uticaj parametara navarivanja epp postupkom na promjenu ...

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 

S. Pa{i}: UTICAJ PARAMETARA NAVARIVANJA... 

UTICAJ PARAMETARA NAVARIVANJA EPP POSTUPKOM 

NA PROMJENU KARAKTERISTIKA TVRDOG NAVARA 

Mr Sead Pa{i}, dipl.ing., Univerzitet “Dèmal Bijedi}”, Ma{inski fakultet - Mostar 

REZIME: 

IZVORNO-NAU^NI RAD 

U okviru rada izvr{eno je ispitivanje uticaja osnovnih parametara navarivanja EPP postupkom 

(struje, napona i brzine) na kvalitet navarene povr{ine, mijenjanjem vrijednosti pomenutih 

parametara u okviru unaprijed odre|enih intervala variranja, tj. prema potpunom faktorskom planu 

eksperimenata tipa 2 3 sa ponavljanjem u centru plana eksperimenata. Ocjenjivanje kvaliteta i 

pra}enje promjene karakteristika navarene povr{ine vr{eno je na osnovu pore|enja geometrijskih 

karakteristika navara, ispitivanjem povr{inske tvrdo}e, analizom promjene hemijskog sastava i 

mikrostrukture na povr{ini troslojnog navara eksperimentalnih uzoraka. Na osnovu izvr{enih mjerenja 

i matematske obrade rezultata provedena je regresiona i disperziona analiza, te formirani 

matematski modeli zavisnosti svih mjerenih veli~ina od parametara navarivanja. Podaci su obra|eni 

na ra~unaru a postavljene zavisnosti prezentovane su grafi~ki i numeri~ki. 

Klju~ne rije~i: EPP postupak, navarivanje, parametri, karakteristike navara, faktorni plan eksperimenata 

INFLUENCE OF SAW SURFACING PARAMETRES ON 

CHANGE FEATURES OF HARD METAL DEPOSIT 

Sead Pa{i}, Msc, Assistant, Faculty of Mechanical Engineering in Mostar 

SUMMARY: 

ORIGINAL SCIENTIFIC PAPER 

In this paper is described an investigation of influence of based parameters SAW surfacing 

(current, voltage, welding speed) on layer surface quality. The investigations are carried out by 

changing values of parameters in the range beforehand definite intervals, i.e. according to full 

factor plan experiment type 2 3 with repetition in the centre of plan experiment. The quality 

estimation and attending of changes features metal deposit is carried out by comparison 

geometry characteristics, hardness test, analysis of chemical composition and microstructure on 

the three-layer surface experimental samples. On the base results of measuring are carried out 

analysis regression and analysis variance and mathematics dependence models all measurement 

values from welding parameters are formed. The data are elaborated with computer and installed 

dependence are shown graphically and numerically. 

Key words: 

1. UVOD 

Kvalitet navarene povr{ine u direktnoj je zavisnosti od 

kvaliteta osnovnog materijala, kvaliteta dodatnog 

materijala i stepena mije{anja osnovnog i dodatnog 

materijala. Ova zavisnost je naro~ito izraèna kod 

jednoslojnih navara. Sa pove}anjem broja navarenih 

slojeva uticaj osnovnog materijala, pa tako i stepena 

mije{anja, se gubi, a kvalitet navara sve vi{e postaje 

zavisan od kvaliteta dodatnog materijala. 

Kod jednoslojnih, dvoslojnih, pa i kod troslojnih navara 

osnovni materijal, odnosno, stepen mije{anja ima 

zna~ajan uticaj na kvalitet navarene povr{ine. 

• Stepen mije{anja osnovnog i dodatnog 

materijala, oblik, dimenzije i kvalitet navarene 

povr{ine, kao i stabilnost samog procesa 

navarivanja, kod EPP postupka, u ve}oj ili manjoj 

mjeri zavise od pojedinih parametara navarivanja: 

- 109 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


• ja~ine struje, 

• napona elektri~nog luka, 

• brzine navarivanja, 

• vrste struje i polariteta elektrodne ìce, 

• nagiba ìce u odnosu na radni komad, 

• duìne slobodnog kraja elektrodne ìce. 

Pojedina~ni uticaj ovih parametara navarivanja na 

odre|ene karakteristike navara je u literaturi detaljno 

prou~en, me|utim, radi rje{avanja konkretnih problema 

pri optimiranju tehnologije navarivanja EPP postupkom, 

u ovom radu je izvr{ena analiza uticaja tri osnovna 

parametara navarivanja (struja, napon i brzina) na 

geometrijske, mehani~ke i strukturne karakteristike 

troslojnih navara, pri ~emu su ostali parametri 

navarivanja (vrsta struje i polaritet, nagib elektrodne ìce, 

duìna slobodnog kraja ìce i na~in polaganja slojeva) 

tokom ~itavog eksperimenta zadràvani na konstantnim 

vrijednostima. 

2. PLANIRANJE EKSPERIMENTA 

U cilju ispitivanja uticaja osnovnih parametra 

navarivanja (I, U, v) na karakteristike navara, kao 

najoptimalniji, odabran je potpuni faktorski plan 

eksperimenata tipa 2 3 sa ponavljanjem u centru 

plana, koji omogu}ava rje{avanje datog problema 

sa zadovoljavaju}om ta~no{}u, i uz minimalne 

tro{kove dovodi do jednozna~nih zaklju~aka [1]. 

Poznato je da se zavisnost bilo koje karakteristike 

navara od parametara navarivanja moè izraziti 

stepenom funkcijom op{teg oblika [2]: 

F = C⋅ Π f 

= 1 

i 

k 

p i 

i 

U konkretnom slu~aju ispitivanja uticaja struje (I), 

napona (U) i brzine navarivanja (v) na karakteristike 

navara, dakle za trofaktorni plan eksperimenata, 

funkcija (1) izraèna je matemati~kim modelom 

oblika: 

P1 P2 P 3 

(2) 

F = C⋅I ⋅U ⋅v 

Odre|ivanje numeri~kih vrijednosti konstante C i 

eksponenata p 1 , p 2 i p 3 u modelu (2) izvedeno je 

primjenom matematskostatisti~ke obrade podataka. 

Za modele ovog oblika naj~e{}e se koriste 

vi{efaktorni ortogonalni planovi prvog reda oblika 2 k , 

pri ~emu je u ovom slu~aju k = 3. Ovakvoj 

kompoziciji eksperimentalnih ta~aka pridruùje se 

odre|eni broj eksperimenata (n o = 4), u centralnoj 

ta~ki plana, radi statisti~ke ocjene eksperimentalne 

gre{ke. Ukupan broj eksperimenata prema tome 

iznosi: 

(1) 

Prije po~etka izvo|enja eksperimentalnih navarivanja 

odre|ene su granice intervala variranja faktora u 

modelu (2). Izbor intervala variranja uticajnih faktora, 

odnosno, odre|ivanje gornjeg i donjeg nivoa ja~ine 

struje, napona luka i brzine navarivanja izvr{en je 

na osnovu prakti~nih saznanja i preliminarnih 

eksperimenata i iznose za: 

• ja~inu struje navarivanja (I): 

1. donji nivo: I min = 450 A, 

2. gornji nivo: I max = 550 A, 

• napon luka (U): 

1. donji nivo: U min = 30 V, 

2. gornji nivo: U max = 34 V, 

• brzinu navarivanja (v): 

1. donji nivo: v min = 30 cm/min, 

2. gornji nivo: v max = 50 cm/min. 

Ponavljanje u centru plana eksperimenata vr{eno je sa 

parametrima koji su odabrani tako da je ispunjen uslov: 

I = sr 

I ⋅ I = ⋅ = 

max min 

550 450 497, 

49A 

U = sr 

U ⋅ U = ⋅ = 

max min 

34 30 31, 

94V 

v = sr 

v ⋅ v = ⋅ = 

max min 

50 30 38, 

73 cm/min 

Postavljanje ovako precizno izra~unatih parametara i 

njihovo odràvanje tokom procesa navarivanja, zbog 

nepreciznosti mjernih instrumenata, nije mogu}e te 

su se zbog toga usvojile pribli`ne vrijednosti: 

I sr = 500 A, U sr = 32 V i v sr = 40 cm/min. 

Zbog jednostavnijeg pra}enja eksperimentalnih 

rezultata pri analizi i obradi podataka se uvodi 

kodiranje vrijednosti posmatranih faktora sa +1, -1 i 

0, gdje +1 ozna~ava gornji nivo faktora, -1 donji 

nivo faktora a 0 centar plana eksperimenata. 

Jedna~ina transformacije realnih i kodiranih 

vrijednosti faktora, u op{tem obliku, izgleda: 

x 

i 

ln fi 

= 1+ 2⋅ 

ln f 

imax 

− ln f 

− ln f 

imax 

imin 

Plan-matrica eksperimenta sa realnim i kodiranim 

vrijednostima faktora prikazan je u tabeli 1. 

Ostali parametri EPP navarivanja su tokom ~itavog 

eksperimenta zadràni na konstantnim vrijednostima: 

(4) 

N = 2 k + n o = 2 3 + 4 = 12 (3) 

- 110 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


• pre~nik elektrodne ìce: φ4 mm, 

• struja: istosmjerna "+" pol na elektr.ìci, 

• slobodni kraj elektrodne ìce: 35 - 40 mm, 

• nagib ìce u odnosu na radni komad: 90 O °, 

Navarivanje eksperimentalnih uzoraka izvr{eno je 

ura|ajem za EPP zavarivanje ESAB - 750 LA, 

zavariva~ka glava oznake A2, proizvo|a~ ESAB 

[vedska, na ravnim plo~ama izra|enim iz materijala 

klase C K 45 dimenzija 300 x 500 x 15 mm, u tri 

sloja sa ukupno deset prolaza. Poloàj gorionika, 

na~in polaganja slojeva i elementi za dimenzionu 

kontrolu prikazani su na slici 1 [3]. 

Tabela 1.- Plan matrica eksperimenta sa realnim i kodiranim vrijednostima 

Oznaka Realne vrijednosti parametara Kodirane vrijednosti Izlazi 

uzorka I [A] U [V] v [cm/min] X 0 X 1 X 2 X 3 Y i 

1. 450 30 30 +1 -1 -1 -1 Y i1 

2. 450 30 50 +1 -1 -1 +1 Y i2 

3. 450 34 30 +1 -1 +1 -1 Y i3 

4. 450 34 50 +1 -1 +1 +1 Y i4 

5. 550 30 30 +1 +1 -1 -1 Y i5 

6. 550 30 50 +1 +1 -1 +1 Y i6 

7. 550 34 30 +1 +1 +1 -1 Y i7 

8. 550 34 50 +1 +1 +1 +1 Y i8 

9. 500 32 40 +1 0 0 0 Y i9 

10. 500 32 40 +1 0 0 0 Y i10 

11. 500 32 40 +1 0 0 0 Y i11 

12. 500 32 40 +1 0 0 0 Y i12 

• ispitivanje hemijskog sastava na povr{ini 

troslojnog navara, 

• metalografska, mikro i makro, analiza navara. 

Vizuelna kontrola je izvr{ena golim okom i uz 

pomo} lupe sa pove}anjem pet puta. Ovom 

kontrolom je konstatovano da povr{inskih gre{aka 

tipa poroznosti, pukotina, zareza i nenavarenih 

mjesta nema, da su navari pravilno preklopljeni i 

uglavnom ravni i glatki. 

Slika 1.- Izgled uzorka za dimenzionu kontrolu 

3. ISPITIVANJE EKSPERIMENTALNIH 

UZORAKA 

Za ispitivanje uticaja parametara navarivanja na 

kvalitet troslojnog navara odabrane su sljede}e 

metode ispitivanja: 

• vizuelna i dimenziona kontrola navara, 

• ispitivanje tvrdo}e navara, 

Dimenziona kontrola navara obuhvatila je mjerenje 

{irine navara u prvom sloju (b 1 ), {irine navara u 

tre}em sloju (b 3 ), visine troslojnog navara (h 3 ) i 

povr{ine popre~nog presjeka navara (A 10 ), slika 1. 

[irine navara prvog i tre}eg sloja i visina troslojnog 

navara mjerene su na svakom uzorku na tri mjesta, 

a veli~ina popre~nog presjeka navarenog depozita 

na oba kraja izrezanog uzorka. Vrijednosti prikazane 

u tabeli 2 predstavljaju srednje vrijednosti izmjerenih 

veli~ina. 

Za ispitivanje povr{inske tvrdo}e navara kori{tene su 

epruvete za ispitivanje tvrdo}e, dimenzija 15 x 25 x 100 

mm. Mjerenje tvrdo}æe je vr{eno po metodi Vikers, sa 

po pet mjerenja na svakoj epruveti, a u tabeli 2. su 

prikazane srednje vrijednosti izmjernih veli~ina. 

Nakon izvr{ene dimenzione kontrole i mjerenja 

povr{inske tvrdo}e isti uzorci su iskori{teni za 

ispitivanje hemijskog sastava na povr{ini troslojnog 

- 111 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


navara. Ispitivanje hemijskog sastava navara izvr{eno 

je na opti~kom emisionom kvantometru, oznake ARL 

34 000, [vajcarska, a sadràj glavnih legiraju}ih 

elemenata (C, Mn, Cr i Mo) prikazani su u tabeli 2. 

Neposredno prije ispitivanja ure|aj za ispitivanje je 

prekontrolisan i ba`daren odgovaraju}im etalonima 

[4]. 

Obzirom da vizuelna kontrola, ispitivanje tvrdo}e i 

hemijskog sastava navara mogu da pruè samo 

ograni~eni broj informacija, provedena su i 

metalografska ispitivanja sa ciljem da se dobije 

dodatni niz podataka o homogenosti navara, obliku 

i dimenzijama pojedinih prolaza u navaru, {irini zone 

uticaja toplote i strukturi u pojedinim zonama, na 

osnovu ~ega je mnogo lak{e donijeti precizan sud 

o kvalitetu navarene povr{ine. Izbor uzoraka za 

metalografsku analizu je izvr{en na osnovu 

pogonske energije, pa su tako izabrane epruvete sa 

oznakama 2 (Q min ), 9 (Q sr ) i 7 (Q max ): 

Q 

min 

, Q 

sr 

Imin 

⋅Umin 

450 ⋅ 30 

= 60 ⋅ = 60 ⋅ = 16, 2 kJ / cm 

v 

50 

max 

Isr 

⋅Usr 

= 60 ⋅ = 60 ⋅ 

v 

sr 

500 ⋅ 32 

40 

= 24, 0kJ 

/ cm 

I 

i max 

⋅Umax 

550 ⋅ 34 

Q kJ cm . 

max 

= 60 ⋅ = 60 ⋅ = 37, 4 / 

v 

30 

min 

Odabrani uzorci su pripremljeni po uobi~ajenom 

postupku. Analiza makro i mikro strukture vr{ena je 

vizuelno, uz pove}anje od pet puta, odnosno, na 

metalografskom mikroskopu sa pove}anjem od dvije 

stotine puta. 

Tabela 2.- Rezultati dimenzione kontrole, mjerenja tvrdo}e i hemijskog sastava 

Oznaka Dimenzije navara u mm Tvrdo}a Sadràj glavnih legiraju}ih elemenata u % 

uzorka h 3 b 1 b 3 A 10 HV C Mn Cr Mo 

1. 10,5 58,5 46,0 406 512 0,32 1,98 3,43 0,61 

2. 7,25 45,5 34,0 210 519 0,33 1,91 3,13 0,56 

3. 11,0 58,5 48,0 460 502 0,33 2,03 3,45 0,59 

4. 7,50 48,5 36,0 241 502 0,38 1,96 3,17 0,60 

5. 11,5 67,0 53,0 489 447 0,33 1,76 2,61 0,48 

6. 8,00 48,0 38,0 250 451 0,35 1,52 2,80 0,49 

7. 11,5 59,0 48,5 417 520 0,41 1,92 3,18 0,58 

8. 8,50 47,0 36,0 260 520 0,40 1,84 2,86 0,53 

9. 9,00 47,5 36,5 250 520 0,36 1,85 2,87 0,54 

10. 9,50 47,5 37,5 280 500 0,35 1,88 2,98 0,56 

11. 9,50 52,0 41,0 307 508 0,38 1,80 2,97 0,55 

12. 9,00 50,0 39,0 260 523 0,35 1,90 2,85 0,53 

4. OBRADA I ANALIZA REZULTATA 

Shodno postavljenom cilju - utvr|ivanje uticaja 

parametara EPP postupka navarivanja: ja~ine struje 

(I), napona luka (U) i brzine navarivanja (v) na 

kvalitet troslojnog navara, rezultati dobiveni 

eksperimentalnim istraìvanjem analizirani su na taj 

na~in što se posmatrao uticaj nazna~enih faktora na 

~etiri osnovna elementa navara: geometriju, 

povr{insku tvrdo}u, strukturu i hemijski sastav, koji 

su me|usobno usko povezani i ~iji zbirni uticaj 

odre|uje kvalitet navarene povr{ine. Obrada 

rezultata analiziranih elemenata izvedena primjenom 

matematsko statisti~ke obrade podataka, metodom 

potpunog faktorijalnog eksperimenta, tipa 2 3 , sa 

~etiri ponavljanja u centru plana eksperimenta. 

Podaci dobiveni obradom eksperimentalnih 

vrijednosti ispitivanih uzoraka, kao i postavljene 

zavisnosti, predstavljene su grafi~ki i numeri~ki. 

Na osnovu matematske obrade rezultata mjerenja 

provedena je regresiona analiza, koja obuhvata 

odre|ivanje vrijednosti konstante C i eksponenata 

p 1 , p 2 , p 3 u matematskom modelu (2). Pri tome je 

neophodno da se funkcija definisana jedna~inom 

(2) transformi{e logaritmirajem u linearni oblik: 

ln F= ln C+ p ⋅ ln I + p ⋅ lnU + p ⋅ln 

odnosno: 

y= b + b ⋅ x + b ⋅ x + b ⋅x 

1 2 3 

v, (5) 

0 1 1 2 2 3 3, (6) 

- 112 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


gdje su: 

y = ln F, x 1 = ln I, p 1 = b 1 , 

b 0 = ln C, x 2 = ln U, p 2 = b 2 , 

x 3 = ln v, p 3 = b 3. 

Parametri b i (i=0,1,2,3) jedna~ine (6) odre|uju se iz 

sistema opštih jedna~ina: 

b 

i 

1 

N 

= Σ 

N x y iu 

⋅ 

u , i = 0, 1, 2, 3. (7) 

i= 

1 

Za izra~unate parametre b i (i = 1, 2, 3) formira se 

model u kodiranim koordinatama. Prelaskom sa 

kodiranih na prirodne koordinate, preko jedna~ina 

transformacije, model se prevodi u prvobitni oblik 

(2). Konstanta C i eksponenti p i (i = 1, 2, 3) ovog 

modela odre|uju se iz izraza: 

p 

i 

2bi 

= 

f 

i 

ln 

f 

max 

i min 

, i = 1, 2, 3, (8) 

3 

3 

Σ i Σ i 

ln 

imax 

, (9) 

i= 1 i= 123 , , i= 1 

i= 

123 , , 

p = b − p ⋅ f 

0 

C = exp (p 0 ). 

Uvr{tavaju}i vrijednosti eksponenata p i i konstante C 

u modelu (2) dobije se matematski model zavisnosti 

mjerene veli~ine od parametara navarivanja u 

punom obliku. 

Disperziona analiza, odnosno, ocjena signifikantnosti 

parametara modela b i (i = 0, 1, 2, 3) izvedena je 

prema F- kriteriju: 

s 

2 

i 

F 

ri 

= 

2 

> Ft 

, 

sE 

gdje su: F ri - ra~unska vrijednost F-kriterija za i-ti 

parametar, s i 2 - disperzija parametara modela, s E 2 - 

disperzija rezultata u nultoj ta~ki, F t - tabli~na 

vrijednost F-kriterija, koja za date uslove (f LF = 1 i 

f E = 3) iznosi F t = 10,13. 

gdje je suma kvadrata: 

s 

S 

2 bi 

i 

= , 

f 

i 

S = b ⋅ x ⋅ y = N ⋅b 

bi 

i 

N 

2 

Σ iu u i i , i = 1, 2, 3 (10) 

u=1 

za i = 0 → N = 12, za i = 1, 2, 3, → N = 8, a 

stepen slobode f i = 1. 

Disperzija rezultata u nultoj ta~ki je: 

s 

S 

2 E 

E 

= , 

f 

E 

gdje je suma kvadrata: 

n0 n0 1 

0 

2 2 

Σ( ou o ) Σ ou ⎜Σ = 

SE 

= y − y = y − 

n 

u= 1 

u= 

1 

⎛ 

⎝ 

n 

0 u 1 

a stepen slobode f E = n 0 - 1 = 4 - 1 = 3. 

y 

ou 

⎞ 

⎟ 

⎠ 

2 

, (11) 

Na osnovu provedene disperzione analize formiran 

je matematski model zavisnosti mjerene veli~ine od 

parametara navarivanja u kona~nom obliku. 

Provjera adekvatnosti ovako dobijenog matematskog 

modela izvedena je prema F-kriteriju: 

F r < F t . 

Tabli~na vrijednost F-kriterija za nivo zna~ajnosti α= 0,05 

i stepen slobode F lf = N - k - 1 - (n 0 - 1) = 5 

iznosi F = 9,01. Ra~unska vrijednost F-kriterija za 

ocjenu adekvatnosti modela se dobije na osnovu 

obrasca: 

Fr 

LF 

s 

= 

s 

2 

M 

2 , 

E 

gdje je s M 

2 - disperzija razlika izmjerenih vrijednosti 

(y i ) i ra~unskih ( ), koje se odre|uju iz izraza 

(12): 

$y i 

Disperzija parametara modela iznosi: 

s 

2 

M 

= 

f 

N 

n 

n 

1 ⎧ 

0 0 

⎪ 

⎡ 

2 

2 1 

( yu 

− yu) 

− you 

− ⋅ ⎛ you 

− f 1 

u 1 n0 ⎝ ⎜ ⎞ 

⎨Σ ⎢Σ Σ ⎟ 

= u 1 

⎣⎢ 

= = ⎠ 

⎩⎪ 

R E u 

2 

⎤⎫ 

⎪ 

⎥⎬ 

⎦⎥ 

⎭⎪ 

$ (12) 

- 113 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


Procedura provo|enja regresione i disperzione 

analize, kao i provjera adekvatnosti modela, opisani 

u prethodnom dijelu rada, obra|eni su uz pomo} 

vlastitog ra~unarskog programa, a rezultati obra|enih 

podataka, za sve mjerene veli~ine, dati su 

dijagramski. 

intervala variranja parametara, je znatno slabije 

izraèn. Zavisnost navedenih veli~ina od parametara 

navarivanja opisana je eksponencijalnim jedna~inama 

i dijagramski, slika 2. : 

b 

1 

= 306, 

680 ⋅v 

−04850 

, 

(13) 

Analiziranjm rezultata uticaja parametara navarivanja 

na geometriju navara, i podatke dobivene obradom 

tih vrijednosti, moè se konstatovati da na 

geometrijske karakteristike navara najve}i uticaj ima 

brzina navarivanja. Uticaj ja~ine struje i napona luka 

na visinu troslojnog navara (h 3 ) i {irinu navara u 

prvom (b 1 ) i tre}em sloju (b 3 ), u okvirima odabranih 

h = 7, 

320 ⋅I ⋅v 

b 

3 

3 

= 362, 

421⋅v 

0, 4473 −0, 

6942 

−05974 

, 

(14) 

(15) 

12 

11 

U = 32 V 

65 

60 

55 

I = 500 A 

U = 32 V 

visina troslojnog navara u mm 

10 

9 

8 

7 

I = 550 A 

I = 500 A 

I = 450 A 

sirina navara u b1 i b3 u mm 

50 

45 

40 

35 

b3 

b1 

6 

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 

brzina navarivanja u cm/min 

30 

28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 

brzina navarivanja u cm/min 

Slika 2.- Uticaj parametara navarivanja na geometrijske karakteristike troslojnog navara 

550 

540 

v = 40 cm/min 

530 

tvrdoca navara u HV 

520 

510 

500 

490 

480 

U = 34 V 

U = 32 V 

U = 30 V 

470 

460 

450 

450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 

jacina struje u A 

Slika 3.- Uticaj parametara na tvrdo}u troslojnog navara 

Uticaj parametara navarivanja na povr{insku tvrdo}u 

troslojnog navara izra{ena je matematskim modelom: 

HV = 479, 

666 ⋅I − ⋅U 

0, 2587 0, 

4767 

(16) 

Iz jedna~ine je vidljivo da na promjenu povr{inske 

tvrdo}e najve}i uticaj ima ja~ina struje. Uticaj 

napona je izraèn ne{to slabije, dok brzina 

navarivanja nije signifikantna. Zavisnost povr{inske 

tvrdo}e od parametara navarivanja prikazana je 

dijagramski, slika 3. 

Promjena hemijskog sastava metala navara, kao 

posljedica promjene parametara navarivanja, 

uvjetovana je stepenom mije{anja osnovnog i 

dodatnog materijala i razli~itim intenzitetom odvijanja 

metalur{kih reakcija. Sadràj pojedinih elemenata u 

- 114 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


tre}em sloju navara, u zavisnosti od promjene 

parametara navarivanja, izraèn je eksponencijalnim 

jedna~inama i grafi~ki, slika 4.: 

0, 4843 0, 

9821 

C = 0, 

0005876⋅I 

⋅U 

− 

Mn = 11109 , ⋅I ⋅U ⋅v 

0, 5794 0, 6568 −0, 

1274 

(17) 

(18) 

− 

Mo = 3, 

599 ⋅I ⋅U 

0, 6408 0, 

6060 

Cr = 69, 

661⋅I − ⋅U ⋅v 

0, 7089 0, 4739 −0, 

1037 

(19) 

(20) 

0,70 

0,65 

0,60 

v = 40 cm/min 

3,4 

3,2 

3,0 

U = 34 V 

v = 40 cm/min 

sadrzaj C i Mo u % 

0,55 

0,50 

0,45 

0,40 

U = 34 V 

U = 30 V 

U = 34 V 

sadržaj Mn i Cr u % 

2,8 

2,6 

2,4 

2,2 

2,0 

U = 34 V 

U = 30 V 

0,35 

U = 30 V 

1,8 

U = 30 V 

0,30 

450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 

struja navarivanja u A 

1,6 

450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 

struja navarivanja u A 

Slika 4.- Promjena sadràja C, Mo, Mn i Cr u metalu navara u zavisnosti od promjene parametara 

Analiza makrostrukture posmatranih uzoraka pokazuje 

da je spoj osnovnog i dodatnog materijala 

uglavnom homogen, bez prisustva pukotina, pora, 

uklju~aka troske, nespojenih mjesta i drugih gre{aka 

navarivanja makroskopske veli~ine. 

Ispitivanje mikrostrukture tre}eg sloja navara izvr{eno 

je na tri uzorka, odabrana na osnovu razli~ite 

pogonske energije, oznaka 2. (16,2 kJ/cm), 9. (24,0 

kJ/cm) i 7. (37,4 kJ/cm), slika 5. 

Sva tri uzorka su me|usobno sli~ni, pa se ne moè 

konstatovati znatniji uticaj pogonske energije na 

oblikovanje strukture. Usljed razli~ite pogonske 

energije za o~ekivati je i razli~iti stepen penetracije 

osnovnog materijala u navar, a što bi rezultiralo i u 

razli~itoj hemijskoj analizi na povr{ini navara, 

pogotovo ako se uzme u obzir da pri ve}oj 

pogonskoj energiji dolazi i do znatnijeg odgora 

elemenata sa ve}im afinitetom prema kisiku, kao {to 

su ugljik i krom. 

Slika 5.- Mikrostruktura tre}eg sloja navara, pove}anje 200 puta: 

a) uzorak oznake 2., b) uzorak oznake 9., c) uzorak oznake 7. 

- 115 -

Ma{instvo 3(1), 109-116, (1997) 


Ipak, iz prikazanih mikrostruktura, koje pokazuju izraziti 

liveni dendritni oblik, moè se zaklju~iti da uticaj 

pogonske energije nije od presudnog zna~aja na 

formiranje strukture, kao u ostalom ni na promjenu 

hemijskog sastava na povr{ini navara, ni na 

mehani~ke karakteristike, prvenstveno povr{insku 

tvrdo}u [4]. 

5. ZAKLJUÂK 

Analizirani rezultati su ukazali da promjena osnovnih 

parametara navarivanja (struja, napon i brzina), u 

granicama odabranog intervala variranja, ne uti~u 

zna~ajnije na promjenu hemijskog sastava i strukture 

metala navara, pa tako nema ni velikih odstupanja 

povr{inske tvrdo}e, maksimalno do 10%. Promjena 

tvrdo}e u nazna~enim granicama je posljedica 

razli~itog stepena mije{anja osnovnog i dodatnog 

materijala i razli~itog intenziteta odvijanja metalur{kih 

reakcija u kupki, tj. vezane su sa geometrijom 

navara, koja uti~e i na brzinu hla|enja, a time i 

na strukturu. 

Ipak, uticaj promjene parametara navarivanja je veoma 

zna~ajan, a ogleda se upravo na mogu}nostima 

promjene geometrijskih karakteristika. Pri tome je 

posebno izraèn uticaj brzine navarivanja, dok je uticaj 

struje i napona na geometriju navara, u okviru 

odabranih intervala variranja parametara navarivanja, 

ne{to slabije izraèn. 

Dakle, variranjem osnovnih parametara navarivanja: 

struje, napona i brzine, u okviru odabranih intervala, 

uz adekvatan izbor dodatnog materijala (ìca / prah) 

moè se u velikoj mjeri uticati na èljenu visinu, 

{irinu i oblik navara, a odre|eni uticaj je mogu}e 

ostvariti i na hemijski sastav, strukturu i mehani~ke 

karakteristike navarene povr{ine, prvenstveno, 

povr{insku tvrdo}u, što je bitan ~inilac u optimiranju 

tehnologije navarivanja EPP postupkom. 

6. LITERATURA 

[1] P.Y. Adler, E.V. Markova, Y.V. Granovskij: 

“Planirovanie eksperimenta pri poiske 

optimaljnih uslovij”, Moskva, 1976 godine, 

[2] V.A. Deev, V.I. Drozdov, S.V. Ivanov, A.V. 

Leonov: “ Issledovanie matemati~eskimi metodami 

vlijanija reìmov naplavki cilindri~eskih detaljej pod 

fljusom na harakter formoobrazovanija valika”, 

Svaro~noe proizvodstvo, Moskva 1972 godine, 

[3] S. Ðuri}, P. Da{i}: “Analiza izbora matemati~kog 

modela u oblasti zavarivanja EPP postupkom”, 

Zavariva~, 1/1988 godine, 

[4] S. Pa{i}: “Optimizacija navarivanja habaju}ih 

povr{ina na rotiraju}im dijelovima rudarske opreme 

mehanizovanim EPP postupkom”, magistarski rad, 

Mostar, 1991 godine 

- 116 -

uticaj parametara navarivanja epp postupkom na promjenu ...

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?