ROČNO OBLOČNO VARJENJE

Glede na standard 4063 je oznaka za ročno obločnega varjenja z oplaščenimi elektrodami 


prva izdaja leta 1978

111– Metal arc-welding with covered electrode 


druga izdaja leta 1990

111 – Manual metal arc welding (metal arc welding with covered electrode)


Ročno obločno varjenje je najbolj vsestranski in preprost postopek. Uporablja se za varjenje skoraj vseh materialov in za izdelavo od najmanj do najbolj zahtevnih zvarov:

  • velike konstrukcije, montažni spoji pri konstrukcijah,
  • debeli nosilni vari,
  • ladjedelništvo,
  • navarjanje,
  • cevovodi za vodo, plin, nafto…,
  • različni materiali; konstrukcijska jekla, orodna jekla, nerjavna jekla, aluminij, siva litina…

Varjenje lahko poteka v obratih ali pa na prostem. Varijo lahko tudi manj izkušeni varilci. Ocenjuje se, da skoraj polovica vseh varjenj poteka na ta način. Toplota, ki jo daje oblok topi elektrodo, njen plašč in varjenec. Elektroda je vpeta v držalo, ki je preko kabla povezan na en pol vira varilnega toka. Drugi del vira varilnega toka je povezan z varjencem.

 

ELEKTRODE ZA ROV

Vir: SIJ elektrode

Dodajne materiale izberemo glede na vrsto osnovnega materiala in uporabo konstrukcije. Obstaja veliko vrst oplaščenih elektrod. Po vrstah so razvrščeni v standardih: SIST EN ISO 2560-A(EN499) je standard za ROV nelegiranih in finozrnatihjekel, EN ISO 3580-A(EN1599)-standard za ROV materiali obstojni nalezenje

•SISTEN1600zanerjavnajekla…,Poleg evropskih pa se velik ouporabljajo tudiameriške norme AWS

CELULOZNE ELEKTRODE

  • Celulozne elektrode imajo vmasi plašča dodano celulozo
  • Uporabljajo se zavarjenje cevi večjih premerov-največ v naftni industriji.
  • Elektrodo odlikuje dober uvar in varjenje v vseh legah.
  • Glede na mehanske zahteve vara je lahko dodatnolegirana z Mn, Mo, Ni al ikombinacijo.

(CELEX,CELEXMn,CELEXNi..).

KISLE ELEKTRODE

  • V elektrodnem plašču so tudi oksidi železa, mangana, silicija ter drugih dezoksidantov.
  • Odtaljujejo se zelo hitro v obliki finih kapljic.
  • Zvari so homogeni z gladko površino.
  • Varimo z izmeničnim in enosmernim tokom.
  • Mehanske lastnosti so zadovoljive, čeprav imajo od vseh vrst najnižje vrednosti.
  • Pri varjenju so manj občutljive na korozijo-rjo na površini varjenca (RAPID, NEUTRAL)

RUTILNE ELEKTRODE

  • Večji del v plašču rutilnih elektrod je naravni rutil, različni drugi minerali in ferolegure, večina vsebuje tudi železov prah- če so visokoproduktivne, je le tega več.
  • Podvrste so rutilno-celulozne, rutilno kisle, rutilno bazične.
  • Odtaljujejo se v večjih kapljicah, kar omogoča varjenje zvarnih žlebov z večjo špranjo.
  • Rabijo nizko varilno napetost in lahko vžigajo. Žlindra odstopa zelo dobro.
  • Mehanske lastnosti zvarov so dobre, varimo pa lahko z izmeničnim in enosmernim tokom. Z njimi lahko varimo v vseh legah, v pokončni legi od zgoraj navzdol.
  • Paziti moramo na zadostno jakost varilnega toka, da ne pride do vključkov žlindre v zvaru.
  • (RUTILEN 13, RUTILEN X, RUTILEN 2000, SAVA 130-200, ETiMo…RUTILEN 1000S,

JADRAN S…)

BAZIČNE ELEKTRODE

  • Plašč je sestavljen na osnovi karbonatov z dodatkom jedavca.
  • Varilno-tehnične karakteristike kot npr. prehod materiala, vžig, odstopanje žlindre so nekoliko slabše v primerjavi z rutilnimi.
  • Zelo dobre mehanske lastnosti zvarov: žilavost pri nizkih

temperaturah- primerne so za varjenje zahtevnih konstrukcij- mostovi, kotli, nosilne konstrukcije kovinskih objektov…

  • S temi elektrodami varimo lahko v vseh legah,
  • varilni tok je običajno (+) pol na elektrodi. Le v izjemnih primerih lahko tudi izmenični tok, osnovni pogoj je, da ima varilni transformator napetost praznega teka večjo od 70 V. (na – tok le v primerih, ko se želi čim manjši uvar).
  • (EVB 50, EVB 55, EVB CuNi, EVB 100, EVB CrMo, EVB MO, EVB MoV, SAVA 150B…)

Razdelitev elektrod glede na uporabo po materialih in namenu, vsako področje je določeno v svojem standardu

Nelegirane ( kisle, rutilne, bazične, celulozne) EN ISO 2560 Drobnoznate in za uporabo pri nižjih temperaturah (bazične) EN ISO 2560 drobnozrnat visokotrdnostne ( bazične) EN ISO 18275

obstojne proti lezenju- uporaba za termo-energetiko (bazične, rutilne le za korenske varke) EN ISO 3580

LASTNOSTI IN UPORABA OPLAŠČENIH ELEKTROD

Označba – tok
sestava
dobre lastnosti
slabe lastnosti
Uporabnost

A

KISLE

SiOin oksidi

Produktivne, prenesejo velik tok, lahko odstranjevanje žlindre.

Slabe varilne lastnosti, razpoke v in ob zvaru, niso primerne za jekla, ki vsebujejo P in S.

Primerna za prisilne varilne lege.

Varimo z ~, +, – polom na eklektrodi

B

BAZIČNE

 

CaO, CaF2

Odlične mehanske lastnosti, najboljša žilavost odstranjujejo P in S iz Zvara.

Nestabilen oblok, higroskopične, zato je potrebno  elektrodo pred varjenjem sušiti (350 do 420 stopinj celzija)

 

Tam ker se zahtevajo dobre mehanske lastnosti. 

Primerne  za + pol.

R in RR

RUTILNE

 ~

Kisla ali bazična

TiO2

Najboljše za izmenični tok, lep gladek zvar, lahko odstranjevanje žlindre, zelo stabilen oblok.

Slabša trdnost in žilavost zvara v primerjavi z bazičnimi elektrodami.

Univerzalna elektroda, primerna za vse lege

 

C

CELULOZNE

~, +

30% celuloze, veliko plinov

Elektroda se hitro odtaljuje, žlindra lepo oblikuje zvar in se lahko odstranjuje. .

 

Nestabilen oblok, slabše meh lastnosti, vodik v zvaru razpoke.

Varjenje cevi, korenski zvari, primerna za navpično navzdol. 

 

O

OKSIDNE

~, =

Oksidna žlin.

Fe2O, SiO2

Zmanjšajo % C v zvaru, žlindra odpade sama, najlepši zvar.

Najslabše mehanske lastnosti.

Tam, kjer je videz zvara pomembnejši od mehanskih lastnosti.

Za zasilno rezanje.

S

POSEBNE

V to skupino spadajo elektrode:

·        z večjo produktivnostjo

·        za navarjanje

·        za žljebljenje

·        za prisilne varilne lege

simbol +. -. ~ podajajo primernost elektrode za + in ~ polariteto za izmenični tok

Razdelitev elektrod po dimenziji

1.0 = 1,6 mm

(200; 250) mm

2.0 = 2,0 mm

(250, 300) mm

3.0 = 2,5 mm

(250, 300, 350) mm

4.0 = 3,25 mm

(300, 350, 450) mm

5.0 = 4,0 mm

(350, 450, 600, 700) mm

6.0 = 5,0 mm

(450, 600, 700) mm

7.0 = 6,0 mm

(450, 600, 700) mm

8.0 = 8,0mm

(450, 600, 700) mm

Po debelini elektrodne obloge razdelimo elektrode na tanko, srednje in debelo oplaščene. Debelina elektrodne obloge vpliva na izkoristek pri varjenju in varilne lastnosti

 

Vrste elektrod

Faktor oplaščenja D/ d

D zunanji premer elelektrod

d- premer elektrodne žice

tenko oplaščene elektrode

manj kot 1,2

srednje debelo oplaščene elektrode

1,2- 1,4

debelo oplaščene elektrode

nad 1,4

Po namenu ločimo

  1. elektrode za zvarjanje,
  2. navarjanje in
  3. elektrode za žlebljenje, rezanje in gretje.
  4. Po vrsti osnovnega materiala za katerega so namenjene – razdelitev sem prikazala v tabeli s standardi
  5. Po stopnji avtomatizacije – ročno (vse navadne vrste elektrod) polavtomatsko (elektrode za gravitacijsko varjenje).
  • Zvari so nagnjeni poroznosti, če so elektrode vlažne ali če varimo s predolgim oblokom. Poleg tega pri varjenju z vlažnimi elektrodami vnesemo v zvar vodik, ki povzroča krhkost zvara in pokljivost v hladnem.
  • Elektrode moramo pred uporabo presušiti po navodilih proizvajalca. V splošnem zadostuje temperatura 350°C v času 2h, če so bile elektrode pravilno skladiščene. Če pa so bile elektrode skladiščene dalj časa (npr. leto ali več) ali pa v odprti embalaži in v vlažnih prostorih, pa jih moramo sušiti vsaj eno uro na 420°C.

TEHNOLOGIJA VARJENJA IN PARAMETRI

Vzpostavljanje obloka

Oblok se v praksi vzpostavlja s kratkim stikom. Z elektrodo za kratek čas dotakne na površino varjenca. Zaradi velikega (kratkostičnega) toka se material hitro segreje, natali in delno upari. Takoj nato se elektroda odmakne na določeno oddaljenost. Elektroni, ki izstopajo iz segretih površin, se zaradi električnega polja med elektrodo in anodo začnejo usmerjeno gibat. Če elektrodo odmaknemo preveč, se tokokrog razklene in postopek moramo ponoviti.

Varilni tok

 

Jakost varilnega toka je približno od 30 do 40 A za 1 mm premera elektrode. Gostota varilnega toka je od 30 do 50 A/mm2. Pravilno jakost toka podaja proizvajalec elektrode. Pri pravilno izbranem toku je zvar simetričen, gladek in enakomeren. Globina zvara je približno 30 % od premera elektrode.

Pri premajhnem varilnem toku:

–          uvar je plitek,

–          slaba kvaliteta zvara,

–          nekompletno in težko varjenje,

–          grobo kapljičat prehod kapljic,

–          teme zvara je visoko,

–          zvar ni enakomeren,

–          v zvaru so lahko vključki žlindre.

Pri prevelikem varilnem toku:

–          uvar je globlji,

–          teme zvara je široko,

–          prisotne so kapljice in zajede ob zvaru,

–          premočno izgorevanje oplaščenja, zato plašč ne opravi svojega dela,

–          struktura je lahko grobo zrnata.

Dolžina obloka

 

Normalna dolžina obloka je od 50 do 110 % od kovinskega premera elektrod.

Prekratek oblok:

–          ima dobro zaščito,

–          zvar je ožji,

–          dobro segreva,

–          preveč razburka talino in s tem povzroča pojav vključkov žlindre v zvaru.

Predolg oblok:

–          je nestabilen,

–          ima slabšo zaščito,

–          šprica (kapljice ob zvaru),

–          slabše segreva osnovni material.

Pri daljšem obloku je možnost pretalitve varjencev večja. Vzrok je samodejno povečanje napetosti vira.

 

Število varkov

  

Najboljši je tisti zvar, ki je narejen z enim varkom.

V primerih, ko je debelina varjencev večja od debeline elektrod, se zvar izdela iz več varkov.

Pred nanašanjem naslednjega varka, se mora predhodni temeljito očistiti. Široki temenski varek se izdela s prečnim nihanjem elektrode

Vodenje elektrode

 

Pri varjenju v vodoravni legi je naklon elektrode proti osnovnemu materialu (kot b) enako velik. Pri različno debelih varjencev se oblok usmeri tako, da bolj segreva debelejši varjenec. Pri varjenju po steni je oblok usmerjen tako, da preprečuje iztekanje staljenega materiala.

 Naklon elektrode proti osi zvara ( kot a) je 60 do 90o.

 

Z njim vplivamo na: usmerjenost energije, pritisk obloka in plinov, zaščito in izdvajanje žlindre.

 

a= 80 – 90° za bazične elektrode

a= 60 – 90° za ostale elektrode

 

Pri večjem nagibu:

  • se poveča dolžina obloka
  • zvar postane širši
  • poslabša se zaščita zvara
  • zmanjša se globina uvara

Nihanje je prečno gibanje elektrode glede na smer varjenja. Zvar je najboljši, če je nastal brez nihanja. V primerih, ko je širina zvara večja od debeline elektrode in pri izdelavi širokih temenskih varkih je nihanje neizogibno. Nihanje je potrebno tudi pri varjenju v prisilnih legah.

Varilne lege

Poznamo 5 standardnih varilnih leg:

  • Vodoravno
  • Vodoravno po steni
  • Po steni navzgor
  • Po steni navzdol
  • Varjenje nad glavo – po stropu

Normalna lega je varjenje v vodoravni legi. Vse ostale lege imenujemo prisilne.

 Najboljše lastnosti imajo zvari, ki so izdelani v vodoravni legi, najslabše pa pri varjenju po steni navzdol.

 Pri varjenju v nadglavni legi je prenos materiala težji.

Ukrepi za olajšanje so:

  • uporaba posebnih elektrod
  • uporaba tanjših elektrod
  • varilni tok je za 10 do 15 % manjši od normalnega
  • ustrezno nihanje elektrod in ostalo.

Značilnosti postopka in uporaba ročno obločnega varjenja z oplaščenimi elektrodami:

–          univerzalnost postopka,

–          poceni,

–          zvar dobi zelo dobre mehanske lastnosti,

–          velika izbira dodajnih materialov,

–          uporabnost na prostem in terenu,

–          enostavnost.

RO varjenje je uporabno za izdelavo od najmanj zahtevnih do najbolj zahtevnih zvarov. Oprema, ki jo rabimo, je sestavljena iz varilnega aparata, kablov in držala elektrod. Skupni stroški za to opremo so lahko tudi pod 400 evrov. Pri tem ne smemo pozabiti še zaščitne opreme: zaščitne temne maske z varilnim ščitom, rokavice in zaščitne obleke. Varimo lahko skoraj vse materiale debelin od 3 do 20 mm. Varjenje lahko poteka v obratih ali na prostem. Varijo lahko tudi manj izkušeni varilci.

Pomanjkljivosti postopka pa so:

nizka produktivnost,

relativno velike količine odpadnega materiala (konci elektrod) ,

relativna počasnost postopka (ustavljanje- menjava elektrod)