Technológia

Fémek kötése – Hegesztés csúcstechnológiával

Fémszerkezetek elemeinek kötésére sok módszer kínálkozik: szegecselés, csavarozás, ragasztás, forrasztás, de talán a legmegbízhatóbb a hegesztés. A gyártástechnológiában sokféle hegesztés és berendezés használatos, cikkünkben rövid rendszertechnikai áttekintést követően élvonalbeli megoldást mutatunk be az ESAB cégtől.

hirdetés

Fémalkatrészeket – főként lemezszerkezeteket – bontható és bonthatatlan kötésekkel szoktak rögzíteni. A bontható kötések (kevés kivételtől eltekintve) csavarozással történik, hagyományos módon csavarral és anyával, a termelékenyebb szerelési módokhoz az anyamenetet az ellendarabba menetfúrással, esetleg beszegecselhető anyával oldják meg. Oldható kötéseket ott használnak, ahol (szervizelés vagy egyéb ok miatt) szét kell szedni az alkatrészeket, és ugyanúgy visszakötni. Az oldható és oldhatatlan kötések határátmenetét képezik az önmetsző csavarok, amelyek az ellendarabba menetet fúrnak a szerelés során, többszöri ki-becsavarás ezt a menetet tönkreteheti.

A bonthatatlan kötések hagyományosan a szegecselések. Szegecseléskor a szerkezeti elemek furatába szoros illesztésű szegecs kerül, többnyire a szerekezeti elemek anyagából (vashoz vas, alumíniumhoz alumínium, rézhez réz stb.), majd maradó deformációval (szegecsfejelés) tartós kötés létesül. A hagyományos szegecs tömör, könnyebb szerkezetekhez (pl. elektronikában, finommechanikában) csőszegecs használatos, a könnyebb megmunkálhatóság végett. A könnyebb (többnyire egyoldali) szerelhetőség elérésére kifejlesztették a popszegecset, amellyel főleg lemezszerkezetek (fém mellett egyéb szerkezeti anyag is) köthetők.
A másik bonthatatlan kötés – csak fémeknél – a forrasztás és a hegesztés. Ezeknél kötőanyagul fémet használunk, olvadt formában. Tudvalévő, hogy a fémek atomokból, molekulákból állnak, bonthatatlan tötés elérésére az ezek közötti összetartó erőket kell felhasználni. Ha a két fémalkatrész közötti (illesztési) tér kitöltésére más, sokkal kisebb olvadáspontú fémet használunk, diffúziós kötés jön létre, ezt nevezzük forrasztásnak. Acélnál forraszanyag lehet réz – vagy hasonló olvadáspontú ötvözet –, ez a „keményforrasztás”, de ha az elektronikában használatos ón-ólom tartalmú ötvözetet használunk, lágyforrasztásról beszélünk. A keményforrasztást többnyire lángforrasztó pisztollyal végzik (acetilén, vagy PB gáz), a forraszanyag sárgaréz özvözet.

Acélnál lágyforrasztást ritkán használnak, az elektronikai iparban főként nagyfrekvenciás árnyékoló dobozoknál, amelyek ónozott vaslemezből készülnek, és a technológia szerint amúgy is lágyforrasz és páka a munkaeszközök. Régebbi technológia szerint az ereszcsatornák és esőlevezető-vízmentesítő tetőszerkezetek anyaga horgany (cink), ón-ólom ötvözettel forrasztva, bár az ólmot (mint egészségre ártalmas nehézfémet) az elektronikai iparból száműzték.

A hegesztés a legmegbízhatóbb kötési mód fémekhez, valódi kohéziós kapcsolatot hoz létre a két szerkezeti anyag között, atomi szinten. Hegesztett kötést csak azonos anyagok között lehet létrehozni, acélt alumíniummla, rezet vassal nem, ilyen szerkezeti elemeket csak bontható csavarkötéssel, vagy szegecseléssel lehet összekötni. Azonos anyagúnak, tehát hegeszthetőnek számítanak a közeli ötvözetek, pl. rozsdamentes acél az acélhoz, rugóacél szerkezeti acélhoz, alumínium ötvözetek stb., bár gyártástechnológiájuk körültekintő módszert igényel.

Sajtolástól az ömlesztő hegesztésig 

A hegesztést a továbbiakban acélfajtákra értjük, rövid összefoglalóval vázlatosan áttekintjük.
A két fémalkatrész között a kohéziós kapcsolatot többféle módon hozhatjuk létre. A lényeg, hogy az érintkezési felületen folyáshatáron túli állapotba kerüljön a fém, ami természetes módon helyi hőfejlődéssel is jár, még akkor is, ha ez mikro-méretű, és nem látványos. Ez utóbbi a sajtolásos módszer, lényegében a gyártástechnológia speciális fázisa, nem általánosan használt. 

A hegesztés általánosan értelmezett módja (a köztudatban is erre gondolunk), az ömlesztő hegesztés. Ez hőközlés folyamatának eredménye, az érintkezési (összekötendő) felületeken a fém megömlik. A hőt közölhetjük gázlánggal, ez a gázhegesztés, erre szokásosan acetilént használunk, mert ez képes a vasat megolvasztani. A lánghegesztéshez gázpalackok kellenek (acetilén és oxigén), mobil alkalmazása körülményes, bár ma már kisméretű palackokat is használnak.
A hőközlésnek még számtalan módja használatos (villamos áram a ponthegesztéshez, ultrahang, lézersugár, plazmasugár, elektronsugár stb.), a leggyakoribb az elektomos ívhegesztés. Elektromos ívet létrehozhatunk egyenárammal, vagy váltakozó árammal. Manapság ez utóbbi terjed legjobban, a technológiához legjobban illő áramot a forrásáram szaggatásával lehet energiatakarékos módon elérni, inverteres áramátalakító beiktatásával.

Az ívhegesztés fajtái

Az ívhegesztésnek több fajtája alakult ki az idők során. A hegesztéshez használt elektródák lehetnek:

  • bevonat nélküli (csupasz) és
  • bevonatos elektródok

A hagyományos kézi ívhegesztés egyenárammal történt, bevonat nélküli pálcával. Váltakozó áramú hegesztéskor a csupasz hegesztőpálca, amelynek összetétele közelítőleg megegyezik a munkadarab összetételével, nagyon kevés iont termel a villamos ívben. Ezért ilyen pálcával csak egyenáramról lehet hegeszteni, tekintettel arra, hogy váltakozó áramú ívben a feszültség – 50 periódusú áram esetén – másodpercenként százszor halad át a nullaponton, így az ív újragyulladásához az a csekély ionizáció, amely csupasz pálcával létrejön, nem elegendő. Ezért már korán megjelentek az ív stabilitásához szükséges bevont pálcák. Ez érvényes az inverter táplálású áramforrásnál is, a szaggatott áram miatt. A bevonathoz olyan anyagot használnak, amely sokkal jobban ionizálható, mint az alapanyag. A bevonat ezen túlmenően az ömledék oxidációját is megakadályozza.
A hegesztő elektródok bevonatainak több típusa van:

  • vasoxidos,
  • vas-mangánoxidos,
  • rutilos,
  • cellulóz típusú,
  • bázikus

Az egyenes, külsején bevont elektródokon kívül létezik porbeles elektródhuzal is, amely acélszalagból készült körszelvényű, vagy lapos cső, belsejében por alakú töltettel. Ez az elektród hajlítható, tekercselhető (ellentétben a ridegsége miatt csak egyenes szálban forgalmazott külső bevonatos elektródokkal). A porbeles elektródhuzal kábeldob tekercsben helyezhető a gépbe, amelyet görgős előtoló rendszer vezet az ívbe.
A hegesztési varrat minőségét a környezet szennyező hatása rontja, ez ellen védőgázzal védekeznek. Az argon védőgázas hegesztéskor a volfrámelektród és az alapanyag között húzott ívet argon gázburok veszi körül (AWI hegesztés, nemzetközileg a TIG Tungsten Inert Gas betűszót használják). Porbeles változatát AFI-nak nevezik, nemzetközileg a MIG betűszót használják (Metal Inert Gas). Az eljárás során a hegesztőív a folyamatosan előrehaladó hegesztőhuzal és a munkadarab között ég. A hegesztőhuzalt két vagy négy görgő tolja előre, amelyeket a huzalelőtoló hajtószerkezete mozgat. A hegesztőhuzalt a hegesztőpisztoly huzalvezető spirálján, valamint a rézből, réz-cirkónium ötvözetből készült áramátadón keresztül vezetik a hegesztés helyére. AFI-hegesztéskor egyenárammal dolgoznak, és legtöbb esetben fordított polaritást alkalmaznak. A védőgáz lehet szén-dioxid is, ennek a módszernek a rövidítése: CFI vagy MAG (Metal Active Gas). Ezt az eljárást elsősorban ötvözetlen és gyengén ötvözött szerkezeti acélok hegesztésére használják.

Az ESAB megoldása

Az ESAB egy elismert piacvezető vállalat a hegesztési és vágási technológiák piacán. Legújabb fejlesztésűek a Rebel EMP 255ic és Rebel EMP 320ic többfunkciós, MIG/MAG, egyenáramú MMA és AWI hegesztőgépei. Mindkét berendezés tömege mindössze 31,4 kg, és 3 fázisú hálózatról működik. A Rebel EMP 320ic még nehézipari körülmények között is alkalmas mind tömör-, mind pedig porbeles huzalokkal történő hegesztésre. A Rebel EMP 255ic ideális megoldás az 1,0…1,2 mm huzalokat igénylő ipari alkalmazásokhoz, az elektronika és műszeripar igényeihez.

A Rebel hegesztőgépek az ipari felhasználási feladatokra is megfelelő berendezések
A Rebel hegesztőgépek az ipari felhasználási feladatokra is megfelelő berendezések

A kiváló MIG/MAG képességeik mellett ezek a többfunkciós Rebel gépek teljes MMA teljesítményt nyújtanak egészen 5 mm-es elektróda átmérőig, a dedikált szelepekkel rendelkező gázhűtéses TIG alkalmazásoknál a professzionális AWI hegesztéshez a Lift TIG ívgyújtás funkció használatával.
A Rebel EMP 255ic és Rebel EMP 320ic rendelkezik a korábbi Rebel EMP hegesztőgép kínálta előnyökkel, ideértve a színes folyadékkristályos kijelzővel is, amellyel többnyelvű felhasználói kezelői felületen grafikusan és intuitív módon lehet kiválasztani a folyamatokat és beállítani a paramétereket. A Rebel DNS része az ESAB sMIG (smart MIG) technológiája, a rövidzárlatos MIG hegesztés gyors és egyszerű elvégzéséhez. Az sMIG funkció figyeli a hegesztő technikáját, amelyhez folyamatosan alkalmazkodik, hogy stabil ívet és kiváló varratot hozzon létre.
A Rebel kompakt kialakítású kisméretű gép, de 200 és 300 mm-es huzalcsévék is felhelyezhetők rá. Mindkét egység ugyanabban a 686×292×495 mm méretű erős házban található, ami lehetővé teszi, hogy a felhasználók a munkavégzés helyszínére vigyék a robosztus kivitelű gépeket.

További információt találunk a Esab a weboldalán.

hirdetés
Ha hozzá kíván szólni, jelentkezzen be!
 
hirdetés
hirdetés
hirdetés

Kiadónk társoldalai

hirdetés