Znižovanie nákladov pri zváraní metódou MAGzvyšovaním kvality a produktivityprípade vytvorí kútový zvar s vhodnouveľkosťou a plochým povrchom (obr. 5vľavo) a v druhom prípade zvar väčšiehorozmeru, ako sa požaduje (obr. 5vpravo); tým vzniknú aj väčšie deformácie.Rozdiel je v prispôsobení sapodávacej rýchlosti drôtu, a teda zváraciehoprúdu požadovanej veľkostiI = 440AI = 385AI = 385AVoltage (V)333231302928272625Poor wetting and silicateszvaru. Vyšší zvárací prúd vplýva aj nazvýšenie povrchovej oxidácie zvaru.Vplyv veľkosti rýchlosti <strong>zvárania</strong>Rýchlosť <strong>zvárania</strong> ovplyvňuje najmäšírku zvarového kúpeľa, a teda húsenice.V prípade, že sú zvárané dielynedokonale zostavené alebo zvarové90 100 110 120Travel speed (cm/min)I = 390AI = 400APoor wettingI = 420AI = 420AI = 420AObr. 4 Kvalita zvarových spojov zhotovených rôznymi parametrami v ochrane plynu Arcal MAGTravel speed (cm/min) – rýchlosť <strong>zvárania</strong> (cm/min), Voltage (V) – napätie (V), Poor wetting and silikates –studené spoje (nedostatočné natavenie zvarových plôch) a silikáty, Poor wetting – studené spojeFig. 4 Quality of welded joints fabricated by different parameters in shielding gas Arcal MAGObr. 5 Vplyv veľkosti zváracieho prúdu, resp. rýchlosti podávania drôtu –vľavo: I = 335 A, v dr= 12,2 m/min, primeraný zvar, vpravo: I = 355 A, v dr= 14,4 m/min, veľký zvar,veľké deformácie – ostatné zváracie podmienky rovnakéFig. 5 Effect of welding current value and/or wire feed rate – on the left: I = 335 A, v w= 12.2 m/min,appropriate weld, on the right: I = 355 A, v w= 14.4 m/min, large weld, high strains – other weldingconditions equalObr. 6 Vplyv napätia oblúka na tvar kútového spoja – vľavo: U = 29 V, plochý zvar, povrchovýprechod do základného materiálu vhodný, vpravo: U = 30 V zvar so zápalom v hornej natavenejhrane – ostatné zváracie podmienky rovnakéFig. 6 Effect of arc voltage on fillet joint shape – on the left: U = 29 V, flat weld, surface toe into parentmaterial suitable, on the right: U = 30 V weld with undercut in the upper molten edge – other weldingconditions equalplochy pripravené nepresne, možnoväčšiu zvarovú medzeru preklenúť nižšourýchlosťou <strong>zvárania</strong>. Zníženie tejtorýchlosti však negatívne ovplyvňujeproduktivitu, takže je pravdepodobnevýhodnejšie venovať príprave zvarovýchplôch a zostaveniu dielov vyššiupozornosť. Príliš vysoká zváraciarýchlosť spôsobí zúženie kúpeľa a húsenicea vznikne zvar s nežiaducimprevýšením. Výrobca musí venovaťvýberu rýchlosti <strong>zvárania</strong> veľkú pozornosť,aby súčasne dosiahol požadovanúproduktivitu, dostatočné vyplneniezvaru a požadovanú kvalitu zvarov(prievar, prevýšenie, kresbu).Zvýšenie výletu drôtu má pozitívny účinokna výkon vytavenia kovu, ale zapríčinívyššiu oxidáciu povrchu húsenicea zníži hĺbku prievaru. Je to spôsobenéo. i. tým, že časť energie sa spotrebujena predhrev drôtu. Vplyv veľkosti výletudrôtu na výkon vytavenia a tvar zvarudokumentuje obr. 6. Pri ručnom zváraníje takmer nemožné dodržať konštantnúveľkosť výletu drôtu, ale skúsenýzvárač ho dokáže udržať v určitých akceptovateľnýchhraniciach; také kolísanieveľkosti výletu drôtu nemá viditeľnývplyv na tvar zvaru, hĺbku prievarua prechod zvaru do základného materiálu.Na druhej strane, skúsený zváračvie, že ak pri zváraní tenkých plechovzníži výlet drôtu oproti optimálnemu výletu,zníži sa hĺbka prievaru a on sa vyhneprepáleniu plechov.DEFEKTY A CHYBYZVAROVÝCH SPOJOVVYVOLANÉ NESPRÁVNYMPROCESOMTrhlinyJedny z najčastejších trhlín sú kráterovétrhliny na začiatku a konci zvarovejhúsenice. Tieto možno eliminovať použitímzváracieho zdroja, ktorý umožňujeprogramovať začiatok a koniechúsenice (creep start a crater filling).ZápalyZápaly sa vyskytujú veľmi často, ak sazvára nevhodným napätím a veľmi vysokourýchlosťou. Aj malá zmena napätiaoblúka o 1 V (obr. 6) môže priniesťpodstatné zlepšenie tvaru a kvalityzvaru. Zápaly sú vážne defekty pri dynamickynamáhaných konštrukciách,keďže môžu zapríčiniť koncentráciunapätí. Nastavenie správneho napätiaoblúka vzhľadom na použitý ochrannýplyn je preto absolútne nevyhnutné.Výhodné je automatizované riadenieveľkosti napätia oblúka alebo aspoňmonitorovanie zváracích parametrov.Tvar prievaruSprávne nastavené napätie oblúkavzhľadom na použitý ochranný plynmá vplyv aj na morfológiu prievaru.Zvýšenie napätia spôsobí zmenu z dostatočnéhoprievaru na prstový. Každáaplikácia si vyžaduje svoju morfológiuprievaru. Pri zváraní tenších plechov178ZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 6-7/2008
ZVÁRANIE PRE PRAXImpact test KV (J)110100908070605040300 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28Pore content in weld (%)Obr. 7 Vplyv počtu pórov vo zvarovom kove na jeho rázovú húževnatosťPore content in weld (%) – obsah pórov vo zvare (%), Impact test (J) –skúška rázom KV (J)Fig. 7 Effect of number of pores in weld metal on its impact toughness(V)Short circuitglobularSpray arcZone of weldabilityObr. 8 Vzťah zóny operatívnej zvariteľnosti a oblasti zváracích parametrovs pravdepodobným výskytom pórovitosti (platné pre Arcal 21)Short circuit – krátky oblúk, Globular – kvapkový prenos, Spray arc –sprchový prenos, Zone of weldability – oblasť dobrej operatívnej zvariteľnostiFig. 8 Relationship between zone of operative weldability and the zone ofwelding parameters with probable presence of porosity (valid for Arcal 21)(A)sa preferuje prstový prievar pri vysokejrýchlosti <strong>zvárania</strong> a plochý/neprevýšenýzvar. Kútové zvary vyžadujú väčšíprievar, čo však môže vyžadovať nastavenieveľkosti napätia oblúka mimovhodnej oblasti; tým sa môže zvýšiťrozstrek a objaviť pórovanie. Správnyvýber napätia oblúka je kompromisomna dosiahnutie čo najlepšej produktivitya kvality požadovaných vlastnostízváranej konštrukcie. Na obr. 5 vidieťvplyv prúdu na prievar a celkový tvarzvaru. Ostatné parametre boli rovnaké:zváracia rýchlosť 45 cm/min, aj napätieU = 28 V, priemer drôtu 1,2 mma plyn Arcal 21.Oxidy na povrchu zvaru(húsenice)Oxidácia povrchu zvaru a pravidelnákresba zvarovej húsenice sú tiežovplyvňované výberom ochrannéhoplynu. Čím väčší je obsah CO 2, resp.O 2v ochrannom plyne, tým je viac oxidovna povrchu húsenice. Oxidy súnežiaduce, preto ich treba pred povrchovouúpravou zváranej konštrukcieprácne odstraňovať.DEFEKTY A CHYBY ZVAROVZÁVISLÉOD NEDOSTATOČNÝCHZRUČNOSTÍ, TRÉNINGUA VEDOMOSTÍ ZVÁRAČOVV predošlom texte boli uvedené hlavnechyby a defekty zapríčinené nevhodnezvoleným prúdom, napätím,rýchlosťou podávania drôtu a rýchlosťou<strong>zvárania</strong>. Ďalšia časť je venovanáchybám zvarov, ktoré môžu vzniknúťv dôsledku nedostatočnej zručnosti,tréningu a vedomostí zváračov.Zlý pracovný uhol a smerovaniehorákaDefekty prievaru veľmi často zapríčinízlý pracovný uhol a smerovanie horákavzhľadom na zvárané diely. Správnyuhol a smerovanie zváracieho drôtuumožní vyhnúť sa neprievarom,ktoré sa často objavujú pri zváraníkútových spojov. Napríklad, ak uholsklonu horáka bude k stene kútovéhozvaru 15°, je zrejmé, že pri zváraníprotiľahlej časti zvarového spojamôže vzniknúť neprievar alebo nesymetrickýprievar.Zváračské firmy, ktoré vlastnia zváračskélicencie, testujú svojich zváračovpriebežne niekoľkokrát za rok, abyudržali, resp. zvýšili kvalitu a minimalizovalichyby a defekty zvarov na finálnychvýrobkoch. Zručnosť v správnompolohovaní horáka sa dá naučiť.Pórovitosť a rozstrek zvarovéhokovuJedným z hlavných kvalitatívnychproblémov MAG procesu je pórovitosť.Nie je spojená s podstatou procesu,ale je znakom nesprávne nastavenýchzváracích parametrov.Podľa príčiny vzniku pórov ich možnodeliť na:– plynové dutiny vznikajúce v dôsledkunízkej rozpustnosti plynu v tuhnúcomkúpeli,– plynové dutiny vznikajúce v dôsledkuvysokej rýchlosti chladnutia– tieto póry (dutiny) sa odlišujúod plynových kanálov (blow holes)a červovitých ciest (worm tracking),– červovité cesty vznikajúce podtroskou pri zváraní rutilovými rúrkovýmidrôtmi, ak je v drôtoch určitávlhkosť, ktorá sa vyparí a je uväznenápod tuhnúcou troskou (toto sú lenvizuálne chyby, ktoré nemajú vplyvna mechanické vlastnosti spojov),– plynové kanály (defekty) vznikajúcevysokým tlakom plynu, ktorýbol „uväznený“ v priestoroch medzidielcami kútových a preplátovanýchzvarov (plynové kanály vznikajúnajmä pri zváraní preplátovanýchspojov pozinkovanej ocele, kde sapočas <strong>zvárania</strong> vyparí veľké množstvozinku a jeho pary nemajú kadeuniknúť).Pokiaľ póry nevystupujú na povrch,sú identifikovateľné len pri nedeštruktívnomskúšaní. Vznikajú, ak je v roztavenomzvarovom kove rozpustenýurčitý plyn, ktorý pri chladnutí v koveuviazne.V prípade <strong>zvárania</strong> hliníka sú to vodík,dusík a vodné pary z vlhkosti. Rozpustnosťtýchto plynov je v roztavenomkove významne vyššia ako v stuhnutom.Pri zváraní uhlíkových ocelí je tohlavne dusík a niekedy CO, ktorý vznikádisociáciou CO 2v oblúku.Pri zváraní viacvrstových spojov nehrdzavejúcichduplexných alebo superduplexnýchocelí je v ochrannomplyne nežiaduci vodík, hlavne nad určitúhranicu (3 %). Špeciálna starostlivosťsa preto musí venovať čistote plynova rovnako skladovaniu prídavných<strong>materiálov</strong>.Póry, ktoré vznikajú vplyvom vysokejrýchlosti chladnutia, možno minimalizovaťzmenou geometrie zvaru,zväčšením zvarového kúpeľa zvýšenímnapätia (to môže spôsobiť zvýšenýrozstrek) alebo pridaním hélia doochranného plynu. Pri akýchkoľvekúpravách parametrov musíme brať doúvahy vlastnosti zváranej ocele (tepelnýpríkon, rýchlosť chladnutia v intervale800 – 500 °C atď.).Póry sú považované za defekty, pretožeovplyvňujú mechanické vlastnosti.Normy však upravujú podmienky, ktorédovoľujú existenciu pórov vo zvaroch.Závisí to od množstva a veľkostipórov na jednotkovú dĺžku zvaru.Obr. 7 dokumentuje vplyv počtu pórovna rázovú húževnatosť zvarovéhokovu. Čím vyšší je počet pórov, týmnižšia je rázová húževnatosť. Malý početpórov však neovplyvňuje mechanickévlastnosti zvaru; na tom je založenýprístup noriem. Vyhotoviť zvarovýkov 100 %-ne bez pórov je praktickynemožné, ale dosiahnuť určitú hranicu,ktorá je už akceptovateľná, sa dápomerne presne.Póry ovplyvňujú únavové správanie sa<strong>materiálov</strong> iným spôsobom ako správaniesa pri statickom namáhaní, napr.veľkosť póru a miesto, kde sa nachádza.Jeden veľký pór vo zvare má negatívnejšíúčinok než určitý počet menších;záleží taktiež na tvare póru. Ak je pórZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ | 6-7/2008179