ltračních zařízení pro různé výrobní technologie. Mechanic System se výhradně soustřeďuje na řešení průmyslového odsávání již více než 10 let a v současné době expanduje na další trhy Evropy. MECHANIC SYSTEM V ČR A SR Společnost Mechanic System v současné době buduje svůj nový výrobní závod a zároveň postupně vstupuje na evropské trhy. Naše společnost zahájila jednání o zastoupení společnosti Mechanic System pro český i slovenský trh v září loňského roku. První představení technologie průmyslového odsávání bude provedeno na výstavách Welding Brno a Eurowelding Nitra. Hledáme další prodejce a partnery Náš hlavní záměr je soustředit se s prodejem a službami na celém území České i Slovenské republiky, a to především s řešením odsávání zplodin vznikajících při svařování a broušení. Trh je poměrně velký, proto hledáme další prodejce a partnery, kteří nám mohou další prodej zprostředkovat za velmi zajímavou provizi. Přece jen se jedná o odborný prodej s potřebnou technologickou znalostí a s nutností poskytnout potřebné záruky účinnosti a bezpečnosti. Proto nabízíme jen zprostředkovatelskou smlouvu. PŘIJĎTE SE PODÍVAT NA ODSÁVACÍ SYSTÉMY MECHANIC SYSTEM Na výstavě Welding Brno (13. 16. 5. 2008), a také na Euroweldingu v Nitře (21. 24. 5. 2008) budeme vystavovat především odsávače určené pro centrální odsávání. Budeme mít k dispozici také základní katalogy. Těšíme se na setkání s Vámi. Postupně budeme vystavovat veškeré informace na našich internetových stránkách na adrese: http://www.hadyna.cz. CO MŮŽEME NABÍDNOUT? Sortiment a řešení odsávání je velmi široký. Především se specializujeme na profesionální odsávání s pevnou instalací odsávacích systémů. Vždy nabízíme komplexní služby, tedy od poradenství, návštěvy našich referencí, až po kompletní instalaci a servis. Zajišťujeme také pravidelné profylaktické prohlídky, ekologickou likvidaci použitých fi ltrů a čištění potrubí. HLAVNÍ TECHNOLOGICKÉ ZAMĚŘENÍ odsávání svařování kovů broušení a leštění kovů odsávání mlhoviny z obrábění odsávané stoly pro plasmové i kyslíkové řezací stroje odsávání zplodin, které vznikají při nahřívání (slévárny, odsávání v elektrárnách apod.) odsávání otryskávačů kovů vzduchotechnika výměna vzduchu v průmyslových halách Umíme zajistit také odsávání několika výrobních hal současně. SVĚT SVARU / 5
partnerské stránky Air Products představuje vysoce bezpečnou lahev INTEGRA pro kyslík a acetylen Hynek Tymrák, aplikační specialista Air Products www.airproducts.cz Kombinace plynů kyslík a acetylen se využívá pro technologie: svařování plamenem tepelné dělení ohřev, předehřev a dohřev plamenem rovnání plamenem tvrdé pájení čištění plamenem nástřik vrstev plamenem Tyto technologie se používají především ve strojírenské výrobě a částečně i ve stavebnictví. Nejpoužívanější aplikací je řezání kyslíkem, která slouží pro přípravu polotovarů dělení ocelových materiálů či vytváření tvarových řezů. Svařování plamenem se dnes používá zejména v opravárenském průmyslu či při instalatérských pracích. Ohřevy a rovnání plamenem souvisejí nejčastěji s výrobou svařovaných ocelových konstrukcí. Čištění plamenem se uplatňuje při opravě trupů vodních plavidel. Pájení plamenem se používá pro spojování barevných kovů (měď, mosaz) např. při výrobě tepelných výměníků (chladičů) a kotlů. Nástřik plamenem se používá pro vytváření vrstev speciálních vlastností, například otěruvzdorných při renovacích strojních součástí či nanášení korozivzdorných povlaků (např. nástřiku povrchů mostů). Společnost Air Products (NYSE: ADP) dodává svým zákazníkům z oblasti průmyslu, energetiky a zdravotnictví širokou paletu výrobků a služeb, především technické, procesní a speciální plyny, chemikálie a související technologická zařízení. Byla založena v roce 1940 a za dobu svého působení dosáhla vedoucí pozice zejména v oblasti polovodičů, rafi nace vodíku, zdravotnických služeb, zkapalňování zemního plynu či moderních nátěrů a adhesiv. Společnost je ceněna pro 6 / Od minulého roku nabízí americká společnost Air Products svým zákazníkům v České republice a na Slovensku v nejmodernější řadě tlakových lahví INTEGRA i plyny kyslík a acetylén určené pro pájení, řezání a svařování plamenem. Tuto novinku představí i na brněnském Mezinárodním veletrhu svařovací techniky Welding, který se koná 13. až 16. 5. 2008. Stejně jako předchozí lahve z řady INTEGRA je nově uváděná lahev pro kyslík plněná pod tlakem 300 bar. Technologii plnění lahví pod plnicím tlakem 300 bar v kombinaci s integrovaným ventilem nabízí společnost Air Products jako jediná na českém a slovenském trhu. Lahev INTEGRA určená pro plnění kyslíkem je unikátní kombinací dvou technologií, kterými jsou: zabudování redukčního ventilu přímo do lahve a plnění pod tlakem 300 barů, díky němuž je lahev menší, říká k výhodám lahve INTEGRA Hynek Tymrák, aplikační specialista ze společnosti Air Products a doplňuje: Systém INTEGRA minimalizuje vznik netěsností a riziko znečištění, k němuž může docházet, pokud je redukční ventil k lahvi připojován až v místě jejího užití. Nové lahve INTEGRA jsou díky výše uvedeným vlastnostem menší, lehčí a především výrazně bezpečnější, což je zejména u plynů, jako je kyslík a acetylen, velmi důležitý faktor. Redukční ventil umožňuje nastavit výstupní tlak kyslíku v rozmezí 0 až 8 bar. V hlavě lahve je dále zabudován bezpečnostní připojovací konektor, na který lze jednoduchým způsobem napojit odběrovou rychlospojku zajišťující požadovaný tlak. Kombinace bezpečnostní pojistky a rychlospojky je významným bezpečnostním prvkem. Díky němu nemůže dojít k náhodnému rozpojení a zabraňuje zpětnému šíření plamene. Díky svým bezpečnostním prvkům lahev INTEGRA pro kyslík a acetylen obdržela uznávanou bezpečnostní akreditaci TÜV. Zmenšené velikosti kyslíkové lahve byla přizpůsobena i velikost lahve na acetylén. 10 litrové provedení láhve Integra je především určeno pro svařování metodou TIG SVĚT SVARU
partnerské stránky svůj inovační přístup, provozní spolehlivost a vysoké bezpečnostní a ekologické standardy. Air Products má roční obrat 10 miliard USD a pobočky s více než 22 000 zaměstnanci ve více než 40 zemích světa. Na českém trhu působí společnost Air Products 15 let. Společnost provozuje velkokapacitní zařízení na výrobu technických plynů v areálu společnosti Unipetrol RPA (dříve Chemopetrol Litvínov), které denně vyprodukuje stovky tun kyslíku, dusíku, vzduchu a argonu. Jako první uvedla na trh technických plynů v ČR lahve plněné pod tlakem 300 barů (30 MPa), představila tzv. on-site zařízení na výrobu plynů v místě spotřeby a prosadila používání dusíku v pivovarnictví. Nejvýznamnější zákazníci společnosti Air Products jsou z oboru strojírenství (svařování a tepelné dělení kovů), metalurgie Tiskové zprávy společnosti Air Products (tavení a tepelné zpracování kovů), sklářského a petrochemického průmyslu, gumárenství, potravinářství, výroby a distribuce nápojů, zdravotnictví, analytických laboratoří a elektronického průmyslu. Obrat společnosti Air Products v České a Slovenské republice (obě země tvoří společnou obchodní jednotku) dosáhl v loňském roce 1,5 miliardy CZK. Kontakt: Air Products Česká republika Ústecká 30 405 02 Děčín www.airproducts.cz infocz@airproducts.com Air Products Slovenská republika Mlynské nivy 74 821 05 Bratislava www.airproducts.sk infosk@airproducts.com Autobus na vodíkový pohon Praha 10. dubna 2008: Nadnárodní společnost Air Products, největší světový dodavatel technických plynů a souvisejícího technologického vybavení, bude dodávat vodík jako palivo pro londýnské autobusy. Deset autobusů na vodíkový pohon zahájí provoz v roce 2010. Součástí smlouvy s londýnskou dopravní společností Transport for London je dodávka vodíku a výstavba vodíkové čerpací stanice. V únoru roku 2006 oznámil starosta Londýna, Ken Livingstone, že v rámci vodíkového programu bude londýnská veřejná doprava využívat 70 vozidel na vodíkový pohon, z čehož bude deset autobusů. Na jejich dodávku byla podepsána smlouva s americkou společností ISE. Pět autobusů bude poháněno palivovými články, pět motorem na spalování vodíku. Mike Weston, ředitel autobusové dopravy ve společnosti Transport for London, při podpisu smlouvy řekl: Věříme, že využití vodíku významně pomůže snižovat dopady veřejné dopravy na životní prostředí. Autobusy na vodíkový pohon neprodukují v místě svého provozu žádné emise a pomůžou zlepšit ovzduší v Londýně. Společnost Air Products má s vodíkem dlouholeté zkušenosti a s více než padesáti patenty pomáhá rozvíjet tzv. vodíkovou energetiku. Vyrábí jak palivové články pro automobily na vodík, tak vodíkové čerpací stanice. Od roku 1993 vybudovala společnost Air Products více než 75 vodíkových čerpacích stanic ve 12 různých zemích. Bude také zajišťovat čerpání vodíku do autobusů, které budou dopravovat atlety a návštěvníky olympijských her v Pekingu na sportoviště. Air Products je dodavatelem veškerého Tankování ponorky kapalným vodíkem kapalného vodíku pro vesmírné lety NASA a pro ponorky na vodíkový pohon německého a nově také řeckého námořnictva. V České republice a na Slovensku vyrábí Air Products vodík ve dvou výrobních závodech. V České republice v areálu společnosti Unipetrol RPA (dříve Chemopetrolu Litvínov), na Slovensku zahájí výrobu v Novákách letos v květnu. SVĚT SVARU / 7
LAHEV INTEGRA jedinečné a bezpečné řešení Tlakové lahve Integra jsme pro Vás vyvinuli podle požadavků svářečů, proto jim tolik vyhovují. Bezpečnost je pro nás vždy až na prvním místě. Integra je nejbezpečnější tlaková lahev s jakou můžete pracovat. Množství pasivních bezpečnostních prvků, které obsahuje snižuje a minimalizuje rizika pracovních úrazů. Výhody lahví Integra : Zabudovaný redukční ventil. 300 bar plnění. Připojení rychlospojkou. Přesně nastavený průtok plynu. Stabilita lahve při manipulaci. Snadná manipulovatelnost. Lehčí než běžné, 50 ti litrové lahve V tlakových lahvích Integra nabízíme, tyto plyny pro svařování: Argon 4.8 Ferromaxx 7 Ferromaxx 15 Inomaxx 2 Ferromaxx Plus Inomaxx Plus Alumaxx Plus a nově také: Kyslík Acetylen Air Products spol. s r.o. je součástí mezinárodní společnosti Air Products and Chemicals Inc. Navštivte nás na veletrhu Welding. 13. 16. května 2008, Brno stánek č.57, pav. V tell me more www.airproducts.cz Bezplatná infolinka ČR 800 100 700
Produktivita práce 2. část automatizované svařování Daniel Hadyna, Hadyna - International, Ostrava Typický svařovací automat se dvěma osami pro navařování kovů. V minulém vydání časopisu jsme se pokusili nastínit možnosti zvýšení produktivity práce při ručním svařování. V tomto čísle se pokusíme nastínit výhody i úskalí zvýšení produktivity svařování při použití svařovacích automatů. Opět se v tomto článku budeme věnovat nejvíce rozšířené technologii obloukového svařování, metodě MIG/MAG. Velmi mnoho pracovníků ve výrobě se obává automatizovat, a to jakoukoliv výrobní technologii. U technologie svařování si mnoho lidí neumí správně uvědomit, že ruční svařování od automatizovaného se technologicky v podstatě neliší. Obecně se dá říct, že co lze technologicky svařovat ručně, lze také svařovat automatizovaně. To také platí opačně. Co nelze ručně svařovat, jen stěží lze svařovat automatem. Platí tedy pravidlo, že pokud se při svařování vyskytují technologické problémy, zcela jistě je potřeba s těmito problémy počítat při automatizovaném svařování. VÝHODY AUTOMATIZOVANÉHO SVAŘOVÁNÍ Zásadní výhodou automatizovaného svařování je stálá kvalita svarových spojů a zpravidla vyšší produktivita práce. Svařovací automat navíc může obsluhovat v podstatě nekvalifi kovaná osoba, případně pracovník s nižší kvalifi kací. Samozřejmě záleží na tom, zda se jedná o svařovací automat, který musí svařit za rok např. 100 tis. dílců, kde záleží spíše na pečlivosti vkládání dílců do upínacích přípravků. Nebo zda se jedná o svařovací automat, který svařuje dílce spíše v malosériové výrobě, dílců mnoha různých typů. Takový automat pak obsluhuje většinou pracovník, který svařovat umí a měl by mít potřebnou kvalifi kaci. technologie svařování ÚSKALÍ AUTOMATIZOVANÉHO SVAŘOVÁNÍ U každého automatizovaného nebo robotizovaného svařování hraje nejvýznamnější roli opakovaná rozměrová přesnost svařovaných dílců. U robotizovaného svařování lze použít v případě nepřesných dílců různé prostředky pro nalezení správného místa svařování. U svařovacích automatů jsou tyto možnosti omezené. Obecně lze říci, že pokud je rozměrová tolerance dílců s malou tloušťkou stěny vyšší než ±0,5 mm nebo u silnostěnných dílců vyšší než ±1,0 mm, opakovaná kvalita svarových spojů nemůže být zaručena a je nutné toto hledisko vzít v úvahu. Druhým úskalím svařování pomocí automatů je konstrukce upínacích přípravků. Pro řadu jednodu- Svařovací automat pro svařování ramen stavebních strojů; roční produkce dílců je cca 1 500 ks. chých dílců postačí např. běžné sklíčidlo používané na soustruzích. U složitějších dílců nebo ve velkosériové výrobě je nutné vyvinout upínací přípravek, který umožňuje opakované přesné upnutí svařovacích dílců. V naší praxi jsme viděli mnoho nevhodných upínacích přípravků, které pak znehodnotily celý svařovací automat, který pak správně nepracoval. Třetím úskalím automatizovaného svařování je samotná konstrukce svařovacího automatu. Především konstrukce pohonů v návaznosti na přesné řízení těchto pohonů. Velmi často nás kontaktuje řada fi rem, které se ptají, zda lze použít pro automatizované nebo robotizované svařování polohovadla, které sami vlastní, aby tím snížit své investiční náklady. Problém je vtom, že takové polohovadlo by muselo mít možnost zastavit opakovaně přesně na jednom nebo na více místech s přesností max. ±0,4 mm. A spíše přesněji. Toto zpravidla není u ručních polohovadel možné. A právě přesné řízení pohonů polohovadel je pro úspěch automatizovaného svařování klíčové. V naší praxi jsme zažili několik svařovacích automatů, jejichž konstrukce neumožňovala úpravy drah svařovacího hořáku nebo pohybujícího se svařence upnutého na rotační jednotce. Při špatném projektu automatu, který však vždy navazuje na technologické potřeby svařování, dojde k situaci, kdy svařovací automat pak nakonec nelze pro svařování daného dílce vůbec použít nebo jeho předělání pak stojí další investiční náklady. POTŘEBNÁ SÉRIOVOST VÝROBY Velmi často se setkáváme s názorem, že pro automatizované nebo robotizované svařování jsou nutné velké série, velké množství kusů od jednoho typu výrobku. Obecně však můžeme říci, že série nad 60 tis. kusů výrobků za rok již není ekonomické svařovat ručně. Ovšem také obecně platí, že u výrobku, který má délku svarů delší než 1 metr, je 100 ks za měsíc již zajímavé množství. Už v tomto případě je vhodné se nad možnou automatizací svařování zamyslet. Řezací automat se třemi osami pro perforaci trubek; trubky slouží pro odvádění zemního plynu z důlních prostorů po dolování; roční produkce trubek různých průměrů a délek je cca 4 500 ks. SVĚT SVARU / 9
technologie svařování Vyhodnocení, zda použít svařovací automat je jednoduché. Požádejte potencionální dodavatele o předběžný cenový návrh s předpokládanou produktivitou svařování. K tomu je zapotřebí základní dokumentace (sestava nebo u jednodušších výrobků stačí i fotografi e) a údaj s celkovou délkou svarů. Pak stačí jen vypočítat návratnost takové investice. Naše společnost tyto propočty připravuje rychle a zdarma. STROJNÍ SVAŘOVACÍ HOŘÁK Otázka svařovacího hořáku nebo svařovacích hořáků na svařovacím automatu je jeden z důležitých detailů takového zařízení. I pro případy svařování nízkými proudy, i malým průměrem svařovacího drátu, je vhodné vždy použít vodou chlazený strojní hořák. Velmi důležité je použít šroubovací plynovou hubici. Šroubení zamezí postupné vypadávání plynové hubice při mechanickém i tepelném postupném opotřebení krku svařovacího hořáku. Nesmí se zapomínat na elektrické odizolování těla hořáku od držáku hořáku, od celé konstrukce svařovacího automatu. U svařovacích automatů je nutné počítat s ručním čištěním vnitřního prostoru plynové hubice. Zpravidla nelze použít automatických čističek hořáku, které se používají u robotizovaných pracovišť. Svařovací automaty většinou mají jen málo stupňů volnosti, takže svařovací hořák nemůže vždy zajet do automatické čističky svařovacího hořáku. Pokud jsou však svařovací parametry vhodně nastavené a pozice svařovacího hořáku vůči svařovanému materiálu je optimální, četnost čištění může být minimální. Např. 1krát za hodinu apod. PRODUKTIVITA SVAŘOVÁNÍ Jednoduchý rotační svařovací automat pro svařování různých tlakových nádob pro provozní kapaliny nákladních vozidel. Svařovací hořáky umožňují provádět až dva svary současně. Je těžké obecně zhodnotit produktivitu svařování. Za posledních 5 let jsme dodali více než 15 svařovacích automatů. Průměrně jeden svařovací automat může nahradit 1 4 svářeče v jedné směně. Takže návratnost investice 400 990 tis. Korun bez DPH se může pohybovat od 12 do 26 měsíců. Svařovací automaty mohou mít také dvě pracovní místa, dvě stanoviště. Tento systém lze použít jak pro velkosériovou, tak pro malosériovou výrobu. Na jednom pracovním místě stanovišti automat provádí svařování, na druhém pak obsluha vyjímá svařené dílce a upíná nesvařené. Po dokončení svařování automat přejede se svařovacím hořákem na druhé pracovní místo a zahájí svařování. Obsluha pak na prvním pracovním místě vyjme z upínacích přípravků svařené dílce a upne nové nesvařené. Tento způsob práce nelze použít vždy. Investice do druhého stanoviště zpravidla tvoří 20 až 50 % celkové investice navíc. Avšak produktivita práce je pak více než dvojnásobná. Pak je průměrná návratnost investice podstatně kratší. TYPY SVAŘOVACÍCH AUTOMATŮ V současné době stále na trhu převládají jednoúčelové svařovací automaty, které jsou navržené a vyrobené pro konkrétní svařenec. Termíny dodání těchto automatů jsou poměrně dlouhé, tyto stroje pak nejsou levné. Při změnách výrobků se pak musí draze upravovat nebo se musí navrhnout nový jiný svařovací automat. Naše společnost vyvinula do určité míry univerzální systém pro sestavování svařovacích automatů, které lze různě sestavit i dále pak doplňovat a upravovat. Jejich univerzální použití z hlediska technologie svařování je jedinečné. Ať už z hlediska metody svařování nebo rozšiřování jednoosého automatu na až pětiosý automat. Pro zautomatizování svařování lze také použít různé strojky a svařovací traktory, např. pro lineární vedení svařovacího hořáku. Avšak jejich praktické použití je jen omezené. Řada fi rem si svařovací traktor koupí, ale jeho složitost ustavení, a provozní technologická spolehlivost, pak donutí uživatele vrátit se opět k ručnímu svařování. Pětiosý svařovací automat pro svařování sestehovaných tlumičů výfuků nákladních vozidel. Automat provede svaření podélného svaru pláště, pak postupně přivaří dvě víka k tomuto plášti. případně celé dílny světlem svařovacího oblouku. Proto by každý svařovací automat měl být zakrytovaný a měl by mít aktivní bezpečnostní prvky, aby nebyla obsluha ohrožena pohyblivými součástmi svařovacího automatu. Např. jednoduchá optická bezpečnostní závora, kryt s bezpečnostním koncovým spínačem apod. Svařovací automat by neměl být bez potřebného odsávání zplodin. Proto by bylo vhodné vyčlenit i část investičních prostředků do tohoto odsávání. ROBOTIZACE SVAŘOVÁNÍ Nejvyšším stupněm automatizace průmyslových procesů je robotizace. U jednoduchých svařenců, kde postačí 1 až 4 osy pohybu s hořákem a svařencem, je použití svařovacích automatů ideální. Ovšem tam, kde je nutné provádět složitější pohyby svařovacího hořáku při svařování, je nutné počítat se zavedením robotizovaného svařování. O tom vám však přineseme informace příště. pozn.: o automatizaci svařování naleznete další informace na internetových stránkách http://www.westax.cz. BEZPEČNOST PRÁCE Je nutné dbát také na bezpečnost práce obsluhy. Hlavními riziky každého svařovacího automatu je ohrožení obsluhy pohybem svařence nebo svařovacího hořáku a oslnění obsluhy Dvouosý svařovací automat se dvěma pracovními místy stanovišti. Na jednom pracovním místě automat svařuje, na druhém obsluha vyjímá svařené dílce a vkládá nové. Pak si své role prohodí. Roční produkce činí 300 000 ks. 10 / SVĚT SVARU
VENTILY A ARMATURY PRO APLIKACI ČISTÝCH A SPECIÁLNÍCH PLYNŮ jednostupňové a dvoustupňové lahvové redukční ventily redukční panely pro centrální systémy rozvodů plynů rozvodové redukční ventily a uzavírací ventily laboratorní prvky DruVa Gas Management - signalizace a dálková správa zdrojů a rozvodů příslušenství www.gce.cz www.gcegroup.com GCE, s.r.o. Žižkova 381 583 81 Chotěboř tel.: +420 / 569 661 111 tel.: +420 / 569 661 122 fax: +420 / 569 661 107 e-mail: marketing@gcegroup.com
partnerské stránky Odporové svařování Základní technologické informace Ing. Martin Janota, Weldconsult, spol. s r. o. Jednoúčelové automatické svařovací zařízení na přivařování třmenů na lešeňové trubky 12 / Detail technologického jádra Odporové svařování je soubor svařovacích metod, které na ohřev nutný na vytvoření spoje využívají teplo, které vzniká průchodem svařovacího proudu svařovanými materiály za současného působení přítlačné síly. Mezi tyto metody počítáme hlavně bodové a švové svařování, svařování výstupkové (a bradavkové) a stykové svařování stlačením a odtavením. Bodové svařování se používá na výrobu přeplátovaných spojů dílců z tenkého plechu, tloušťky běžně do cca 2,5 3 mm, i když bodově svařovat lze i tloušťky větší. Ze všech metod odporového svařování se pravděpodobně používá v nejširší míře. Pouze světový automobilový průmysl vyrobí každodenně kolem dvou miliard bodových svarů. Do dnešních dnů je to nejpoužívanější spojovací technologie v automobilové výrobě, jak naznačuje přiložená tabulka i obrázek. Švové svařování slouží k výrobě těsných přeplátovaných spojů. Nepoužívá se tak často jako svařování bodové, ale v některých oblastech, např. při výrobě některých typů radiátorů ústředního topení nebo plechových obalů, je v současné době nezastupitelné. Metoda svařování Množství Octavia Fabia Superb Octavia II Roomster Bodové svary ks 4400 4500 6201 5000 5217 MIG pájení m - 4,0 7,4 2,5 2,0 MAG svařování m 5,5 1,0 1,2 2,5 7,5 Priváření svorníků ks 190 160 214 200 161 Výstupkové svařování ks 25 46 147 31 34 Laserové pájení m - 1,0 1,03 1,6 1,2 Laserové svařování m - - 3,06 0,5 - Tab. I. Množství svarů na jednotlivých modelech automobilů Škoda Relativní podíl svařovacích technologií při výrobě vozů Škoda SVĚT SVARU
partnerské stránky Ruční kleště se zabudovaným transformátorem, používané v automobilovém průmyslu Kromě výroby automobilů a jiných dopravních prostředků (vagony, letecká výroba) se bodové svařování používá v mnoha jiných oblastech, např. při výrobě domácích spotřebičů. Další, velmi často používanou metodou odporového svařování je výstupkové svařování, při kterém se na koncentraci proudu umožňující start odporového ohřevu využívá výstupků, záměrně vytvořených na svařovaných částech obráběním nebo tvářením, případně vlastním tvarem svařovaných dílů. Mezi tyto poslední patří např. křížové spoje kulatin a drátů, pravděpodobně nejrozšířenější příklad výstupkových spojů. Jediný stroj na výrobu kovových svařovaných síti výztuže do skla nebo pletivo na ploty, vyrobí každý den miliony takových spojů. Větší průměry se svařují při výrobě betonářských výztuží. Pro výstupkové svařování je určen také široký sortiment spojovacích částí ke přivařování šroubů, matic, kolíků apod. Stykové svařování stlačením se používá na zhotovování tupých spojů menšího průřezu, drátů a pásků, svařování odtavením na větší průřezy, např. na svařování kolejnic. Odporově se svařují prakticky všechny druhy ocelí, a to i pozinkovaných nebo jinak pokovených, jako jsou karoserie aut, plechovky konserv nebo drátěná pletiva. Bodují se i plechy z hliníku a jeho slitin, ale i materiály exotičtější, jako titan nebo v jaderných aplikacích zirkon. Technologie odporového svařování jsou velmi výkonné i při použití standardních svařovacích Závěsná bodovka s kabelovými kleštěmi 150 kva strojů. Jejich výkonnost se dále zvyšuje používáním specializovaných přípravků a automatizací a robotizací, případně konstrukcí specializovaných jednoúčelových svařovacích strojů. Společnost Weldconsult se sídlem v Bratislavě začala svou činnost začátkem 90. let jako nástupce výzkumně-vývojové základny tehdejšího výrobce svařovací techniky v Československu BEZ (Bratislavské elektrotechnické závody) Bratislava. Byl převzat celý její výrobní program v oblasti odporového svařování. Společnost se zabývá vývojem a výrobou standardních odporových svařovacích strojů bodovek, svařovacích lisů, švovek a závěsných bodovek. Ve spolupráci s fi rmou ARO dodává již více než 10 let úspěšně pracoviště s ručními kleštěmi se zabudovaným transformátorem, zejména v koncernu VW. Svařovací lisy podle standardu VW jsou také pro potřeby tohoto odběratele dodávány zejména do podniku Škoda Auto a.s. V poslední době vzrostl zájem o dodávky jednoúčelových svařovacích pracovišť pro odporové svařování. Mají o ně zájem hlavně dodavatelé svařovaných podsestav pro automobilový průmysl. Svařovací lis L 160.14 s přípravkem pro manuální zakládání Také aplikace robotických kleští jsou jednou z klíčových oblastí dodávek společnosti. Pro různé odběratele byly dodány různé kleště, ať už z pneumatickým, anebo servo-motorickým pohonem, anebo s napájením kleští napětím 400V 50 Hz, anebo s napájením středofrekvenčním zdrojem. Firma má v programu také standardní stroje s usměrněným svařovacím proudem, anebo s požitím invertoru pro středofrekvenční napájení svařovacího transformátoru. V r. 1996 otevřela společnost Weldconsult sesterskou společnost v České republice Esweld. Výrobní program obou společností je možno prostudovat na webových stránkách www.weldconsult.sk a www.esweld.cz. Usměrňovací blok trojfázově napájeného odporového svařovacího lisu s usměrňeným svařovacím proudem Svařovací ruční kleště se zabudovaným transformátorem SVĚT SVARU / 13
technologie svařování ANALÝZA KVALITY ZVAROVÝCH SPOJOV OCELÍ X5CrNi18-10 a X6CrNiTi 18-10 Ing. Ján VIŇÁŠ, PhD. IWE, Katedra technológií a materiálov, SjF TU Košice Príspevok prezentuje analýzu kvality zvarových spojov vytvorených na oceliach typu X5CrNi18-10 a X6CrNiTi 18-10. Zvarové spoje boli pre expertízu odobraté zo zásobníkov kvapalných plynov. Na výrobu týchto zásobníkov sa používajú kryogénne ocele. Kvalita zvarových spojov bola hodnotená nedeštruktívnymi a deštruktívnymi metódami. V príspevku je prezentovaná iba časť z celého rozsahu skúšok realizovaných na zvarových spojoch. Na priečnych výbrusoch zvarov boli realizované makroskopické a mikroskopické analýzy. Overená bola vhodnosť použitých parametrov zvárania a prídavných materiálov. V závere sú prezentované odporúčania, ktoré je potrebné v praxi dodržať pri zváraní hodnotených materiálov pracujúcich v kryogénných podmienkach. ÚVOD Pri neustále rastúcej produkcii chemických látok a technických plynov vo svete, je aktuálna požiadavka na bezpečné skladovanie a prepravu týchto pre človeka nebezpečných produktov. Tieto komodity je možné skladovať resp. prepravovať aj vďaka využívaniu poznatkov správania sa materiálov pri interakcii s agresívnymi prostrediami resp. možnosti ich využitia pri veľmi nízkych teplotách. Takýmto progresívnym materiálom sú aj CrNi ocele, ktoré sa využívajú na výrobu zásobníkov a na výrobu tlakových nádob na prepravu a skladovanie skvapalnených plynov, kde musia tieto zariadenia odolávať účinkom extrémnych záporných teplôt. Jedným z rizikových miest a zdrojom častých porúch týchto zariadení bývajú hlavne miesta zvarových spojov. [1, 3] Dosiahnuť vysokú kvalitu zvarového spoja znamená zosúladiť vhodný prídavný materiál k základnému materiálu, taktiež navrhnúť vhodnú metódu zvárania ako aj podmienky zvárania a to všetko v súlade s platnými európskymi normami. Cieľom experimentu bolo vyhodnotiť kvalitu zvarových spojov na zariadeniach zhotovených z oceli X5CrNi18-10 a X6CrNiTi 18-10, pracujúcich pri kryogénných teplotách. Úlohou bolo taktiež navrhnúť materiálovo-technologické odporúčania pre výrobu zvarencov z týchto ocelí v praxi. METODIKA EXPERIMENTOV Skúmané základné materiály Pre uskladňovanie a prepravu chemických látok a kvapalných sa čoraz častejšie v praxi využívajú ocele dobre odolávajúce kryogénným teplotám. Medzi takéto ocele je možné zaradiť aj oceľ X5CrNi18-10 a X6CrNiTi 18-10. Oceľ X5CrNi18-10 má austenitickú štruktúru, bez prítomnosti δ-feritu. Jej chemické a mechanické vlastnosti sú v tabuľkách 1 a 2. Cold stretchingom môžu byť jej mechanické vlastnosti výrazné zvýšené (čo je v praxi často využívané, a už tiež akceptované normami pri výrobe tlakových nádob), pričom tento technologický postup je príčinou vzniku deformačne indukovaného martenzitu. [1] Oceľ X6CrNiTi 18-10 má austeniticko-feritickú štruktúru. V štruktúre sa nachádzajú 4 % δ-feritu. Chemické a mechanické vlastnosti sú v tabuľkách 3 a 4. Použitá technológia zvárania Plechy o hrúbke T = 6 mm vyrobené z materiálu X5CrNi 18-10 boli zvárané metódou MMA (111), v polohe PA. Označenie vzoriek a použité parametre zvárania sú v tabuľke 5. Vzorka 5 - rúra o rozmeroch ø 57 x 4 mm vyrobená z materiálu X6CrNiTi 18-10 bola zváraná metódou MMA (111), v polohe PC. Použité prídavné materiály pre zváranie OK 63.35 Ø 2 mm a Ø 3,15 mm smerné chemické zloženie a mechanické vlastnosti prídavného materiálu sú v tabuľkách 6 a 7. C [%] Cr [%] Mn [%] Ni [%] P [%] S [%] Si [%] 0,07 17 20 2 9 11,5 0,045 0,03 1 Tab. 1 Chemické zloženie ocele X5CrNi 18-10 [5] Mechanické vlastnosti R p 0,2 [MPa] Rm [MPa] A 5 min [%] KCU min 3 [J.cm -2 ] E [GPa] 186 490 686 50 196 199 Tab. 2 Mechanické vlastnosti materiálu X5CrNi 18-10 [5] C [%] Cr [%] Mn [%] Ni [%] P [%] S [%] Si [%] Ti [%] 0,08 17 19 2 9,5 12 0,045 0,03 1 0 0,4 Tab. 3 Chemické zloženie ocele X6CrNiTi 18-10 [5] Mechanické vlastnosti R p 0,2 [MPa] Rm [MPa] A 5 min [%] Z min [%] KCU min 3 [J.cm -2 ] E [GPa] 205 500 700 40 50 120 200 Tab. 4 Mechanické vlastnosti X6CrNiTi 18-10 [5] Označenie Materiál Prídavný Priemer Počet Zvárací Zváracie vzoriek STN EN 10028-7 materiál elektródy vrstiev prúd [A] napätie [A] Polarita 1 X5CrNi 18-10 OK 63.35 Ø 2 mm 1 80 24 DC / + Ø 3,15 mm 2 110 25 DC / + 3 X5CrNi 18-10 EB 423 Ø 2 mm 1 80 24 DC / + Ø 3,15 mm 2 110 25 DC / + 5 X6CrNiTi 18-10 OK 61.35 Ø 2 mm 1 80 24 DC / + Ø 3,15 mm 1 110 25 DC / + Tab. 5 Parametre zvárania jednotlivých skúmaných vzoriek C [%] Cr [%] Mn [%] Ni [%] Cu [%] P [%] Mo [%] S [%] Si [%] 0,04 18,5 1,65 12 0,3 0,025 2,75 0,02 0,45 Tab. 6 Chemické zloženie prídavného materiálu OK 63.35 [8] EB 423 Ø 2 mm a Ø 3,15 mm - označenie podľa SFA/AWS A5.4-92 daného prídavného materiálu je E 308 Mo-14. Smerné chemické zloženie a mechanické vlastnosti prídavného materiálu sú v tabuľkách 8 a 9. OK 61.35 Ø 2 mm a Ø 3,15 mm - elektróda typu AISI 308L. Smerné chemické zloženie a mechanické vlastnosti prídavného materiálu sú v tabuľkách 10 a 11. Použité skúšky na hodnotenie zvarových spojov Keďže zvarové spoje zhotovené na tlakových zariadeniach vyrobených z kryogénnych ocelí patria medzi rizikové miesta s možnosťou iniciovania porušenia týchto zariadení, je na zvarových spojoch uskutočnená širokospektrálna kontrola kvality nedeštruktívnymi a deštruktívnymi skúškami. V príspevku sú prezentované iba niektoré, vybrané metódy kontroly, ktorými bola kvalita zvarov skúmaná. Nedeštruktívne skúšky Na skúmaných vzorkách bola realizovaná vizuálna kontrola v zmysle STN EN 970. V poradí druhou skúškou bola kapilárna skúška uskutočnená podľa STN EN 1289/A1, STN EN 1289/A2. Použitá bola detekčná súprava Diffu therm. Deštruktívne skúšky Kvalita zvarových spojov bola skúmaná mikroskopickými metódami. Na zvare boli realizované makro a mikroskopické pozorovania v súlade z STN EN 1321. Štruktúry boli hodnotené na mikroskope Olympus CX-31. V článku sú tiež prezentované aj výsledky hodnotenia mikrotvrdosti podľa Vickersa STN EN 1043-2. Vzorky pre hodnotenie mikrotvrdosti sú pripravené v súlade s ISO 6507-1 a ISO 6507-2. Hodnotí sa mikrotvdosť v oblasti zvarového kovu, tepelne ovplyvnenej oblasti a oblasti zváraním tepelne neovplyvneného základného materiálu. Použitý skúšobný prístroj PMT 3, so záťažou 0,02 kn. Doba záťaže 20 sek. Mechanické vlastnosti R p 0,2 [MPa] Rm [MPa] A 5 min [%] 430 560 40 Tab. 7 Mechanické vlastnosti prídavného materiálu OK 63.35 [8] C [%] Cr [%] Mn [%] Ni [%] Nb [%] Mo [%] 0,05 18 1,8 10 0,5 2 Tab. 8 Chemické zloženie prídavného materiálu EB 423 [8] Mechanické vlastnosti R p 0,2 [MPa] Rm [MPa] A 5 min [%] 400 580 30 Tab. 9 Mechanické vlastnosti prídavného materiálu EB 423 [8] C [%] Cr [%] Mn [%] Ni [%] Mo [%] Cu [%] 0,04 19 1,7 10 0,3 0,3 Tab. 10 Chemické zloženie prídavného materiálu OK 61.35 [8] Mechanické vlastnosti R p 0,2 [MPa] Rm [MPa] A 5 min [%] 460 580 60 Tab. 11 Mechanické vlastnosti prídavného materiálu OK 61.35 [8] Obr. 1 Schéma zvarového spoja materiálov X5CrNi 18-10 1 koreňová vrstva zvaru, 2 krycia vrstva zvaru 14 / SVĚT SVARU
VÝSLEDKY ANALÝZY ZVAROVÝCH SPOJOV Zvary boli zhotovené metódami MMA. Na zvarových spojoch nedeštruktívnymi skúškami nebola zistená prítomnosť povrchových chýb. Makroskopická a mikroskopická analýza Vzorka 1 Vzorka 1 Austeniticko feritická štruktúra ZK Austeniticko feritická štruktúra TOO Obr. 2 Makroštruktúra a mikroštruktúry vzorky 1 Austenitická štruktúra ZM Na obr. 2 je makroštruktúra zvarového spoja vzorky 1. Na makroštruktúre vidieť jednostranný V zvar s pomerne výraznou kresbou. Dobre sú čitateľné zmeny v tepelne ovplyvnenej oblasti (TOO). Základný materiál (ZM) má jemnozrnnú austenitickú štruktúru. Na základe Schaeffl erovho diagramu bola vo zvarovom kove (ZK) zhotovenom bázickou elektródou OK 63.35 klasifi kovaná austeniticko feritická štruktúra, kde obsah feritu bol menej ako 5 %. V ZK sa ojedinele vyskytovali pomerne masívne sírniky α-mns a karbidické inklúzie Cr 23 C 6, ktoré sú prezentované aj na mikroštruktúre na obr. 2. Vzorka 3 Vzorka 3 Austeniticko feritická štruktúra ZK Austeniticko feritická štruktúra TOO Obr. 3 Makroštruktúra a mikroštruktúry vzorky 3 Austenitická štruktúra ZM Na obr. 3 je makroštruktúra zvarového spoja vzorky 3. Na makroštruktúre vidieť jednostranný V zvar s pomerne výraznou kresbou a prevýšením. V TOO bolo zaznamenané výrazné zhrubnutie zŕn smerom k ZK. ZM má jemnozrnnú austenitickú štruktúru. V štruktúre sa nachádzajú početné, inklúzie Cr 23 C 6 a iné vmestky. Na základe Schaeffl erovho diagramu bola vo ZK zhotovenom bázickou elektródou EB 423 klasifi kovaná štruktúra austenitická s obsahom 5 % feritu. V ZK boli v menšej miere pozorované karbidické inklúzie Cr 23 C 6 v porovnaní so ZM. Vzorka 5 Vzorka rúra Na obr. 4 je makroštruktúra zvarového spoja vzorky 5. Na makroštruktúre vidieť jednostranný V zvar. ZM má mikroštruktúru tvorenú austenitom so 4 % δ- feritu. V ZM bol pozorovaný výskyt karbidických inklúzií. Na základe Schaeffl erovho diagramu bola vo ZK zhotovenom bázickou elektródou OK 61.35 klasifi kovaná štruktúra austenitická s 5 % feritu. V TOO bol pozorovaný plynulý rast zŕn v smere od ZM k ZK vplyvom vneseného tepla pri zváraní. V skúmaných mikroštruktúrach bola pozorovaná prítomnosť karbidov Cr 23 C 6, ktorých prítomnosť potvrdila aj skúška mikrotvrdosti, kde bola nameraná hodnota 1 700 HV 0,2. Vzorka 5 Austeniticko feritická štruktúra ZK Austeniticko feritická štruktúra TOO Obr. 4 Makroštruktúra a mikroštruktúry vzorky 5 Austenitická štruktúra ZM Výsledky hodnotenia mikrotvrdosti podľa Vickersa STN EN 1043-2 Na priečnych výbrusoch všetkých skúmaných vzoriek boli namerané hodnoty, ktoré zodpovedali chemickému zloženiu skúmaných materiálov a klasifi kovaným štruktúram. Hodnoty mikrotvrdosti sa v základných materiáloch pohybovali v rozsahu 221 273 HV 0,2, v TOO v rozsahu 229-288 HV 0,2 a vo zvarovom kove 257 339 HV 0,2. Taktiež bola potvrdená prítomnosť karbidov Cr 23 C 6 v skúmaných vzorkách. Karbidy vykazovali mikrotvrdosť v rozsahu 1 390 1 760 HV 0,2. Odporúčania pre zváranie ocelí typu X5CrNi18-10 v praxi. Oceľ X5CrNi18-10 má austenitickú štruktúru. Tieto austenitické ocele majú približne o 50 % väčšiu tepelnú rozťažnosť a o približne 30 % nižšiu tepelnú vodivosť ako feritické ocele. Z toho vyplýva, že pri ich zváraní vznikajú väčšie napätia a deformácie. Vďaka austenitickej štruktúre a mriežke K12 majú vyššiu húževnatosť, avšak nižšiu odolnosť proti vzniku horúcich trhlín pri zváraní. Kryštalizačné trhliny sa vyskytujú iba v ZK, avšak likvačné a polygonizačné trhliny sa vyskytujú v TOO aj ZK. Horúcu praskavosť austenitických ocelí je možné eliminovať prítomnosťou δ- feritu vo zvarovom kove v obsahu 2 7 %. V základnom materiále postačuje 3 % δ- feritu. Vyšší obsah δ- feritu je nevhodný kvôli potenciálnemu vzniku korózie, ale hlavne z dôvodu vzniku krehkých intermetalických fáz pri vysokých teplotách. Výraznú úlohu v austenitických oceliach zohráva Mn. Tento legujúci prvok pomáha eliminovať nepriaznivý účinok S. Sýru môže viazať Mn na sírniky α-mns, ktorých prítomnosť bola pozorovaná pri hodnotení mikroštruktúr. Fosfor je možné eliminovať vo zvarovom kove iba δ-feritom. Rozpustnosť P v δ-ferite je 10násobne vyššia ako v austenite pri podsolidusových teplotách. Obsah Si vo zvarovom kove by nemal presiahnuť 0,5 % z dôvodu vytvárania kremičitanových eutektík. Pre tvorbu likvačných trhlín by ho nemalo byť vo zvarovom kove viac ako 0,3 %. Z hľadiska medzikryštálovej korózie zvarov austenitických ocelí je najkritickejšou pre oblasť TOO, rozsah teplôt 425 až 815 C, pri ktorej prebieha precipitácia karbidov Cr 23 C 6. Tieto v mikroštruktúrach vytvárajú nežiaduce reťazce. [1] Nie vždy je možné aplikovať rozpúšťacie (1 050 1 100 C), alebo stabilizačné žíhanie (900 950 C). Vtedy je vhodné na zvárané konštrukcie použiť stabilizované ocele (nevýhodou je vznik nožovej korózie na rozhraní vysoko-ohriatej TOO a ZK), alebo je výhodnejšie použiť ocele s nízkym obsahom interstícii. Predohrev sa pri zváraní austenitických ocelí nepoužíva. Mohol by nepriaznivo ovplyvniť koróznu odolnosť. Tepelný príkon sa limituje na 15 kj.cm -1 a teplota interpas na max. 150 C. Znížený príkon má vplyv na zníženie náchylnosti na horúcu praskavosť, a rast zrna vo vysokovyhriatej TOO pri nízkouhlíkových oceliach. Vysoký tepelný príkon spôsobuje vznik dlhých dendritov s precipitátmi v austenitickom základe, ktoré majú nepriaznivé vrubové účinky. [1] Horúcej praskavosti sa dá predchádzať znížením rýchlosti zvárania. U austenitických ocelí sa žíhanie na odstránenie vnútorných napätí takmer nepoužíva. V nevyhnutných prípadoch sa používa žíhanie v intervale teplôt 850 950 C, alebo 400 500 C, niekedy rozpúšťacie žíhanie. Odporúčania pre zváranie ocelí typu X6CrNiTi 18-10 v praxi Oceľ X6CrNiTi 18-10 má austenitickú-feritickú štruktúru, pričom v štruktúre sa nachádza 4 % δ- feritu. Jedná sa o stabilizovanú korozivzdornú oceľ, u ktorej vznik medzikryštálovej korózie je eliminovaný prítomnosťou stabilizačného prvku Ti, ktorý má vyššiu afi nitu k Cr ako C a je ho v základnom materiáli 5x viac ako % C. Zabráneniu medzikryštálovej korózii je možné iba elimináciou vzniku karbidov Cr 23 C 6, ktorý sa vylučuje na hraniciach zŕn. Prítomnosť nežiaducich karbidov Cr 23 C 6 je možné eliminovať použitím tzv. rozpúšťacieho žíhania pri teplote 1 050 1 100 C/0,5 1 h s rýchlým ochladením cez nebezpečnú tepelnú oblasť precipitácie vodou, resp. druhým spôsobom je tzv. stabilizačným žíhaním pri teplote 850 až 900 C po dobu 10 15 hodín, ktorého účelom je chemické zhomogenizovanie ochudobnenej oblasti hraníc zŕn. ZÁVER Príspevok sa zaoberá hodnotením kvality zvarových spojov vytvorených na oceliach typu X5CrNi18-10 a X6CrNiTi 18-10. Na základe hodnotenia makro a mikroštruktúr materiálov je možné konštatovať, že štruktúra kryogénnych Cr-Ni ocelí je výsledkom kombinácie feritotvorného vplyvu Cr s austenitotvorným vplyvom Ni a C. Na odhad výslednej štruktúry bol použitý Schaeffl erov konštitučný diagram. Vyžitie kryogénných ocelí v priemysle je širokospektrálne. V prevažnej miere sa jedná o zariadenia u ktorých by prípadná havária mohla spôsobiť veľké materiálové, ekologické škody, prípadne aj straty na ľudských životoch. Preto pri navrhovaní takýchto zariadení zhotovených zváraním je potrebné dokonale poznať vlastnosti používaných základných materiálov, ich chemickú kompozíciu a pevnostné charakteristiky materiálov. Je potrebné poznať ich správanie sa pri zváraní, poznať ich metalurgickú, technologickú a konštrukčnú zvariteľnosť. V neposlednom rade zohráva dôležitú úlohu voľba vhodných technológií zvárania a najmä voľba vhodných prídavných materiálov pre zváranie, ktorých výber pre zváranie vysokolegovaných materiálov ovplyvňuje množstvo faktorov. Príspevok bol spracovaný v rámci riešenia grantového projektu VEGA č. 1/2203/05. ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY technologie svařování [1] Čomaj, M., Zohn, J.: Problematika zvariteľnosti vysokolegovaných ocelí používaných na výrobu kryogénných nádob. In.: Zváranie Svařováni, 8/2004, s. 186 188. [2] Čomaj, M., Zohn, J.: Zváranie nátrubkov s plášťom tlakových kryogénnych zásobnikov plnenými rúrkovými drôtmi. In.: Zváranie Svařováni, 1/2005, s. 11 14. [3] Blaškovitš, P., Sukubová, I., Durcová, J., Kasala, M.: Rozvoj procesov zvárania na zvárané konštrukcie. In.: Zváranie 2001, Tatranská Lomnica, 2001., [4] Pilous, V.: Vlastnosti a zvariteľnosť korozivzdorných ocelí G-X5CrNi13-6, Zváranie Svařovaní, 6 7/2004, s. 139 144. [5] Furbacher, I. Macek, K. Steidl, J.: Lexikón technických materiálu, (elektronická verzia), 2005 [6] Turňová, Z.: Bezpečnosť a ochrana zdravia pri zváraní, In.: Zvárač, 2/2006, str.24 29. [7] Blaškovitš, P. Sukubová, I. Kasala, M.: Rozvoj zvárania a príbuzných technológií po roku 2005. In.: Zvárač. 2006, č. 2., str. 12 16. ISSN 1336-5045 [8] http://sk.esab.net/ (20. 9. 2007) SVĚT SVARU / 15
partnerské stránky Jednoúčelové svařovací automaty jako nástroj zvyšování produktivity a kvality Ing. Pavel Havelka, Migatronic CZ, Teplice www.migatronic.cz Migatronic je nejen předním výrobcem svařovacích zařízení pro ruční svařování, ale je i dlouholetým dodavatelem jednoúčelových svařovacích automatů MIG/MAG, TIG, TIG Plasma a robotizovaných pracovišť s roboty ABB, Fanuc a Kuka pro svařování, popř. manipulaci. Právě nabídka jednoúčelových svařovacích automatů Migatronic není ale běžně známá širší české a slovenské odborné veřejnosti, protože stále při výběrových řízeních, popř. při porovnávání jednotlivých strojů nebo i technologických celků, převládá požadavek nízké ceny nad garancí kvality použitých komponent a garancí funkčnosti celého zařízení v okamžiku předání uživateli. V reálné praxi proto potkáváme mnoho výhodně pořízených jednoúčelových automatů, které se ale potýkají s problémy, jako jsou tuhost fi xace svařenců, nepřesné vedení hořáků, vlastními silami dodělávané, popř. zcela chybějící pomocné konstrukce (lávky, manipulátory a manipulační vozíky pro těžké svařence) a tyto automaty tak neplní často svůj základní úkol kvalitní automatické svařování s vysokou produktivitou. Nabídka jednoúčelových svařovacích automatů Migatronic vychází z modulů (polohovadla, pohonné systémy, držáky a vedení hořáků, svařovací traktory, řídicí systémy, zdroje a podavače pro svařování), které jsou často samy použitelné pro jednoduchou mechanizaci výroby, popř. jsou součástí velkých na zakázku stavěných zařízení. Právě zakázková zařízení pro především skandinávské fi rmy (Electrolux, Danfoss, Grundfos, KEN, Volvo) jsou nejznámější. S postupným rozšiřováním aktivit těchto fi rem se s jednoúčelovými svařovacími automaty Migatronic můžeme setkat v Německu, na Slovensku, v Polsku, v Maďarsku, a v neposlední řadě i v Pobaltí a v Rusku. Svařování potrubních systémů pro kouřovody, brzdových a výfukových systémů pro automobilový a lodní průmysl, armatur a výměníkových stanic pro energetiku, chemický průmysl nebo farmacii jsou jen malou částí širokého spektra aplikací. Právě spolehlivost produktů a dlouholetá zkušenost vývojových pracovníků fi rmy Migatronic jsou zárukou, že instalace, zprovoznění a dosažená výkonnost jednoúčelového svařovacího zařízení odpovídá požadavkům i očekáváním odběratele a že komplexnost dodávky naplní i zákonné povinnosti z pohledu bezpečnosti a hygieny pracoviště (hlučnost, světelné a teplené záření, přístupnost obsluhy). 18 / SVĚT SVARU
Pohodlí nebo potřeba? Hořáky TIG jsou stále nedoceněným nástrojem profesionála Ing. Pavel Havelka, Migatronic CZ, Teplice partnerské stránky www.migatronic.cz Kvalitní ruční svařování metodou TIG AC i DC patří stále k prestižním úkolům v oboru svařování kovů. Často je používáno pro svařování kořene svarů náročných svařenců, popř. pro montážní operace a renovační práce. Zkušený svářeč a kvalitní svařovací zdroj spolu s vhodně zvoleným přídavným materiálem jsou nutnými podmínkami, nemusí být ale dostatečnou zárukou požadované kvality svaru. Přístupnost místa svařování a poloha, v níž proces probíhá, jsou totiž dalšími limitujícími faktory procesu TIG svařování. Mnoho svářečů ale, především z důvodu neznalosti nebo využívání služeb nekompetentního dodavatele, popř. pod tlakem na snižování výrobních nákladů, pracuje pouze se standardními TIG hořáky dodávanými prodejci svařovací techniky. Migatronic, jako přední světový dodavatel svařovacích strojů pro TIG svařování, nabízí a dodává svým zákazníkům široký sortiment TIG hořáků pro běžné i méně běžné svařovací úkoly. Právě správná volba hořáku a jeho příslušenství přináší svářeči nejen zvýšení pohodlí a pracovního komfortu, ale zvyšuje i přístupnost k místu svařování (např. při svařování potrubí výměníkových stanic a výparníků na montážním místě), produktivitu práce (zkracuje totiž prostoje způsobené hledáním přístupu) a snižuje tak i únavu pracovníků. To jsou atributy, které je třeba zvážit při volbě svařovacího hořáku nejen při nákupu svářečky, ale při každém rozhodování o jejím použití. Celá řada uživatelů svařovacích strojů Migatronic používá k jednomu zdroji i několik různých typů hořáků Migatronic, které se liší konstrukcí, ovládáním a použitelným zatížením. Bohužel v praxi ale vidíme i mnoho dalších svářečů, kteří hořáky ke svým svářečkám rozlišují pouze na plynem nebo vodou chlazené. V dalším textu si proto připomeňme průřez nabídkou TIG hořáků fi rmy Migatronic. Standardní hořáky TIG 101/201 plynem chlazené a TIG 301/401 vodou chlazené splňují většinu běžných požadavků svářečů i technologů. Správnou volbou velikosti a tvaru keramické hubice a délky krytu wolframové elektrody lze docílit optimální velikost hořáku a přístupnost při jeho používání. Hořáky TIG 101/201/301 jsou dodávány i v provedení Flex s ohebným krkem, aby bylo usnadněno jejich polohování. Pro časté změny tvaru jsou ale vhodnější hořáky TIG Adjust (bližší popis byl uveden ve Světě Svaru 1/2008), které se skládají z otočných segmentů. Pro mnohé aplikace jsou ale často krátká standardní madla hořáků, která jsou optimalizovaná pro dobré držení a vyváženost. V takovém případě je vhodné použít těla hořáků DSF 225 Flex. Tato těla se dodávají v provedení 70, 90, 180 a ve verzi 70 se spodním vkládáním wolframové elektrody. Díky ohebnému (proto označení Flex) 75 mm prodloužení madla usnadňují přístupnost k místu svařování a snižují i zatížení ruky svářeče světelným a tepelným zářením oblouku. Jiným častým požadavkem svářečů je možnost použití speciálních tvarů a délek keramických hubic. Hořáky Migatronic TIG 101 a TIG 301 jsou určené právě pro tyto speciální keramiky délek např. 48 nebo 64 mm (popř. jiných méně běžných rozměrů). Má-li ale svářeč hořáky Migatronic TIG 201 a TIG 401, tj. hořáky s velkým zatěžovatelem, může pro ně použít tělo systému Stubby. Díky použití tohoto těla hořáku pak svářeč používá stejné keramiky na všech hořácích bez ohledu na jejich typ. Díky tomu nemusí neustále měnit několik hořáků, neztrácí čas s výběrem jejich správného osazení spotřebními díly a může se plně koncentrovat na svůj úkol kvalitní a pevný svar. DÁLKOVÁ REGULACE Z RUKOJETI HOŘÁKU Migatronic od samého začátku svého vývoje TIG svařovacích hořáků nabízí svářečům příjemnou a praktickou pomůcku dálkovou regulaci svařovacího proudu z rukojeti hořáku. Označení TIG Dialog jednoznačně vystihuje a srovnává důležitost hořáku pro proces svařování spolu se správným nastavením svařovacího proudu. Svářeč tak má možnost dálkově volit, popř. měnit svařovací proud a může se díky tomu plně koncentrovat na hořící oblouk. Tento systém zároveň plně nahrazuje různé typy dálkových regulátorů (ruční i nožní), se kterými se ale, samozřejmě, dá v případě požadavku kombinovat. Současné hořáky Migatronic TIG Ergo jsou dodávány ve třech provedeních: bez regulace, pouze se spouštěcím tlačítkem s regulací potenciometrem s horizontální osou otáčení nově s regulací potenciometrem s vertikální osou otáčení. Všechny tři spínací a regulační systémy jsou snadno vyměnitelné a jsou i plně záměnné. Regulační potenciometry jsou aretovatelné, takže svářeč si může nastavit jejich citlivost, aby nedošlo k nechtěnému rozladění požadovaného nastavení. Díky tomu si každý svářeč zvolí pro něj a pro jeho denní používání ten nejvhodnější systém. I taková drobnost, jakou je dálková regulace proudu z hořáku, zjednodušuje obsluhu a šetří i investice od případných externích regulátorů, jsou-li pro danou aplikaci potřebné (např. při montážních pracích, popř. při svařování v nádobách). SVĚT SVARU / 19
partnerské stránky Příslušenství svařovacích strojů Příslušenství a vhodná výbava rozšiřují možnosti použití a zvyšují i výkonnost Ing. Pavel Havelka, Migatronic CZ, Teplice www.migatronic.cz Profesionální svařovací stroje jsou dodávány v mnoha výkonových provedeních a s mnoha úrovněmi řízení a regulace. Samozřejmostí jsou i různé typy podavačů a varianty kabeláže nebo hořáků. Bohužel tím výčet obvyklého příslušenství používaného v denní praxi končí. Podívejme se ale, jaká další výbava zvyšuje užitnou hodnotu strojů Migatronic a přispívá ke zvýšení výkonnosti, popř. umožňuje použití stroje i ve ztížených provozních podmínkách. Každý MIG/MAG zdroj proudu je obvykle kombinován s jedním podavačem drátu, u invertorů bývá doplněn i možností svařování obalenou elektrodou. V případě ale, že svářeč používá více typů svařovacích drátů (např. plný pro kořen a trubičkový pro krycí vrstvu), je vhodnou volbou stroj se dvěma nebo více podavači drátu a se dvěma nebo více připravenými hořáky (včetně plynového hospodářství). Svářeč tak snadno volí, který hořák (a tedy přídavný materiál) použije. Úspora času při přezbrojování podavače a hořáku, a tedy i zvýšení produktivity na takovém pracovišti, jsou přesvědčivými argumenty pro vyšší počáteční investici. Dalším vhodným prvkem, který výrazně prodlužuje životnost hořáku a snižuje i únavu svářeče, je podpěrné rameno pro hořák. Ke všem strojům Migatronic může být takové rameno dodáno, a to i pro verze se dvěma podavači. Plynulý ohyb hořáku, odlehčení pružícím mechanismem a přesné vyvážení zdokonalují funkcionalitu takového pracoviště, protože hořák má svářeč vždy po ruce přesně tam, kde potřebuje. Podpěrné rameno umožňuje i snadné naklápění celého podavače a díky tomu nedochází ke zbytečnému ohýbání hořáku. Právě odlehčení, např. odsávaného hořáku, je pro svářeče velice příjemnou zkušeností, takže podpěrné rameno určitě není doplňkem, který by svářeči odmítali. Průmyslové svařovací stroje jsou používány v různých provozních podmínkách. Právě proto mohou být doplněny i autotransformátorem pro změnu dostupného napájecího třífázového napětí (např. 500 V) na potřebných 400 V. Autotransformátor je zakomponován ve spodní části podvozku svářečky, takže těžiště stroje zůstává nízko a celkové rozměry se nemění, takže manipulace s takto vybaveným strojem zůstává i nadále velice jednoduchá. Zejména na montážních místech nebo na stavbách svářeči ocení i snadnou manipulovatelnost, takže všechny stroje i jejich snímatelné podavače jsou vybaveny robustním podvozkem, popř. jeřábovými oky. Pro ztížené provozní podmínky mohou být stroje Migatronic Sigma dodány i s robustním offshore klecovým rámem pro ještě větší ochranu a snadnou manipulaci jeřábem. Takové řešení je pak vhodné především pro stavebnictví, nebo všude tam, kde je moderní technologie denně v kontrastu s hrubým zacházením. Podvozky strojů a podavačů i jejich ochranné rámy a mohou být dodávány i pozinkované z důvodu zvýšené odolnosti proti agresivnímu prostředí (např. mořská voda, chemické výpary, horká pára atd.). Existují ale i mnohé další doplňky, jako jsou kryty čelních panelů pro jejich ochranu, háky pro zavěšení kabelů, držáky pro zavěšení hořáků, dálkové regulátory, synergické regulátory plynu, které regulují průtok plynu podle skutečných svařovacích parametrů a jiné, které přesně vyhovují potřebám různých svářečských operací a zjednodušují tak nejen proces svařování, ale i manipulaci se svařovacím strojem, popř. snižují fyzickou námahu svářeče. ZAPNI ZDROJ, ZMÁČKNI SPOUŠŤ A SVAŘUJ Vážení obchodní přátelé, dovolujeme si Vás pozvat na mezinárodní veletrh Welding 2008, který se koná ve dnech 13. 16. 5. 2008 na výstavišti v Brně. Přijďte zhlédnout novinky v technologiích svařování a robotizace. Expozici naší společnosti Migatronic CZ, a.s., naleznete v pavilonu V, stánek číslo 071 Těšíme se na Vaši návštěvu 20 / SVĚT SVARU