Department

Welcome to the website of our department

Department of Technology, Materials and Computer-Aided Technologies is part of the Institute of Technological and Materials Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Technical University in Košice. At present, the teaching area at our department is focused on available conventional and progressive technologies for the production of components in mechanical engineering as well as on the use of CAx technologies in designing and optimizing production processes. The content of the subjects is the theory and technology of machining, sheet metal forming a bulk forming, plastics processing, welding and surface treatment.

 

The content of subjects includes design of technological processes, production technology, design and construction of the tools, experimental methods in engineering technology, progressive methods of product production, design and construction of the molds for plastic moldings, simulation of melt flow into the mold cavity, mechanization and production automation. Within the application of individual methods and designs in various technological processes, we use CAD/CAM/CAE systems, simulation programs such as PAM-STAMP, SolidCAM, Moldex 3D and others. Within our workplace, we develop or participate in research in the field of forming, welding, machining, plastics processing, surface treatment, thin layers and many others in order to support the industrial environment and ensure its sustainable economic development. We always try to be accommodating and open to possible opportunities for new cooperation. In case of any information, please contact us. 

 

Come to us to study progressive study programs.

 

 

Technologies, management and innovations in mechanical engineering

Bc. study

 

bc technologies

 

          

Computer Support of Mechanical Engineering

Bc. study

bc computer

 

          

Engineering technologies

Ing. study

ing engineering

 

                                         

Computer Support of Mechanical Engineering

Ing. study

ing computer

 

          

 

There is no translation available.

Zváranie taviacou sa elektródou v ochranných atmosférach plynov

Zváranie taviacou sa elektródou v ochranných atmosférach plynov, alebo tiež technológia označovaná skratkami (MIG - Metal Inert Gas,) / (MAG - Metal Active Gas), resp.  (GMAW - Gas Metal Arc Welding) a na výkresoch podľa STN EN ISO 4063 ako metóda 131, resp. 135 a pre rúrkové drôty 136 je tavnou technológiou zvárania. Elektrický oblúk horí medzi koncom kontinuálne podávanej taviacej sa elektródy a základným materiálom v ochrannej atmosfére inertného plynu, resp. aktívneho plynu. (obr. 13). 

obr13

 

V elektrickom oblúku dochádza primárne k ionizácii kovových výparov zo základného a prídavného materiálu a až sekundárne k disociácii a ionizácii ochranných plynov.

 

Metalurgia zvárania MIG/MAG

Použitý druh ochrannej atmosféry plynov významnou mierou vplýva na kvalitu zvarových spojov a metalurgické deje počas zvárania. Kým pri metóde MIG sa v oblasti zvaru nachádza inertná atmosféra nepodlieľajúca sa na metalurgických (oxidačno -redukčných) procesoch a plyn plní výlučne ochrannú funkciu zvarového kovu pred negatívnym vplyvom okolitej atmosféry, pri metóde MAG sa plyn aktívne podieľa na metalurgických procesoch zvárania. Aktívnym plynom používaným pri metóde MAG je CO2, ktorý má najsilnejší oxidačný účinok. Oxid uhličitý v oblasti vysokých teplôt disociuje, pričom sa predpokladá existencia voľných atómov kyslíka. Stupeň disociácie závisí od teploty. Úplná disociácia nastáva pri teplote 6500° K. Plyn v styku s kvapkami má nižšiu teplotu preto nastáva iba čiastočná disociácia. Voľný kyslík reaguje s kvapkami roztaveného kovu, pričom sa uvoľňuje teplo. V oblasti oblúka sa nachádza aj vlhkosť ktorá spôsobuje vznik vodných pár.

 

V tekutom kove prebiehajú oxidačné procesy intenzívnejšie v elektrickom oblúku ako v roztavenom zvarovom kove. Pri týchto procesoch dochádza k vypaľovaniu prvkov podľa ich afinity ku kyslíku. V závislosti od afinity ku kyslíku sa je možné chemické prvky v prídavných materiáloch rozdeliť na aktívne a stabilné. Aktívne (rýchlo reagujúce) sú C, Zr, Ti, Al, V, Si, Mn. Stabilnými (pomaly reagujúcimi) sú Cr, Fe, Mo, Ni, Cu.  Rýchlosť tuhnutia zvarového kovu by mala umožniť uniknúť CO z roztaveného zvarového kovu. Dezoxidačnými činidlami pridávanými do prídavných materiálov sú Mn, Si a Al, ktoré zabezpečuje jemnozrnnosť štruktúry najmä pri zváraní jemnozrnných ocelí.

Pri MAG zváraní v čistom CO2 dochádza až k 50% prepalu pôvodného obsahu u prvkov ako Zr, Ti, Al.

 

Parametre zvárania MIG/MAG

Zvárací prúd - pri zváraní sa používa jednosmerný prúd. So zvyšujúcim prúdom sa zväčšuje hĺbka prievaru, prevýšenie zvaru, šírka húsenice a súčiniteľ roztavenia. Pre zváranie Al a jeho zliatin sa používa striedavý prúd, kde sa uplatňuje čistiaci účinok prúdu. Veľkosť zváracieho prúdu je priamo úmerná rýchlosti odtavovania drôtu.

Polarita pri zváraní v ochranných atmosférach MIG, MAG sa používa nepriama polarita (+ pól na zváracom drôte). Pri priamej polarite (- pól na zváracom drôte) je menší prievar, väčší rozstrek a menšia stabilita elektrického oblúka, čo je pre zváranie nevhodné.

Napätie oblúka - pri zvyšovaní oblúka rastie dĺžka oblúka a kontrakčný účinok okolitých plynov na oblúkový stĺpec a anódovú škvrnu. Zintenzívňujú sa chemické reakcie a frekvencia odkvapkávania. So zvyšovaním napätia oblúka sa zvyšuje aj množstvo nečistôt vo zvarovom kúpeli, zvar je menší, húsenica širšia a súčiniteľ roztavenia klesá. Nízke napätie oblúka spôsobuje prevýšenie prechodu zvar - základný materiál.

Rýchlosť zvárania - vplýva na tvar kráteru vo zvarovom kúpeli, napätia, deformácie a šírku zvarovej húsenice. Pri ručnom zváraní je rýchlosť zvárania v rozsahu 100 až 600 mm.min-1, pri automatizovanom spôsobe až 1200 mm.min-1.

Vyloženie zváracieho drôtu je vzdialenosť drôtu od jeho výstupu z kontaktnej koncovky po oblúk. Náhle zmeny vyloženia elektródy počas zvárania vplývajú nepriaznivo na stabilitu zváracieho procesu. Veľké vyloženie drôtu má negatívny vplyv na efektívnosť ochrannej atmosféry plynov. Malé vyloženie drôtu spôsobuje prehrievanie a znečistenie hubice horáka rozstrekom zvarového kovu.

Vzdialenosť hubice horáka (plynovej dýzy) je pri zváraní v rozsahu 15 až 25 mm.

Uhol sklonu, ktorý zviera os horáka so smerom pohybu horáka.

Uhol odklonu, ktorý zviera rovina pohybujúceho sa horáka s vertikálnou rovinou.

Ochranný plyn sa skladá z viacatomových molekúl, ktoré oblúk ochladzujú. V jeho bezprostrednej blízkosti nastáva dislokácia molekúl na atómy a k tomu je potrebné veľké množstvo tepla, ktoré sa odoberá z oblúka. Druh ochranného plynu vplýva na tvar a rozmery zvaru. Výtok plynu má byť laminárny (nie turbulentný), aby neprisával vzduch do ochrannej atmosféry. Pri zvyšovaní prietoku klesá súčiniteľ roztavenia. Ochranné plyny pre zváranie sú klasifikované v zmysle STN EN ISO 14175.

Povrch zváraného materiálu vyžaduje rovnakú čistotu ako pri iných technológiách zvárania. Zvarové plochy sú pripravené trieskovým obrábaním. Tvar a rozmery zvarových plôch v závislosti od zváraných hrúbok predpisuje STN EN ISO 9692-1.

 

Pri ručnom zváraní sa tak ako pri zváraní plameňom používa ľavosmerné zváranie (dopredu), ak je uhol sklonu horáka väčší ako 90º a pravosmerné zváranie (dozadu), kde uhol sklonu horáka je menší ako 90º, vhodné pre zváranie tenkých plechov krátkym oblúkom vo vodorovnej polohe zhora (PA - STN ISO 6947). Pri dlhom oblúku sa aplikujú oba spôsoby zvárania.

Zmenou zváracieho prúdu a zváracieho napätia dochádza k zmene zváracieho oblúka, tiež prenosu roztaveného prídavného materiálu. čo je prezentované na obr. 14. Prenos kovu závisí od zváracieho prúdu, prúdovej hustoty, napätí v oblúku, druhu zváracieho prúdu, polarity, druhu a priemeru elektródy a druhu ochranného plynu.

 

obr14

 

Na druh zváracieho oblúka vplýva, druh použitého ochranného plynu, hrúbka zváraného plechu a pozícia zvaru.

 

Prenos kovu pri zváraní jednosmerným prúdom nepriamou polaritou môže byť:

skratový prenos - (tzv. máčavý prenos), alebo prenos krátkym oblúkom prebieha pri zváracom napätí od 14 do 20 V. Používa sa pri zváraní tenkých plechov, zváraní v polohách a zváraní koreňa.              Prechod materiálu nastáva v skrate v oblúku o dĺžke cca. 3mm s nepatrným rozstrekom. K oddeľovaniu kvapiek kovu dochádza tzv. pinch-efektom.

poloskratový prenos vzniká pri zváracom napätí od 18 do 28 V. Vyšší tepelný výkon oblúka poskytuje väčší zvarový kúpeľ a lepšie formovanie zvaru v porovnaní so skratovým prenosom.

prenos voľným letom (tzv. bezskratový prenos) prebieha pri zváracom napätí od 25 do 35 V pri dĺžke oblúka cca. 6 mm. Rozmery a frekvencia kvapiek taviacého sa prídavného materiálu závisia na veľkosti zváracieho prúdu, chemickom zložení materiálu, ochrannom plyne a priemere elektródy.

 

Prenos voľným letom sa v závislosti na prúdovej hustote delí na:

kvapkový prenos kovu prebiehajúci pri prúdovej hustote nižšej ako je medzná prúdová hustota pôsobením gravitačných síl. Používa sa pri zváraní väčších hrúbok plechov z Al a jeho zliatin v inertných atmosférach plynov.

kombinovaný kvapkový a sprchový prenos prebieha pri hodnotách medznej prúdovej hustoty. Je najčastejšie používaným typom prenosu pri zváraní oceľových plechov.

sprchový prenos prebieha pri vysokej prúdovej hustote vďaka pôsobeniu elektromagnetických síl. Prenos kovu prebieha veľkou rýchlosťou kvapiek malých rozmerov. Je vhodný pri zváraní väčších hrúbok v ochranných atmosférach zmesných plynov a Ar. V ochrannej atmosfére CO2 je neuskutočniteľný.

impulzný prenos vzniká pri pulzujúcom prúde. Pri striedaní základného a impulzného prúdu. Veľkosť kvapiek závisí od frekvencie, ktorá je v rozsahu 25 až 300 Hz. Výhodou jeho použitia je vysoká stabilita horenia oblúka, malý rozstrek. Je vhodný pre zváranie tenkých plechov, zváranie v polohách a koreňových zvarov. Použitie impulzného oblúka v ochrannej atmosfére CO2 nie je možné.

prenos kovu rotujúcim oblúkom (označovaný tiež ako T.I.M.E vzniká pri použití vysokých zváracích prúdov (nad 450 A) a zváracieho napätia nad 48 V. Je charakteristický vysokým odtavovacím výkonom. Aplikuje sa pri zváraní materiálov veľkých hrúbok a naváraní v ochranných atmosférach zmesných plynov s héliom.

 

Zváracie zariadenie pre zváranie taviacou sa elektródou v ochranných atmosférach plynov pozostáva so zdroja zváracieho prúdu, ktorým sú usmerňovače a invertory dodávajúce jednosmerný prúd resp. transformátory pre striedavý prúd. Z konštrukčného hľadiska môžu byť točivé a častejšie používané netočivé. Pre mechanizované spôsoby zvárania majú plochu voltampérovú charakteristiku. Zariadenie sa skladá zo zásobníka prídavného materiálu, kde je prídavný materiál navinutý na cievke, oceľových tlakových fliaš s ochranným plynom, regulačných ventilov, mechanizmu pre podávanie prídavného materiálu, riadiacej jednotky zabezpečujúcej pracovný cyklus, chladiacej jednotky zabezpečujúcej chladenie zváracieho horáka (plynom, vodou), zváracieho horáka, zváracích vodičov, hadíc na prívod plynu a chladiaceho média do horáka.

 

Prídavné materiály pre zváranie

Zváracie drôty pre zváranie v ochranných atmosférach sú dodávané navinuté na cievkach od 1do 50 kg. Z hľadiska povrchovej úpravy je potrebné, aby zvárací drôt nemal na povrchu hrdzu, mastnoty po ťahaní a nebol poškodený, čo by mohlo spôsobovať výkyvy v procese zvárania. Plné drôty sú dodávané v priemeroch f 0,6; 0,8; 1; 1,2; 1,4; 1,6; 1,8; 2,0; 2,2; 2,4 mm. Pri zváraní v ochranných atmosférach plynov sa v čoraz väčšej miere uplatňujú rúrkové drôty umožňujúce vyššiu produktivitu zvárania, zlepšujú formovanie zvaru a vrstva trosky na povrchu zvaru spomaľuje jeho ochladzovanie. Prídavné materiály pre zváranie v ochranných atmosférach sú normalizované podľa STN EN ISO 14341. Technológia zvárania v ochranných atmosférach plynov taviacou sa elektródou má v strojárskom priemysle široké uplatnenie. Jedná sa o automatizovaný spôsob zvárania, ktorého výhodou je kontinuita procesu zvárania vďaka prídavným materiálom navinutých na cievkach umožňujúca jeho automatizáciu a vysoká kvalita zvarov. Umožňuje zváranie tenkých aj hrubých nelegovaných, ale aj vysokolegovaných oceľových plechov, tiež neželezných kovov.

 

 

 

Events

Katedrovica_PPSV_2025

On 04.03.2025, an event called Katedrovica was held for our students from the PPSV Ing. 1st and 2nd year study programme. We would like to take this opportunity to thank you for the awesome atmosphere and great fun.  

fotogaléria: Katedrovica_PPSV_2025 

 


KSIT 2024 International Scientific Conference  

From 02 to 05.11.2024 the KSIT 2024 conference was held in Tály, Slovakia. It brought together experts from metallurgy, metallurgy and industry from Slovakia, the Czech Republic, Poland and Romania. The event was also a celebration of the thirtieth anniversary of the scientific journal Acta Metallurgica Slovaca.   

Photos

 


Erasmus scholarship for PhD studies, year 2024  

Ing. Samuel Vilkovský took part in a one-month Erasmus+ Traineeship at the Faculty of Mechanical Engineering, University of Ljubljana, Slovenia, which broadened his knowledge with additional academic opportunities. Within the framework of the above-mentioned stay at this faculty, he also focused on future scientific cooperation with this university in the field of forming under the guidance of prof. Pepelnjak. He extended his previous knowledge in the field of simulation of forming processes by the possibilities of using Neural Network and Random Forest methods, which contributed to a new insight into new modern research techniques and methodologies. His further experience from his stay at the University of Ljubljana Mr. Ing. Vilkovský can be read by clicking on the link below.   

ERASMUS scholarship


RoadShow Sumitomo DEMAG 

On 21.05.2024 company Sumitomo DEMAG representatives visited the Institute of Technological and Materials Engineering at the Faculty of Mechanical Engineering of TUKE. This company presented cutting-edge solutions in the field of plastic injection moulding technology, including a real demonstration on an injection moulding machine. The presentation was intended for employees of the Institute of Technological and Materials Engineering, as well as for students and representatives of various companies from KE and the surrounding area. With her expertise in the field of plastic injection moulding, she pointed out the latest trends, tools as well as functions and control panels showing the entire injection moulding process. One of the many features was an introduction to the so-called activeMeltControl function, which adapts the injection moulding process to changes in material (including regranulate), automatic pressure adjustment, or correction of moulding weight fluctuations. 

 

photos


Visit of Volvo Cars 

On 14.02.2024 Volvo Cars visited the Institute of Technological and Materials Engineering at the Faculty of Mechanical Engineering, TUKE. They were interested in study programs oriented on the issue of automotive production, scientific and research activities and possibilities of further cooperation. There was a discussion about the possibility of applying our graduates within the company. A number of study programmes of our faculty offer a wide range of graduates who can find employment in the newly created company in Valaliky Industrial park. In the coming period, representatives of Volvo Cars will visit the laboratories and workplaces of the Faculty of Mechanical Engineering.   

photo from the visit: Volvo


International Scientific Conference PRO-TECH-MA 2023 and Košice Innovation and Technology Summit KSIT 2023 

An international scientific conference was held in Herľany on 06-08.09.2023.   

photo from the conference: PRO-TECH-MA 2023


Visit to RF Elements company 

On 27.06.2023 an excursion was held for the students of the PPSV Ing. studies in the company RF Elements in their development and production centre at the city of Humenne.  

photo from the excursion: RF elements


CEEPUS Summer School 2021

As part of the CEEPUS scholarship program, KTMaPPV students completed a study stay at Politechnika Svietokrzyska in KIelce, Poland. As part of their two-week stay, they had the opportunity to take interesting lectures, visit the laser technology center, several laboratories, but also get to know the city and its surroundings in free time. As part of the summer school, they also visited the 25th year of the exhibition PLASTPOL

YOu can find more photos in photo gallery: letná škola CEEPUS 2021


       Revitalization of the KTMaPPV

During the summer months, the premises of the Department of Technology, Materials and Computer Aided Production on Mäsiarska street were renovated.

More photos you can find in the photo gallery: revitalizácia priestorov KTMaPPV


       PRO-TECH-MA 2020

An international scientific conference (venue of Rzeszów) was held on 21 October 2020. For more information, visit

https://protechma2020.prz.edu.pl/main-page

  


       Summer school CEEPUS

The students of the 2nd year of engineering studies of the PPSV study program completed a study stay at the University Politechnika Świętokrzyska in Kielce, Poland, within the CEEPUS scholarship program. During the two-week stay, they had the opportunity to attend interesting lectures, visit the laser technology center, but also get to know the city and its surroundings in their free time.   

         fotogaléria zo študijného pobytu


       PRO-TECH-MA 2019

An international scientific conference will take place in Herľany from 15 to 17 September 2019. All interested parties from Slovakia and abroad are invited. More information can be found at:   

         https://www.sjf.tuke.sk/kstam/protechma/


       Open Door Day 2019

        Fotogaléria deň otvorených dverí

On March 20, 2019, an event entitled ,,Open Day" was held in the University Library of the Technical University in Košice, which was attended by the general scientific and lay public as well as students and teachers of secondary schools.  As part of the Open Day event, employees of the technologies and materials informed about the possibilities of studying the Bachelors study program Technology, Management nad Innovation of Mechanical Engineering as well as about the knowledge that students can acquire and then apply in practice after studying other study programs at KSTaM. 


newex HORIZON 2020 - NEWEX project

                    Fotogaléria

On February 25-26, 2019, a management meeting and workshop was held at KSTaM within the international project NEWEX entitled „Research and development of a new generation of machines for processing composite and nanocomposite materials“, where the design and production of a new innovative extruder is concerned. The implementation of this project supports real cooperation between industry and education, which is of key importance for the European research development strategy.   


Snímka1

STEEL Park

Kreatívna fabrika
At our department under the leadership of prof. Ing. Emila Spišáka, CSc. and Ing. Juraja Hudáka, CSc. as well as the other educators, employees and students and the guarantor of the project U.S. Steel Košice was gradually prepared and realized one of the exhibits - the production of a toy car from sheet steel.  


 

sutaz icon

 

Competition

Fotogaléria

On March 19, 2015, a competition of FME TU students in CNC machine programming took place. It was prepared by the Department of Computer Aided Technologies and the Department of Mechanical Engineering Technologies and Materials under the auspices of the Dean of the Faculty of Mechanical Engineering Dr.h.c. mult. prof. Ing. Františka TREBUŇU, CSc.


7 512

 

Conference

 

On 7 and 9 October 2015, the international scientific conference Pro-tech-ma 2015 and Surface Engineering 2015 took place, organized by the Department of Mechanical Engineering Technologies and Materials in cooperation with the universities of the Rzeszow University of Technology and Polish University of Technology. The conference took place at the Hotel Hubert in Gerlachov in the High Tatras. 

EUR-ACE European Accreditation of Engineering Programmes

With EUR-ACE accreditation, the university receives the EUR-ACE label, which allows it to be among the leading European universities and colleges that have already received this label. It gives students the assurance that by completing a EUR-ACE accredited degree, they will meet the most exacting criteria set for graduates in European business practice. The EUR-ACE label guarantees that the holder meets demanding criteria, not only in terms of organisation but also in terms of the content and outcomes of the study programme.

 

EUR ACE Bachelor   EUR ACE Master

Calendar

No event in the calendar
June 2025
Mon Tue Wed Thu Fri Sat Sun
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

Welding school

 

welding school

 

cert1 001

 tuke mais mail telefon stravovanie kniznica zamestnanci

"Ideas alone have little worth. The value of innovation lies in its practical implementation"

 

Werner von Siemens (in letter to his brother Carl, 1865)

katedra mapa

Mäsiarska 74
040 01 Košice - Old town
Slovak Republic

Contact

Department of Technology, Materials and Computer-Aided Technologies
Institute of Technology and Materials Engineering
Faculty of Mechanical Engineering
Technical University of Košice

 

Head of the department and director of the institute: prof. Ing. Emil Spišák, CSc.
phone: 055/602 3502
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

Secretariat: Ing. Eva Krupárová
phone: 055/602 3502
e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

 

https://www.facebook.com/KatPPT

 

budova