Hegesztéssel két, rendszerint fémes anyag között, azok részleges megolvasztásával olyan nem oldható kötést hozunk létre, amelynek tulajdonságai viszonylag jól megközelítik az összekötni kívánt fémes anyagokét. Az ívhegesztés során a kötésben részt vevő anyagok részleges megolvasztása villamos ív segítségével történik.
A villamos ív tulajdonképpen két elektróda között kialakuló, részben ionizált gázokból álló vezetési csatorna, amelynek hőmérséklete 2000–20 000 °C közötti, és amelyben az áramsűrűség 10–100 000 A/cm2 között változik. Az ívet megfelelő nagyságú, de életveszélyt lehetőleg nem okozó feszültséggel hozzák létre, amely rendszerint kevesebb, mint 100 V. A hegesztőív azonban változó alakú áramvezető csatorna: mérete és vezetőképessége – többek között – függ az áramerősségtől. Főbb jellemzőinek változását, valamint a hegesztés során benne lejátszódó folyamatokat az áramforrásnak, a hegesztőberendezésnek meglehetős rugalmassággal kell követnie az ív fenntartása érdekében. A hegesztő-áramforrásoknak ugyanakkor biztosítani kell a megszakadt ív könnyű újragyújthatóságát is.
Áramforrások A hegesztő-áramforrásoktól a fenti, alapvető követelményeken túl elvárhatók még a következők is: jó és fokozatmentes szabályozhatóság széles áramerősség-tartományban, a munka megszakítása nélkül; jó hatásfok terheléskor, alacsony teljesítményfelvétel üresjáratban; ne legyen drága, kevés karbantartást igényeljen, továbbá a környezeti hatásokkal szemben – például por, ütődés – viszonylag ellenálló legyen. Az áramforrásokkal szembeni összes igényt egyetlen kézi (hordozható) áramforrás sem elégíti ki, viszont bizonyos üzemi körülményeknek egyik-másik áramforrás jobban megfelelhet. Az első áramforrások kezdetben a hegesztődinamók és a hegesztőtranszformátorok voltak. Ezek viszonylag egyszerű berendezések, ám kevéssé rugalmasak: ezért mára csak alárendeltebb célokra alkalmazzák azokat. Az elektronika fejlődésével megjelentek az egyenirányított áramforrások, ám az idő azokat is meghaladta. Az áttörést az elektronikusan szabályozott (tirisztoros, inverteres) áramforrások jelentették: ezek, de különösen a tranzisztorokból felépített inverteres áramforrások "reakcióideje" már az ívben és a hegfürdőben lejátszódó folyamatok időbeli lefolyásának nagyságrendjébe esik, így igényesebb hegesztési feladatokhoz is alkalmazhatók.
MMA-hegesztés Az angol rövidítés – Manual Metal Arc – alatt a bevont elektródás ívhegesztést értjük. Ez az egyik leginkább ismert és elterjedt hegesztési eljárás, mivel gyakorlatilag minden hegesztési helyzetben alkalmazható. Az elektródán levő bevonat feladata az ív stabilitásának biztosítása és az ömledék védelme az oxidációtól. A hegesztő felszerelés főbb részei: áramforrás, hegesztőkábel, elektródafogó, testkábel, továbbá a bevonatos elektróda. Az eljárás fontosabb jellemzői: az üzembe helyezése egyszerű, kicsi a beruházási költsége, a bevonatos elektródák nagy választékban állnak rendelkezésre és könnyen beszerezhetők, nehezen hozzáférhető helyek hegesztésére is alkalmas, ötvözetlen, erősen ötvözött acélok, nem vas alapú fémek, és öntöttvas hegesztésére egyazon áramforrással alkalmas, továbbá más hegesztő eljárásokhoz ké pest kevéssé érzékeny a munkadarabok tisztaságára és illesztésük pontosságára. A bevont elektródás ívhegesztéshez rendszerint egyenáramú áramforrást alkalmaznak, amely általában egy hegesztőtranszformátor.
AWI- (TIG-) hegesztés A rövidítések a védőgázas volfrámelektródás ívhegesztést jelentik (TIG – Tungsten Inert Gas). Az eljárás során az ív a munkadarab(ok) és egy nem fogyó volfrámelektróda között alakul ki, az ívet és az ömledéket pedig folyamatosan áramló semleges – argon vagy hélium – védőgáz védi az oxidációtól. Az AWI-eljárás legfőbb előnye, hogy a semleges gázok – mivel nemesgázokról van szó – még magas hőmérsékleten sem reagálnak a megolvadt, illetve magas hőmérsékletű fémekkel – a volfrámot is beleértve –, viszont teljesen megvédik az ömledéket a levegőtől. Emiatt a varrat utólagos kezelést nem igényel, a salak- és gázzárványoktól mentesebb lesz, ezáltal jobb mechanikai tulajdonságokkal és korrózióállósággal rendelkezik. Az AWI-eljárás könnyen automatizálható. Az elektródákat többféle adalékolással és csúccsal forgalmazzák, a különféle hegesztési körülményekhez (váltakozó vagy egyenáramú hegesztés). Az AWI-hegesztés során a fentiek miatt fontos, hogy az ív létrejöttekor már jelen legyen a nemesgáz-atmoszféra, amelyet néhány másodperces gázelőáramlással oldanak meg. A nemesgáz-atmoszférát a hegesztés befejezte után is fenn kell tartani bizonyos ideig. Az elektródák csúcsa érzékeny az érintéses ívgyújtásra, ezért – mivel a csúcs befolyással van az ív stabilitására – az ív begyújtása kétféleképpen történhet: érintés nélküli, azaz nagyfrekvenciás, nagyfeszültségű vagy vezérelt érintéses gyújtással. A fémek AWI-hegesztése egyenárammal történik, az alumíniumot és magnéziumot, illetve ötvözeteiket kivéve. Az AWI-hegesztéshez tirisztoros vagy inverteres áramforrásokat célszerű használni, bár megfelelő vezérlőegységgel hegesztőtranszformátorok is alkalmazhatók: ezeknél a vezérlőegység a nélkülözhetetlen funkciókat látja el: például a gázáram vezérlése, valamint az érintés nélküli gyújtás.
MIG/MAG hegesztés A rövidítések alatt védőgázas fogyóelektródás ívhegesztést értünk (MIG – Metal Inert Gas, MAG – Metal Active Gas). A védőgáz lehet semleges: argon és/vagy hélium, (MIG) esetleg bizonyos mértékig oxidáló, illetve redukáló hatású – a szén-dioxid- és/vagy oxigéntartalma, illetve a hidrogéntartalma függvényében –, vagyis "aktív" (MAG). A hegesztőhuzal, huzalelektróda fontosabb jellemzőit, anyagát, átmérőjét a hegesztés körülményei, az összekötni kívánt anyagok, a védőgáz aktivitása, valamint a hegesztőáram erőssége határozza meg. A hegesztőhuzalokat dobra csévélve hozzák forgalomba: a hegesztés során onnan csévéli le a huzalelőtoló mű, majd az áramátadóval érintkezve kerül feszültség alá. Az eljárás nagyon jól automatizálható ívhegesztő robotokkal, ha viszont a hegesztőpisztolyt kézzel mozgatják, akkor félautomata hegesztésről beszélünk. Az eljáráshoz a sok segédfunkció miatt szabályozott áramforrást kell alkalmazni. A hegesztés során az ív egyébként szemmel is figyelhető. Sokoldalúsága miatt fokozatosan kiszorítja a bevont elektródás ívhegesztést.
Plazmahegesztés és -vágás Az anyagok plazmaállapota azt jelenti, hogy az anyag ionokból és elektronokból áll. A plazmahegesztés kissé hasonlít az AWI-eljárásra: a hegesztés itt is védőgáz-atmoszférában történik – ez általában argon és/vagy hélium – és a villamos ívet nem fogyó volfrámelektróda segítségével hozzák létre. Az ív feladata azonban, hogy plazmaállapotba hozza a plazmagázt, ami rendszerint argon: az összekötni kívánt anyagokat az ionizált – plazmaállapotba került – plazmagáz hőhatása fogja megolvasztani, ennek hőmérséklete 10 000–30 000 °C közé esik. A plazmahegesztésnek két fő eljárásváltozatát különböztetjük meg: ezek a plazmaívhegesztés és a plazmasugár-hegesztés. Az előbbinél a plazma az elektróda és a munkadarab között alakul ki, az utóbbinál pedig az elektróda és a fúvóka között. A plazmaívhegesztést használják rendszerint fémes anyagok hegesztéséhez és vágáshoz, míg a plazmasugár-hegesztést villamosan nem vezető anyagok hegesztéséhez. A plazmahegesztő berendezés főbb részei: áramforrás, vezérlőegység – ha nincs az áramforrásba integrálva –, huzaladagoló készülék, plazmahegesztő égő, valamint az égőt hűtő vízhűtő rendszer. Áramforrásként általában az AWI-áramforrások is használhatók megfelelő körültekintéssel. A plazmahegesztés legfeljebb ~10 mm anyagvastagságig használható, és főleg olyan helyeken alkalmazzák, ahol különleges minőségi követelményeket kell kielégíteni. A plazmaív magas hőmérséklete, nagy és koncentrált energiasűrűsége révén fémes anyagok termikus vágására is széles körben alkalmas. A láng- és plazmavágás között az a különbség, hogy az előbbi esetben a vágórés anyag elég, amíg az utóbbi esetben megolvad és/vagy elgőzölög. Ezért plazmával elvileg minden anyagot lehet vágni, amíg lánggal csak olyat, amely "éghető". A plazmavágáshoz különleges áramforrást kell használni.
Fedett ívű hegesztés Ha az ív az elektróda előtt folyamatosan adagolt fedőpor alatt alakul ki egy gázokból és gőzökből létrejött zárt ívkavernában, akkor fedett ívű hegesztésről beszélünk. A hegesztés során a fedőpor egy részre megolvad, majd a varratfémen megszilárdul, ahonnan később eltávolítható, a fedőpor meg nem olvadt részét visszaszívják, így szűrés után újra felhasználható. A fedett ívű hegesztést gyakorlatilag kivétel nélkül automatizálva használják, elsősorban nagyméretű szerkezetek zárt térben történő hegesztésére, például hajók, hidak, nyomástartó edények, csővezetékek esetében, ahol viszonylag sok, nagyméretű varrat egyenletes jó minőségű hegesztése a cél.
DR. BERECZ TIBOR AJÁNLOTT ÉS FELHASZNÁLT IRODALOM Kristóf Csaba: Hegesztőgépek, ESAB Kft., 2002.; Baránszky-Jób Imre: Hegesztési kézikönyv, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1985.
Hozzászólások
Balogh János
0
Nem egyértelmű a leírás, mivel "kb" 100 volt feszültséget ad meg , biztonságos hegesztéshez.
A szakirodalomban viszont , még a90v is veszélyes lehet.
Hegesztéssel két, rendszerint fémes anyag között, azok részleges megolvasztásával olyan nem oldható kötést hozunk létre, amelynek tulajdonságai viszonylag jól megközelítik az összekötni kívánt fémes anyagokét. Az ívhegesztés során a kötésben részt vevő anyagok részleges megolvasztása villamos ív segítségével történik.
Hozzászólások
A szakirodalomban viszont , még a90v is veszélyes lehet.