Zváranie a zvariteľnosť materiálov

Ručné oblúkové zváranie (ROZ)

História:
Tento spôsob zvárania patrí medzí najstaršie spôsoby spájanie kovových materiálov. Už v roku 1802 objavil elektrický oblúk ruský profesor fyziky Vasilij Vladimirovič Petrov na lekárskej akadémii v Petrohrade. O čosi neskôr v roku 1812 známy chemik Humphry Davies, pôvodom z Anglicka, objavil oblúk medzi uhlíkovými elektródami. Ale zváranie elektrickým oblúkom bolo patentované až roku 1849 vo Veľkej Británii. V roku 1870 W. Sienecu objavil dynamo pre jednosmerný prúd, ktoré vytvorilo podmienky pre zváranie oblúkom. No zváranie odtavujúcou sa elektródou objavil ruský inžinier Nikolaj Gavrilovič Slavjanov v roku 1890, ktorý vypracoval základy zvárania oblúkom pre praktické využitie, a vyrobil agregát na zváranie. [3] [1]
Základný popis:
ROZ je tavné zváranie popísané nasledovnými znakmi:
  • základný tepelný zdroj tvorí elektrický oblúk, ktorý je tvorený, za procesu zvárania, medzi obalenou elektródou a zváraním materiálom.
  • obalená elektróda, ktorá tvorí prídavný materiál sa postupne odtavuje v kvapalnej forme a privádza sa do zvarového kúpeľa. Elektróda pozostáva z jadra (väčšinou drôt, no môže byť tvorené napr.: odlievanou tyčkou alebo lisovaným práškom) a z obalu, ktorý je delený podľa účelu:
    1. a) elektrický – pozostáva z rôznych ionizačných látok, ktoré umožňujú lepšie zapaľovanie el. oblúka a stabilizujú horenie
      b) fyzikálny – slúži na ochranu kovu pred prísunom kyslíka a vodíka z okolitého prostredia
      c) metalurgický – dolegovanie a odlegovanie roztaveného kovu a i.
  • pohyb je vykonávaný zváračom (ručne)
  • zváranie začína zapálením el. oblúka a pokračuje, bez prerušovania, až do konca požadovaného zvárania, alebo kým sa neodtavý celá elektróda. V tom prípade sa elektróda vymení a postup sa opakuje. [3] [5]
  • Označenie zváracej metódy
    Podľa STN EN ISO 4063Americká skratkaEurópska skratkaSlovenská skratka
    111
    Zváranie obalenou elektródou
    SMAW
    Shielded Metal Arc Welding
    MMA, MMAW
    Manual Metal Arc Welding
    ROZ
    Ručné oblúkové zváranie
    Prameň: Zváracie procesy a zariadenia, rok 2011

    Zváracie zariadenie na ROZ je rozdelené na dve základné časti, ktoré sú potrebné pre začatie zvárania:
  • zvárací zdroj: vyrába prípadne dodáva elektrický prúd (jednosmerný, striedaný) s požadovanými parametrami, ktoré záležia od hrúbky elektródy vrátane obalu (1 mm priemeru elektródy pripadá na 30 – 40 A zváracieho prúdu).
    Ako zváracie zdroje možno použiť:
      - zváracie dynamá
      - zváracie usmerňovače
      - zváracie transformátory
      - zváracie striedače (invertory)
      - zváracie „choppery“
  • pomocné zváracie príslušenstvo: slúži na zabezpečenie prenosu prúdu medzi zdrojom, elektródou a zvarkom, pri čom vzniká uzavretý elektrický oblúk.
    Pomocné príslušenstvo je tvorené:
      - držiak elektród
      - uzemňovacia svorka
      - zváracie káble
      - rýchlospojky [8]
  • Elektródy
    Elektróda tvorí súčasne funkciu elektródy aj prídavného materiálu. Pre zatriedenie obalených elektród na ručné oblúkové zváranie sa využíva norma STN EN 499. Obal elektródy má dôležitý význam pri zváraní: vytvára trosku, vytvára ochranný plynový závoj okolo kúpeľa, stabilizuje oblúk a ionizuje stĺpec oblúka. Základné rozdelenie elektród sa určuje podľa druhu obalu:
  • A - kyslý obal
  • C - celulózový obal
  • R - rutilový obal
  • RR - hrubý rutilový obal
  • RC - rutilovo-celulózový obal
  • RA - rutilovo-kyslý obal
  • RB - rutilovo-bázický obal
  • B - bázický obal
  • Príklad označenia elektród podľa normy:
    EN 499 – E 44 3 1Ni B 5 4 H5
  • Povinná časť:
    1. E – symbol pri používaní elektródy pre ručné oblúkové zváranie
      44 – minimálna medza kĺzu 440 N/mm2
      3 – minimálna nárazová práca 47 J pri -30°C
      1Ni – chemické zloženie 1,1% Mn a 0,7% Ni
      B – bázický obal elektródy
  • Výberová časť:
    1. 5 – možno použiť striedavý alebo jednosmerný prúd
      4 – tupý a kútový zvar vo vodorovnej polohe zhora
      H5 – vodík nepresahuje 5ml/100g navareného kovu [9] [10]
    Katalóg elektród si môžete pozrieť tu
    Výhody:
  • vysoká kvalita spojov
  • veľký výber prídavných materiálov
  • maximálna flexibilita a rýchlosť nasadenie
  • maximálna dostupnosť a relatívne nízka závislosť na vplyvoch prostredia
  • použiteľnosť a univerzálnosť v rôznych situáciach a polohách
  • použiteľnosť pre všetky triedy zvarkov podľa veľkosti
  • vysoká spoľahlivosť počas realizácie a nižšie investičné náklady
  • Nevýhody:
  • nižšia produktivita v porovnaní s metódami MIG, MAG a ZPT
  • vyššia tvorba chýb (pórovitosť)
  • potrebné odstraňovať trosku
  • nemožná automatizácia a mechanizácia
  • zvýšené množstvo škodlivých látok [5]
  • Obrázky zvárania pomocou MIG/ MAG