Основи на техниката на заварување
Zavaruvaweto e soedinuvawe na metali od ist ili sličен sostav pod dejstvo na toplina, so ili bez dodavawe na ist ili sličен metal. So pomoš na zavaruvawe delovite nerazdelno se povrzuvaat edni so drugi, taka što nastanuva edinstvena celina. Dobro zavaruvawe pretpostavuva intimen spoj, koj se postignuva samo togaš koga na mestoto na zavaruvaweto se topi i osnovniot materijal (zona na uvar).
Електролачно заварување
За челични конструкции првично доаѓа предвид електролачно заварување при кое потребната топлина се добива со електричен пламенски лак. Пламенскиот лак се создава меѓу основниот дел и т.н. електрода, која при тоа се топи и дава дополнителен материјал. Правилниот избор на дополнителниот материјал (електродата) има најголемо влијание врз особините на заварената врска. Електродите се избираат според карактеристичните јачини на основниот материјал што се заварува. Изборот на електроди, утврдувањето на условите за заварување претпоставува стручно знаење, поради што е создадена институцијата на посебно образувани “инженери-специјалисти за техника на заварување”, чија задача е, меѓу другото, да ги надгледуваат работите на заварување и рамномерно да ги повторуваат атестациите на заварувачите.
Гасно заварување и сечење
При гасно заварување потребната топлина се создава со согорување на гасот, така што основниот и дополнителниот материјал се топат. Поважно е сечењето. Горилникот за сечење покрај топлинската цевка, која работи како и при заварување, има уште една цевка за сечење за кислород. Со жешкиот пламен загреаниот челик се пробива и се продувува со струја на кислород. Сечењето дава мазни и прецизни површини кои се доволни за многу наменски примени на челични конструкции без натамошна обработка.
Заварливост
За проценка на заварените споеви треба да се има предвид дека при процесот на заварување може значително да се промени составот на додатниот, како и на основниот материјал. Големо значење има и промената на структурата – помеѓу растопениот шев и непроменетиот основен материјал има, зависно од степенот на топлинското дејство, зона со различна структура и со тоа со различни особини. Покрај шевот се наоѓа област во која се топел основниот материјал (зона на вара) и во која се врши спојување меѓу зоната на заварување и основниот материјал. Околната зона на материјалот исто така е уште силно загревана, иако таму веќе не е достигната точката на топење. Во оваа зона на прегревање се јавуваат големи промени во структурата, така што таа често е пресудна за особините на целиот заварен спој.
Пукнатост на заварот подразбира појава на пукнатини во заварот, кои настануваат непосредно по заварувањето, уште при висока температура или можеби дури при ладење во областа на синото жарење (на околу 300оC). Пукнатоста во висока мера е особина на електродите, таа се јавува речиси само кај обложени електроди, какви што се токму важни за челичните конструкции. За појава на пукнатини потребно е да се исполнат два услова, имено високи напрегања поради процесот на заварување или други надворешни влијанија, како и зголемување на крутоста на материјалот.
Покрај металуршките промени во составот и структурата на материјалот важни се и физичките процеси, кои се поврзани со големите количини топлина што при заварувањето му се внесуваат на материјалот и при тоа постигнатите високи температури. Загревањето не се врши рамномерно, туку само во тесно ограничени области. Со загревањето поврзаната топлинска дилатација е спречена со внатрешниот напон на загреаната зона од незагреаниот материјал. На тоа се надоврзува и надворешен напон, бидејќи деловите при заварувањето мора цврсто да се стегнат, па затоа при загревањето се јавуваат пластични собирања. При ладењето шевот и неговата околина се собираат најсилно (собирање). При ладењето поради спреченото издолжување мора да се појават принудни напони (напони од собирање). Со претходно загревање на деловите што се заваруваат на 200 oC до 300 oC може значително да се забави ладењето. Поради намалување на дејството на калењето се добива подобро образување на структурата, стврднувањето останува помало.
Испитување на материјали и заварувачки работи
Општо: Бидејќи квалитетот на заварувачките работи зависи од низа околности, а не на последно место и од вештината и сигурноста на стручниот работник, потребни се точно надгледување и испитување на сите заварувачки работи. Од испитувањата се наведуваат оние за утврдување на способноста за заварување на материјалите и електродите, споредување на условите за заварување и постапките на заварување за еден даден случај, испитувања на примероци итн.
Сл. 1 - Проба на свиткување на заварениот шав
Испитување на свиткување на заварениот шев: Тоа е испитување на свиткување на една проста греда со правоаголен пресек (сл. 1), на која полукружно обработената надолжна жлебина во затегнатото влакно повторно е заварена со еден слој, и тоа на собна температура. Шевот предизвикува силно намалување на деформабилноста, така што примероците често се кршат сосема крто и ненадејно. Аголот на свиткување кај тенки плочи е поголем, а се намалува со дебелината на плочата.
Жилавост при засек: Кај пробата на свиткување на заварот најчесто најпрво се јавуваат пукнатини во самиот завар, така што настанува крт лом. Основниот материјал мора да биде способен да го прими оптоварувањето што нагло се јавува при кртото пукање на заварот. Треба да се бара пукнатината во зоната на заварот да не се шири брзо и низ основниот материјал, туку пукнатината да смее да напредува само полека. Основниот материјал мора да биде доволно жилав за да го прими ова ненадејно оптоварување и оваа способност мора да остане во доволна мера и при ниски температури. Жилавоста при засек, како и другите механички својства, во голема мера зависат од температурата на која се врши пробата. При ниски температури, на пр. под 0 oC, таа може да падне на дел од вредноста при 20 oC. Положбата на овој нагол пад е важна за оценување на некој материјал. За заварени челични конструкции денес се бара материјал со добра отпорност на стареење, односно висока засекава цврстина при удар на ладно истегнати проби.
Сл. 2 - Деформација при состојби на напрегање на засек
Тврдина: Големо значење имаат појавите на тврдина во зоната на заварување. Важно е познавањето на порастот на тврдината, бидејќи дилатацијата при лом брзо опаѓа со зголемување на тврдината (сл. 3), додека јачината на затегнување σB се искачува речиси пропорционално со Бринеловата тврдина HB. За градежните челици приближно е σB = 0,36*HB. Еден пример на тврдина на главниот аголен завар на I-носач е прикажан на сл. 4. Во преодната зона постојат на многу мали растојанија големи разлики во тврдината. Текот на тврдината зависи од формираната структура. σ-ε-l линијата слично се менува со тврдината како и со напонската состојба на засекот (сл. 2).
Сл. 3 - Бринелова тврдина и издолжување
Сл. 4 - Тврдини во зоната на шевот во вратот на еден заварен I-носач
Испитување без разорување на готови заварени споеви
Prozračuvanje – Pri prozračuvanje na mali debelini, može rendgenskata slika da se napravi vidliva na eden ekran. Namesto rendgenski zraci može da se koristat gama zraci od radioaktivni materijali. Rendgenskata slika dozvoluva da se zaključuva za kvalitetot na šavot. Vklučeni zguri ili pori, kako i greški vo vrzuvanje i puknatini, može taka da se utvrdat i vo daden slučaj da se otstranat.
Магнетно струење – Се создава магнетно поле во оној дел од челикот што се испитува и тогаш нанесените опилки се распоредуваат според полето. Од евентуални неправилности во магнетното поле можат да се откријат пукнатини. Постапката е ефикасна особено за наоѓање површински пукнатини, но релативно неосетлива на вклучоци од згура и пори, како и на пукнатини што се наоѓаат во внатрешноста на подебели плочи.
Испитување со ултразвук – Ултракратките звучни бранови се рефлектираат не само на граничните површини, туку и на разделните површини во внатрешноста, како на пример на пукнатини или слоевити раздвојувања.