Zavarivanje-gasnim-postupkom

Miomir Vuki}evi} Zoran Petrovi}

Sava \uri} Mi{o Bjeli}

Kraqevo, 2007.g.

ZAVARIVAWE GASNIM POSTUPKOM

ZAVARIVAWE GASNIM

POSTUPKOM

KRAQEVO, 2007.

Miomir Vuki}evi}Sava \uri}

Zoran Petrovi} Mi{o Bjeli}

dr Miomir Vuki}evi}, dipl. in`. ma{, dr Zoran Petrovi}, dipl. in`. ma{, Sava \uri}, dipl. in`. ma{, Mi{o Bjeli}, dipl. in`. ma{. ZAVARIVAWE GASNIM POSTUPKOM I izdawe Recenzenti: dr Qubodrag \or|evi}, Ma{inski fakultet Kraqevo, dr Milan Kolarevi}, Ma{inski fakultet Kraqevo. Izdava~: KRAQEVSKI GLASNIK Veqka Vlahovi}a 33 36000 Kraqevo Epo{ta: [email protected] Za izdava~a: Dragan Vuki}evi} Urednik Dragan Vuki}evi} [tampawe uybenika odobrilo Nau~no nastavno ve}e Ma{inskog fakulteta Kraqevo. Odluka broj 121/4 od 30. 01.2007.g. Tira`: po potrebi [tampa: 3M Copy Kraqevo Kraqevo, Milo{a Velikog br.22 Telefoni: 036 311962 i 313358 Faks: 036 311962 Epo{ta: [email protected] ISBN 9788686283023 COBISS.SRID 140266508 Pre{tampavawe i/ili umnoàvawe (fotokopirawe, skenirawe, elektronsko umnoàvawe i sl.), nemoralan je ~in. Sva prava zadràvaju izdava~ i autori.

I IZDAWE RE^ AUTORA Mno{tvu ve} napisanih kwiga posve}enih postupcima zavarivawa autori su odlu~ili da pridruè jo{ jedan prikaz gasnog postupka. Ne samo zato {to se ostale kwige te{ko mogu na}i u prodaji pa bi ovom popunili evidentnu prazninu, ve} pre svega zato {to su namerni da na~ine mali doprinos tuma~ewu predmetne tehnologije i omogu}e ne{to druga~ije razumevawe materije kojoj u aplikativnom domenu, u ovom trenutku, te{ko moè ne{to novo da se doprinese. Re~ je o istom onom postupku koji se toliko dugo koristi na skoro nepromenqivim prakti~nim principima i pravilima od XIX veka. Uybenik je namewen studentima Ma{inskog fakulteta Kraqevo za predmete Tehnologije spajawa, Eksploatacija ma{ina i ure|aja, odnosno za predmet Ma{ine i alati u zavarivawu na smeru za proizvodne tehnologije. Uybenik moè da bude od koristi u~enicima sredwih {kola i polaznicima specijalizovanih programa obuke i sertifikacije. Naravno, bilo bi prijatno saznawe da ga koriste inèweri i drugi stru~waci iz na{ih radnih organizacija. Po{to se ne o~ekuje da uybenik doìvi vi{e izdawa, vrlo brzo }e sadràj ove kwige da bude postavqen na sajt Ma{inskog fakulteta Kraqevo. Naàlost, jo{ uvek postoji nagla{en otpor u odnosu na takve postupke ili se oni pogre{no tuma~e. Izabran je veliki format pre svega iz razloga smawewa broja stranica. S druge strane, taj format asocira na tehni~ke elaborate, pa je i to razlog ovakve odluke. Uybenik je strukturno organizovan na ~etiri nivoa koja ~ine poglavqa i tri potpoglavqa. U prva tri nivoa naslovi su numeri~ki ozna~eni, dok su naslovi ~etvrtog nivoa ozna~eni malim azbu~nim slovima. Ovo je u~iweno sa namerom da se u rednim brojevima naslova ne preteruje sa brojem cifara i da se time izlagawa u~ine lak{im za pam}ewe i razumevawe. Postavqeni zadatak, naravno, nije uvek bilo mogu}e da se po{tuje, ali je u nekoliko takvih slu~ajeva, ~ini se, problem uspe{no prevazi|en. Naslovi strukturnih nivoa razlikuju se bilo vrstom primewenih slova bilo wihovom debqinom. Lakoj vizuelnoj prepoznatqivosti doprinosi nastavak primene pozitivnih iskustava ozna~avawa poglavqa papirom druga~ije boje. Svako poglavqe zavr{ava se listom ispitnih pitawa. Odgovori su povezani (linkovani) tako da omogu}uju ovladavawe kqu~nim postavkama koje se smatraju va`nim stubovima znawa u obuhva}enoj materiji. Predmetnim nastavnicima mogu posluìti za pripremu ispita. Crteì sadràni u uybeniku crtani su u tekstaulnom programu Word for Windows. To je u~iweno zato {to su wegove grafi~ke mogu}nosti znatno slabije od specijalizovanih programa za tehni~ko crtawe {to je autore prisililo da ih pojednostave do nivoa koji studentima omogu}uje da rukom mogu da ih reprodukuju, ali i da ih lako zapamte. Ura|eni crteì svedeni su na prikaz su{tinskih elemenata i nisu suvi{e apstraktni da se iz wih ne bi mogao prepoznati realni izgled. Ostvarena je namera autora da izlagawa budu rastere}ena mno{tva tehni~kih podataka, jer se lako zaboravqaju ili se pome{aju sa onima koji pripadaju drugim sli~nim oblastima i koji, na kraju, ne predstavqaju su{tinu znawa neophodnih za ovladavawe od strane studenata ili drugih korisnika. Stoga je struktura i naracija u ovoj kwizi prilago|ena takvom ciqu a {ira eksplikacija je ostvarena samo kod onih problema za koje je potrebno da se osigura ispravno razumevawe. U ostalim slu~ajevim obja{wewa su svedena na najmawu meru, tako da se nastavniku omogu}uje i prepu{ta da svojim tuma~ewima na predavawima i ve`bama ukaè na one detaqe koji bi u uybeniku bili suvi{ni. Zahvaquju}i tome, kwiga je postala kra}a i zato se u woj lak{e pronalaze èqeni podaci i ~iwenice. O~ekuje se, tako|e, da se ovim pristupom omogu}i usvajawe kvalitetnijih znawa i da se tako stvori brz prodor u prakti~ne probleme ove materije, ukoliko se wome budu}i inèwer bude bavio. U suprotnom, usvojena znawa bi}e koristan deo op{te tehni~ke kulture koju jedan inèwer neizostavno mora da poseduje. Izlagawa u kwizi zasnovana su na nekoliko va`nih odrednica:

kori{}en je srpski jezik i }irili~no pismo, strani izrazi su kori{}eni samo kada su srpski izrazi bili neodgovaraju}i ili ih uop{te nema, i celokupni tekst je pisan u tzv. ameri~koj formi, koja je za tehni~ke tekstove preglednija od francuske,

Autori nemaju razloga da se bilo kome zahvaquju za nastanak ovog uybenika, osim recenzentima koji su smogli hrabrosti da prihvate rizik javne osude podr{ki ostvarenim pristupima. U Kraqevu, decembra 2006.g. Autori

Sadràj

1.

OSNOVE TEHNOLOGIJE ZAVARIVAWA

1.1. UVOD 5 1.2. FIZI^KE OSNOVE ZAVARIVAWA 7 1.2.1. Teorijski model procesa zavarivawa 7 1.2.2. Realni model procesa zavarivawa 11 1.2.3. Tipovi energije aktivacije 13 1.2.4. Na~ini uvo|ewa energije u proces zavarivawa 15 1.3. KLASIFIKACIJA POSTUPAKA ZAVARIVAWA 18 1.4. OSNOVNI POJMOVI U TEHNOLOGIJI ZAVARIVAWA 20 1.4.1. Definicije 20 1.4.2. @leb 23 1.4.3. [av (zavar) 24 a) S obzirom na tip {ava, odnosno na oblik popre~nog preseka 24 b) S obzirom na broj zavara 25 v) S obzirom na kontinuitet 25 g) S obzirom na prostorni poloàj 26 d) Prema poloàju {ava u odnosu na pravac delovawa sile 29 |) Prema funkciji 30 e) Prema obliku lica/nali~ja 30 `) Prema pristupnim pravcima 31 1.4.4. Zavareni spoj 31 1.5. UNUTRA[WI NAPONI I DEFORMACIJE ZAVARENIH SPOJEVA 33 1.5.1. Vrste unutra{wih napona 35 1.5.2. Vrste deformacija 38 1.5.3. Zaostali naponi i eksploatacione sposobnosti zavarene konstrukcije 40 1.5.4. Mere za otklawawe ili smawewe deformacija 41 a) Mere pre zavarivawa (preventivne). 42 b) Mere u toku zavarivawa (operativne). 44 v) Mere posle zavarivawa (naknadne). 45 1.6. GRE[KE ZAVARIVAWA 47 1.6.1. Gre{ke nastale u toku izrade zavarenog spoja 47 1.6.2. Gre{ke nastale tokom eksploatacije zavarenog spoja 52 1. @ilavi prelom 52 2. Krti prelom 53 3. Dinami~ki ili prelom usled zamora 53 4. Elasti~ne deformacije 54 5. Trajne deformacije (plasti~ne) 54 6. Puzawe 54 7. Korozija 55 8. Abrazija, erozija i kavitacija 56 9. Poroznost 56 10. Kombinacija uzroka otkaza 56 1.7. ISPITNA PITAWA 58

Sadràj

ii

2.

GASNI POSTUPAK ZAVARIVAWA

2.1. UVOD 67 2.2. SAGOREVAWE ACETILENA 70 2.2.1. Zone plamena 71 2.2.2. Tipovi plamena 72 2.2.3. Paqewe i pode{avawe plamena 74 2.3. TEHNOLOGIJA GASNOG POSTUPKA 75 2.3.1. Priprema limova za zavarivawe 76 a) Priprema limova 76 b) Pozicionirawe radnih predmeta 77 2.3.2. Dodatni materijal 78 a) Ozna~avawe ìce 78 b) Fizi~ke osobine ìce 79 v) Isporuka ìce 79 g) Topiteqi 80 2.3.3. Tehnika gasnog postupka zavarivawa 80 a) Tehnika zavarivawa ulevo 81 b) Tehnika zavarivawa udesno 81 v) Poloàj plamena 82 g) Vo|ewe gorionika i dodatnog materijala/ìce (putawa zavarivawa) 83 2.3.4. Parametri gasnog zavarivawa 84 a) Brzina zavarivawa 84 b) Ostali parametri procesa 84 2.4. OSNOVNI MATERIJALI ZA GASNI POSTUPAK 86 2.4.1. Zavarivawe ~elika 86 2.4.2. Zavarivawe livenog gvo`|a 87 2.4.3. Zavarivawe bakra i wegovih legura 87 2.4.4. Zavarivawe aluminijuma 87 2.5. PRAKTI^NI PRIMERI GASNOG POSTUPKA 88 2.5.1. Tehnika zavarivawa ulevo (unapred) 88 2.5.2. Tehnika zavarivawa udesno (unazad) 89 2.5.3. Zavarivawe ugaonih {avova 91 2.5.4. Zavarivawe horizontalnih i kosih {avova u vertikalnoj ravni 92 2.5.5. Zavarivawe vertikalnih {avova 93 a) Vertikalno zavarivawe odozdo nagore 93 b) Vertikalno zavarivawe odozgo nadole 94 2.5.6. Zavarivawe u nagnutom poloàju 94 2.5.7. Nadglavno zavarivawe 95 2.5.8. Preklopni spoj ugaoni {av 95 2.5.9. Zavarivawe bez dodatnog materijala 96 2.5.10. Zavarivawe cevi gasnim postupkom 96 2.5.11. Primeri uzoraka za obuku zavariva~a 98 2.6. ISPITNA PITAWA 100

3.

OPREMA ZA GASNI POSTUPAK

ZAVARIVAWA

3.1. STRUKTURA RADNOG MESTA ZA GASNI POSTUPAK 105 a) Radni sto 105 b) Izvor tehni~kih gasova 106 v) Redukcioni ventil pritiska 106 g) Creva za razvod tehni~kih gasova 106 d) Gorionik za zavarivawe 106 |) Osigura~i od povratnog udara plamena 106 e) Ekonomizator 106 `) Ure|aj za odvo|ewe produkata sagorevawa 107 z) Alati i pomo}ni pribori 107 3.2. RAZVIJA^ (GENERATOR) ACETILENA 108 3.3. PREÎSTA^ ACETILENA 110 3.4. BOCE ZA SKLADI[TEWE I TRANSPORT GASOVA 111 3.4.1. Boce za kiseonik 111 3.4.2. Boce za acetilen 111 3.4.3. Boce za propan i butan 114 3.4.4. Obeleàvawe boca za tehni~ke gasove 115 3.4.5. Ispusni ventil 116 a) Ispusni ventil za acetilen 116 b) Ispusni ventil za kiseonik 116 3.4.6. Provera ispravnosti instalacije 117 3.5. REDUKCIONI VENTIL PRITISKA 118

Sadràj.

iii

3.6. MANOMETAR 119 3.7. CREVO ZA RAZVOD GASOVA 120 3.8. OSIGURAÎ OD POVRATNOG UDARA PLAMENA 121 3.8.1. Suvi osigura~ od povratnog udara plamena 121 3.8.2. Vodeni osigura~ (vla`ni) 124 3.9. EKONOMIZATOR 125 3.10. GORIONIK 126 3.10.1. Regulacija protoka zamenom plamenika 128 3.10.2. Izbor plamenika 128 3.10.3. Paqewe, pode{avawe i ga{ewe plamena 129 3.10.4. Dijagnostika simptoma u kori{}ewu plamena 130 3.11. CENTRALNI RAZVOD GASOVA 131 3.11.1. Centralni razvod acetilena 131 3.11.2. Centralni razvod kiseonika 134 3.11.3. Uporedne karakteristike razvoda kiseonika i acetilena 134 3.12. ISPITNA PITAWA 135

4.

ZA[TITA NA RADU PRI ZAVARIVAWU

4.1. UVOD 139 4.2. [TETNI UTICAJI NA RADNU SREDINU 141 4.3. MERE ZA[TITE OD [TETNIH UTICAJA 143 4.3.1. Op{ta ventilacija 145 4.3.2. Lokalna ventilacija 145 4.4. DEJSTVO GASOVA, PRA[INE, ISPAREWA I DIMA 148 4.4.1. Otrovnost materije 149 4.4.2. Putevi ekspozicije 149 a) Ekspozicija udisawem (inhalacijom) 149 b) Ekspozicija koè 150 v) Ekspozicija vida 150 g) Ekspozicija gutawem 150 4.4.3. Doza ekspozicije 151 4.4.4. Inkubacioni period i trajawe ekspozicije 151 4.4.5. Interakcija 153 4.4.6. Osetqivost 154 4.4.7. Fizi~ki oblici otrovnih materija 155 4.4.8. Grani~ne vrednosti ekspozicije 157 4.4.9. Merewe i/ili prepoznavawe ekspozicije 157 4.4.10. Tipi~ni gasovi nastali u toku zavarivawa 158 4.5. MERE LI^NE ZA[TITE ZAVARIVAÂ 160 4.5.1. Za{tita glave 161 4.5.2. Za{tita vida 162 a) Ultraqubi~asto zra~ewe (UV) 163 b) Vidqiva svetlost 163 v) Infracrveno zra~ewe (IC) 164 g) Za{titna stakla 164 d) Kontaktna so~iva 166 4.5.3. Za{tita tela 166 a) Za{titna obu}a 166 b) Za{tita ruku rukavice 167 v) Za{titna ode}a 167 4.5.4. Za{tita disajnih organa i puteva 168 4.5.5. Za{tita ostalih osoba/radnika 169 4.6. MERE ZA[TITE OD PO@ARA I EKSPLOZIJA 170 4.6.1. Za{tita od poàra 171 4.6.2. Za{tita od eksplozije 172 4.7. MINIMALNI TEHNI^KI USLOVI ZAVARIVA^KOG RADNOG MESTA 175 4.8. ISPITNA PITAWA 177

5.

PRILOZI

5.1. SPISAK KORI[]ENIH OZNAKA I SIMBOLA 183 5.2. LISTA SLIKA 185 5.3. LISTA TABELA 188 5.4. LITERATURA 189

Uvod U domenu savremenih postupaka tehnologije zavarivawa gasni ili, kako se u nas ~esto naziva, gasnoplameni postupak spada u najstarije. U stvari, nastao je kao prelaz izme|u postupaka koji su vekovima pre toga kori{}eni i onih koji su nastajali i razvijali se sa primenom elektri~ne struje. Po~etak primene vezuje se za prvu polovinu XIX veka dok se nastanak elektri~nih postupaka pozicionira za kraj istog perioda. Ukoliko se ima u vidu da su od tada zna~ajno skra}eni vremenski razmaci izme|u nastanka dva pronalaska, sa tendencijom skra}ivawa na godine i mesece (primer memorijskih medija), tih nekoliko decenija koje dele nastanak gasnog i elektri~nih postupaka nisu ba{ tako kratak period. Iz dana{we pozicije posmatrano, gasni i elektri~ni postupci skoro da se mogu smatrati vr{wacima. Kada je primena gasnog postupka u pitawu, neophodno je praviti razliku izme|u industrijskih i ostalih uslova zanatstvo, mala i sredwa preduze}a. U industrijskim uslovima znatno je mawe u upotrebi osim u specijalizovanim sistemima. U zemqama u razvoju i tranziciji, velika primena tehnologije zavarivawa proisti~e iz potrebe zadovoqewa infrastrukturnog rasta. Naj{iru primenu gasni postupak nalazi ipak u zanatskim domenima, {to nikako ne treba smatrati padom potreba ili obima primene. Jer, u savremenom ìvotu upravo poslovi toga tipa u sve ve}em su porastu opet u skladu sa porastom infrastrukturnih investicija. Predvi|awe porasta interesovawa na na{im prostorima u ovladavawu znawima i ve{tinama u ovoj oblasti zasniva se upravo na takvoj poziciji, odnosno na pove}anim mogu}nostima samozapo{qavawa. Sli~no se moè o~ekivati i u domenu visokih znawa. Zbog smawenog privrednog prostora, a u oblasti metalske industrije posebno, kao i zato {to su preduze}a iz tih oblasti ili uga{ena ili dovedena do ivice ga{ewa, namesto istraìva~koeksperimentalne oblasti razvoja ove tehnologije, koja je u neposrednoj pro{losti predstavqala na{u prednost, treba o~ekivati da se nametne pristup zasnovan na primeni ra~unarske tehnike i visokih ekspertskih nivoa znawa. Odnosno, treba o~ekivati da se intenzivnije razviju domeni simulacije i modelirawa, te ve{ta~ke inteligencije. Kod gasnog postupka navedeni trendovi bi}e svakako mawe prisutni, ali ne zna~i i nemogu}i. Uybenik se sastoji iz ~etiri poglavqa, a svako poglavqe iz odgovaraju}eg broja potpoglavqa. U prvom su navedene osnovne teorijske postavke tehnologije zavarivawa u celom, iskazane kroz 23 definicije osnovnih pojmova. U poglavqu Fizi~ke osnove zavarivawa razmatra se teorijski model na osnovu koga se gradi filozofija ove tehnologije. Naime, smatra se da se takvim pristupom stvaraju osnove za tuma~ewe svih procesa i fenomena koji ~ine tehnologiju zavarivawa. Wenim prihvatawem (poznavawem i kori{}ewem), u stvari, defini{e se ishodi{te od koga se polazi pri svakom poku{aju tuma~ewa procesa i pojava u tehnologiji zavarivawa uop{te. U potpoglavqu Klasifikacija zavarivawa, jasno se pravi jezi~ka razlika izme|u pojma postupak i izraza zavarivawe. U uybeniku se, stoga, retko koristi sloèni izraz tipa gasno zavarivawe, odnosno daje se prednost izrazu gasni postupak. Time se ukazuje da se izrazom zavarivawe obuhvata celokupna tehnologija spajawa materijala zasnovana na principu stvarawa metalne veze. êtvrto potpoglavqe posve}eno je osnovnim pojmovima u tehnologiji zavarivawa. U pitawu su standardni pojmovi i wihove definicije. Detaqnije izu~avawe ove problematike ostavqeno je za druge oblike nastave (ve`be), pa se nije smatralo neophodnim da se podrobnije analiziraju elementi na{eg ili evropskih standarda. Pojavama deformacija i prisustvu unutra{wih napona u zavarenim konstrukcijama, kao i o wihovoj me|uuslovqenosti, posve}eno je peto potpoglavqe. êsta je pojava da studenti ne prave razliku izme|u deformacija i gre{aka u zavarivawu (pa ni mnogi inèweri). Autori nisu sigurni da }e se postavkama ovog uybenika izmeniti takvo iskustvo, ali su u~inili napor da izneta tuma~ewa budu {to jednostavnija a razlike jako nagla{ene. Drugo poglavqe uybenika posve}eno je samom gasnom postupku. Sastoji se iz ~etiri potpoglavqa; Sagorevawe acetilena, Tehnologija gasnog postupka, Osnovni materijali za gasni postupak i Prakti~ni primeri gasnog postupka. Iz samih naslova potpoglavqa uo~ava se obuhvat izloène materije. U tre}em poglavqu razmatra se radno mesto za gasne postupke, odnosno ure|aji, alati i pribori koji se koriste. Ukazuje se na vrste i karakteristike ure|aja za proizvodwu acetilena a potom analizira struktura instalacije u logi~kom redosledu od prikqu~ka za izvor gasa do gorionika, da bi se izlagawa okon~ala osnovnim postavkama u vezi centralnog razvoda tehni~kih gasova. Principi za{tite na radu razmatraju se u ~etvrtom poglavqu. S obzirom da se za{tita na radu u ve}ini odnosi na sve postupke, predmetnim izlagawima iskqu~ena su ona koja se eksplicitno odnose na elektri~ne postupke. U literaturnom spisku navedeni su kori{}eni i citirani izvori. Prvima se korisniku ukazuje na izvore u kojima se mogu na}i potvrde stavova iznetih u ovoj kwizi a drugima se na to precizno ukazuje.

OOSSNNOOVVEE TTEEHHNNOOLLOOGGIIJJEE ZZAAVVAARRIIVVAAWWAA

1.1. UVOD

Zavarivawe se obi~no defini{e kao proces dobijawa nerazdvojive veze, propusne ili nepro

pusne, uspostavqawem metalnih me|uatomskih veza izme|u zavarivanih elemenata. Tako iska-

zana definicija odnosi se iskqu~ivo na zavarivawe obradaka od metalnih materijala. Kada

je re~ o zavarivawu nemetalnih, moè, tako|e, da se govori o interakciji izme|u atoma gra

ni~nih povr{ina dva detaqa, ali se tada ne radi o uspostavqawu metalnih me|atomskih veza

kristalnih metalnih struktura. Stoga je uputnije da se u definiciji izbegne takva kvalifi

kacija, pa se proces zavarivawa uop{tava kako sledi.

Definicija 1.1.

Zavarivawe je proces spajawa dva ili vi{e detaqa od istorodnih ili razli~i

tih materijala radi dobijawa nerazdvojive veze, nepropusne ili propusne, uz

upotrebu ili bez upotrebe dodatnog materijala, sa topqewem grani~nih slojeva

ili bez topqewa, kako bi se ostvarili {avovi koji po svojoj strukturi, mehani

~kim i drugim osobinama nisu slabiji od osnovnog materijala.

Izbegavawem naglaska metalne strukture zavarivanih materijala, odnosno metalne veze

kojom se postiè formirawe veze, navedenom formulacijom respektuje se ~iwenica da se

zavarivawem spajaju ne samo metalni ve} i nemetalni materijali kao i da se sve vi{e

pro{iruju mogu}nosti stvarawa wihove me|usobne veze (metala i nemetala). Uz to, ukazuje se

na osnovni zadatak tehnologije zavarivawa po kome {avovi u zavarenom spoju moraju da pose

duju boqe osobine od osnovnog materijala, pri ~emu se prvenstveno imaju u vidu mehani~ke

osobine. êsto se kaè, stoga, da je najboqa ona zavarena konstrukcija u kojoj ima najmawe

zavarenih {avova.

Kada se govori o istorodnim i raznorodnim materijalima ne iskqu~uje se stvarawe spojeva

izme|u metalnih i nemetalnih, ali se prvenstveno misli na zavarivawe raznih vrsta i kva

liteta metalnih odnosno nemetalnih materijala, unutar tih kategorija.

Zavarivawem ne moè da se ostvari razdvojiva veza, odnosno ostvarena zavarena veza moè da

se razdvoji primenom destruktivnih metoda (razarawem).

Zavarena veza moè da bude propusna i takva }e uvek da bude ostvarena kada se ne insistira

na suprotnoj osobini. Nepropusne veze primewuju se kod izrade sudova za transport ili

skladi{tewe fluida, ali i na drugim tipovima konstrukcija kada je to neophodno.

1

Zavarivawe gasnim postupkom

6

Ima postupaka zavarivawa kod kojih nije neophodna primena dodatnih materijala. To su ugla-

vnom oni koji se realizuju na principu upotrebe pritiska, a me|u postupcima zasnovanim na

topqewu materijala naj~e{}e je neophodna primena dodatnog materijala. Izuzetak su postu

pci gasnog i TIG primeweni za zavarivawe obradaka malih debqina zida.

Definicija 1.2.

Zavarene konstrukcije su one kod kojih je primeweno zavarivawe kao tehnologija

spajawa wihovih elemenata (detaqa).

Primenom zavarenih konstrukcija postiù se slede}e osnovne u{tede:

za oko 20% smawuje se masa u odnosu na zakovane, za oko 2050% lak{e su od livenih, skra}uje se vreme izrade konstrukcije.

Zavarivawem se spajaju:

metal sa metalom, nemetal sa nemetalom i metal sa nemetalom.

Me|utim, na pitawe {ta je u osnovi zavarivawe te{ko moè da se da jednostavan, lak ali i

kona~an odgovor. Ipak, u nastavku se nudi jedan od mogu}ih pristupa u tuma~ewu ove tehnolo

gije, bez namere da bude kona~an i jedino ispravan, ali sa o~ekivawem da moè da omogu}i

rezonovawe koje vodi ka re{avawu brojnih prakti~nih problema.

2

3

Poglavqe 1. Osnove tehnologije zavarivawa

7

1.2. FIZI^KE OSNOVE ZAVARIVAWA

1.2.1. Teorijski model procesa zavarivawa

Kristalnu strukturu metala karakteri{e potpuno odre|en, geometrijski pravilan i perio

di~no ponavqan prostorni raspored atoma, slika 1.1. On se uspostavqa i odr`ava zahvaqu

ju}i postojawu tzv. metalnih me|uatomskih veza.

Spoqni elektroni u atomima metala (elektroni spoqne quske valentni elektroni), rela

tivno slabo su vezani za jezgro i, pri uzajamnom dejstvu dva ili vi{e atoma, lako se "otki

daju", od mati~nog jezgra, odlaze u me|uatomski prostor i obrazuju negativno naelektrisani

elektronski oblak.

Izme|u pozitivno naelektrisanih jona (atoma sa mawkom negativno naelektrisanih elekt

rona), posredstvom elektronskog oblaka, uspostavqaju se privla~ne me|uatomske sile (meta

lna veza), ~ija egzistencija predstavqa osnovu tuma~ewa svojstava deformacije (elasti~ne i

plasti~ne), toplotne i elektri~ne provodnosti i drugih mehani~kih i fizi~kih osobina

metalnih materijala.

Definicija 1.3.

Idealnim telima, u smislu zavarivawa, smatraju se dva tela koja na makro planu

imaju savr{eno glatke, ravne i ~iste povr{ine, a na mikro planu imaju isti ili

sli~an tip kristalne re{etke, istu ili pribli`no istu vrednost parametra

re{etke i istu ili pribli`no istu prostornu orijentaciju kristalnih re{e

tki.

Slika 1.1. Grafi~ka interpretacija idealnih tela u smislu zavarivawa.

A B

>>

Idealno glatke, ravne i ~iste

grani~ne povr{ine (makrostruktura).

Idealna mikrostruktura

Idealna mikrostruktura

Grani~ni sloj (povr{ina)

Grani~ni sloj (povr{ina)

4


8

Uslov obrazobawa metalne veze, odnosno formirawa zavarene veze dva idealna kristala, pre-

dstavqa ostvarewe rastojawa grani~nih atoma koje je ravno parametru re{etke, tj. = . U toku me|usobnog pribliàvawa, neposredno nakon dostizawa rastojawa 2, slika 1.2, zapo~iwe uzajamno elektrostati~ko dejstvo jona i elektrona koji pripadaju grani~nim slojevima

(povr{inama) dva idealna tela. Odbojne sile na relaciji elektronelektron (koji pripadaju

elektronskim oblacima) i jonjon, ve}e su od privla~nih sila izme|u elektrona i jona.

Unutra{wa energija u razmatranim telima raste, {to se prati na dijagramu, slika 1.2a.

Najve}a dostignuta vrednost Emax, naziva se energetskim pragom. U nastavku pribliàvawa dva tela, odnosno wihovih grani~nih povr{ina, pri 3 2, inteziteti privla~nih elektrostati~kih sila neznatno rastu, a odbojne elektrostati~ke

sile pribliàvaju se svojoj maksimalnoj vrednosti, koja je, sa druge strane, znatno ve}a od

ostvarene maksimalne vrednosti inteziteta privla~nih sila ta~ka 3, (b). Ta~ku 3 karakte

ri{u dostignuti maksimumi odbojnih elektrostati~kih sila i energije sistema. To zna~i da

je, ukoliko se èli da odrì postignuto me|usobno rastojawe, na dve razmatrane plo~e neo

phodno neprekidno da se deluje spoqnim silama ~iji je intezitet jednak ili ne{to ve}i od

inteziteta rezultuju}e sile u toj ta~ki. Zato {to je potrebno da se deluje najve}im intezite

tima spoqnih sila, odnosno zato {to je potrebno da se dovede najve}a koli~ina energije,

postignuti me|usobni poloàj razmatranih idealnih tela, koji odgovara ta~ki 3, odnosno

me|usobnom rastojawu grani~nih slojeva 3, smatra se kriti~nim za daqe odvijawe procesa. Jer, ukoliko se smawi koli~ina spoqne energije, odnosno intezitet spoqnih sila, razmatra

na tela }e da se razmaknu i teì}e da uspostave novi ravnote`ni poloàj koji odgovara

novom energetskom stawu. Nasuprot tome, ukoliko se nastavi dovo|ewe energije, odnosno

ukoliko se nastavi pove}avawe inteziteta spoqnih sila, nastavi}e se me|usobno priblià

vawe dva tela, ali, kako se vidi sa slike, ubudu}e je neophodno da se dovodi sve mawa koli~i

na energije, odnosno da se smawuju inteziteti spoqnih sila. Stoga se razmatrana ta~ka 3

naziva energetskim pragom ~ime se ukazuje na wen kriti~ni zna~aj za daqe odvijawe procesa.

Definicija 1.4.

Energetska barijera predstavqa ukupnu koli~inu unutra{we energije kojom se

atomi dva grani~na sloja (povr{ine) suprotstavqaju me|usobnom pribliàvawu

(primicawu).

Definicija 1.5.

Energetski prag predstavqa najve}u vrednost energije Emax, dostignutu u ta~ki najve}e vrednosti inteziteta odbojnih me|uatomskih sila.

U definiciji 1.5 pravilnije bi bilo da se kaè da je u pitawu energija koja odgovara najve}oj

rezultuju}oj vrednosti inteziteta me|uatomskih sila u oblasti odbojnih sila. Na taj na~in

preciznije bi se ukazalo da je u pitawu razlika odbojnih i privla~nih sila, pod uslovom da su

odbojne sile znatno ve}e od privla~nih, {to odgovara samo ta~ki 3. Po{to su privla~ne sile

malih inteziteta, ne pravi se velika gre{ka ni kada se definicija iskaè na navedeni na~in

s obzirom da su u toj ta~ki dostignute najve}e vrednosti odbojnih sila.

5

6


9

Daqim dovo|ewem energije, odnosno nastavkom delovawa spoqnih sila, nastavqa se pribli

àvawe dva idealna tela. Pri tome je neophodno da se dovodi sve mawa koli~ina energije i da

se deluje sve mawim spoqnim silama. U trenutku dostizawa me|usobnog rastojawa 4, uo~ava se da je energija jednaka nuli i da su odbojne i privla~ne sile jednakih inteziteta (pa je i re

zultuju}a sila jednaka nuli). To je poloàj koji odgovara prvom ravnote`nom stawu razma

tranog sistema. Ali to nije poloàj stabilne ve} labilne ravnoteè. Poloàj labilne rav

noteè karakteristi~an je po tome {to dva tela ostaju u tom poloàju sve dok se nekim

dodatnim, spoqnim, uticajem ona iz wega ne izvedu. Ukoliko nema spoqnog uticaja, tela nes

metano miruju u tom poloàju. Spoqni uticaj moè da bude vrlo malog inteziteta. U razma

tranom slu~aju to zna~i da se delovawem vrlo male spoqne sile, koja teì da me|usobom

razmakne dva idealna tela, ona mogu da izvedu iz ravnote`nog poloàja i, u skladu sa slikom,

bez bilo kakvog daqeg spoqnog uticaja (sila, energija), dva tela se neprestano me|u sobom

udaqavaju, sve dok ne dostignu rastojawe grani~nih slojeva (povr{ina) koje je jednako ili

ve}e od 2. Vaì i obrnuto. Ukoliko se spoqnim uticajem idealna tela samo malo izvedu iz poloàja

labilne ravnoteè u smeru me|usobnog pribliàvawa, ona nastavqau da se pribliàvaju bez

potrebe da se ostvaruje spoqni uticaj (sila, energija).

Prvi ravnote`ni poloàj, ta~ka 4, s druge strane, predstavqa trenutak prestanka potrebe

daqeg spoqnog delovawa na razmatrani sistem (energija, sila). Do tog poloàja sistemu je

saop{tena energija koja predstavqa zbir svih parcijalnih energija za prethodna karakteris

ti~na podru~ja. Ukupna energija kojom se delovalo na sistem jednaka je integralu krive

odre|enu ta~kama 2, 3 i 4 (osen~ena povr{ina na slici 1.2a). Tom koli~inom energije je

potrebno da se deluje na dva razmatrana materijalna sistema kako bi se oni iz poloàja 1

doveli u poloàj 4, pa se, stoga, ona naziva energijom aktivacije.

Definicija 1.6.

Energija aktivacije predstavqa ukupnu teorijsku koli~inu energije kojom treba

da se deluje na materijalni sistem kako bi se savladala energetska barijera.

Ovom definicijom nagla{ava se da je obuhva}ena sva koli~ina energije koja je potrebno da se

dovede razmatranom sistemu, {to je, na prvi pogled, u suprotnosti sa definicijom energetske

barijere. Naime, na osnovu definicije, moglo bi da se razume da energetska barijera predsta

vqa ukupnu unutra{wu koli~inu energije kojom se dva tela suprotstavqaju me|usobnom pri

bliàvawu ali samo do ta~ke 3 do dostizawa energetskog praga. Me|utim, nije tako. Kako se

energetskom barijerom smatra celokupno podru~je odre|eno ta~kama 2 i 4, razlika izme|u we

i energije aktivacije je fenomenolo{kog tipa. Energetska barijera je ukupna unutra{wa

energija, a energija aktivacije je ukupna spoqa dovedena energija. U teorijskom smislu one su

jednake, pa su, stoga, prikazane istom osen~enom povr{inom ispod krive izme|u ta~aka 2 i 4.

Dodatnim spoqnim uticajem (sila, energija), razmatrana idealna tela izvode se iz ravnote

`nog poloàja koji odgovara ta~ki 4, kako bi nastavila da se pribliàvaju me|u sobom. Od

tog trenutka privla~ne elektrostati~ke sile postaju ve}ih inteziteta od odbojnih, dva idea

lna tela me|usobom se privla~e i vi{e nije potrebno da se koristi spoqni uticaj (sila, ene

rgija). Taj proces, odnosno me|usobno privla~ewe i pribliàvawe, odvija se do ta~ke S u

7


10

kojoj se inteziteti odbojnih i privla~nih sila opet izjedna~avaju. Rezultuju}a sila ima nultu

vrednost a unutra{wa energija sistema nalazi se u svom minimumu.

Poloàj dva idealna tela, odre|en ta~kom S i me|usobnim rastojawem , predstavqa poloàj stabilne ravnoteè. Ukoliko bi se nastavilo me|usobno pribliàvawe dva idealna tela

(rastojawa mawa od ), odbojne sile bi intenzivno rasle i mnogo brè od inteziteta privla~nih sila, zbog ~ega bi spoqni uticaji (sila, energija), dostizali tako velike vrednosti koje

nikako ne mogu da se ostvare. S druge strane, poku{aj udaqavawa dva idealna tela bio bi

skop~an sa sli~nim problemom, odnosno potrebom primene velikih sila i dovo|ewa ogromne

koli~ine energije.

Proces pribliàvawa dva idealna tela okon~an je u ta~ki minimalne unutra{we energije.

Taj minimum ostvaren je permanentnim opadawem unutra{we energije na bazi toplotne, sve

tlosne, zvu~ne i drugih emisija. Jednovremeno su obrazovani zajedni~ki elektronskih oblaci

dva nezavisna kruta tela, odnosno me|u wima je formirana metalna me|uatomska veza. Obele-

`ja nastalog stawa su minimalno me|uatomsko rastojawe grani~nih atoma, koje pribli`no

Slika 1.2. Promena energije (a), i elektrostati~kih sila (b), pri promeni me|usobnog rastojawa grani~nih slojeva(povr{ina) atoma dva idealna tela. Elektrostati~ke sile su:

Fo odbojna, Fp privla~na i FR rezultuju}a.

1

23

4

Fo

+F

F

E

a)

b)

1 2 34S

2 34S

FR

FP

Em

ax

Em

in

8


11

odgovara parametru odnosne kristalne re{etke i lokalni energetski minimum. Takve kara

kteristike veze, uspostavqene izme|u grani~nih slojeva (povr{ina) dva idealna tela, iden

ti~ne su vezama (metalnim), koje egzistiraju u unutra{woj strukturi oba tela. Izme|u dva

idealna tela nestaju grani~ne razlike u stvari, vi{e i ne moè da se govori o dva tela. Re~

je o jedinstvenoj strukturi ujedna~ene homogenosti {to se dokazuje istim ili pribli`no

istim tipom kristalne re{etke sa istom ili pribli`no istom prostornom orijentacijom

kao i istim parametrom kristalne re{etke . Prethodno izloèni teorijski opis procesa zavarivawa, izveden je na osnovu idealizovanih

uslova odvijawa. Idealizacija na makro i na mikro planu omogu}ila je da se izbegnu razma

trawa uticaja i fenomena koji ne mogu na dovoqno ubedqiv na~in da se tuma~e i opi{u.

Teorijski model procesa zavarivawa stoga, ima zna~aj za pravilno razumevawe osnova svih

vrsta i postupaka zavarivawa.

Definicija 1.7.

Osnovni uslov obrazovawa zavarene veze sadràn je u potrebi da se grani~ni

atomi (sloj, povr{ina), dva zavarivana idealna tela dovedu na me|usobno rasto

jawe koje odgovara parametru kristalne re{etke.

Osnovnim uslovom ukazuje se na ciq tehnologije zavarivawa, ali i na na~in wenog ostvari

vawa. Na bazi sada{wih nau~nih znawa, on moè da se ostvari jedino primenom spoqnih

uticaja u dva komplemntarna oblika sila i energija.

Sila je fizi~ka veli~ina usled ~ijeg se uticaja materija deformi{e ili mewa svoj poloàj

(kre}e se).

Energetskom razmenom postiè se promena koli~ine unutra{we energije u materiji (pove

}ava se ili smawuje), {to se manifestuje promenom amplitude oscilovawa atoma (u smislu

pove}awa ili smawewa). Prate}e pojave koje mogu da se mere, vizuelno opaze ili ~uju, jesu

promena temperature, elektri~ne otpornosti, koeficijenta provo|ewa toplote, promene

boje, emisija svetlosti i zvuka, ili neke druge fizi~ke veli~ine.

1.2.2. Realni model procesa zavarivawa

Realni proces zavarivawa zna~ajno odstupa od prethodno opisanog teorijskog modela. Odstu

pawa su izraèna u odnosu na one veli~ine kojima je definisano idealno telo u smislu zava

rivawa. Naime, realno ne postoji glatko, ravno i ~isto telo (idealno), ali i, na mikroplanu,

kristalna struktura ni pribli`no nije idealna. âk i kod dva materijala sa istim tipom

kristalne re{etke (kubna prostorno centrirana, primera radi), razlikuju se parametri i

prostorna orijentacija. U stvari, re~ je o nehomogenosti i anizotropnosti materijala, odno

sno o osobinama koje se nikako ne mogu pribliìti idealnim (osim u monokristalima). Na

toj osnovi se tuma~i i nehomogenost svih fizi~kih osobina materijala, kao {to su toplotna

i elektri~na provodnost, specifi~na masa, mehani~ke osobine, boja, ta~ka topqewa, i drugo.

Da li onda i zato teorijski model zavarivawa moè da se smatra intelektualnom gimnasti

kom ili on ima svog smisla u procesu razumevawa i tuma~ewa zavarivawa?

9

10


12

Teorijska energija aktivacije nije ni pribli`no dovoqna za ostvarewe postavqenog ciqa

za zavarivawe dva realna obratka.

Makro neravnine, povr{inske ne~isto}e i mikro strukturne nesavr{enosti uslovqavaju

neophodnost primene ve}ih inteziteta spoqnih uticaja (sila, energija), kako bi se obezbedio

potreban osnovni uslov za obrazovawe zavarene veze. Za prevladavawe uticaja povr{inskih

neravnina, slika 1.3, potrebno je da se deluje dodatnom spoqnom silom i da se proizvedenom

deformacijom neravnina obezbedi da se atomi grani~nih slojeva (povr{ina) dovedu na

potrebno me|usobno rastojawe na rastojawe koje odgovara parametru kristalne re{etke, . Zapa`a se da je najmawa povr{ina kontakta (b


13

Definicija 1.8.

Dodatna energija Ed predstavqa koli~inu energije kojom treba da se dopuni energija aktivacije kako bi se savladali realni uslovi koje karakteri{u nesavr{e

nost kristalne strukture, na mikro planu, i povr{inske nesavr{enosti na

makro planu.

Definicija 1.9.

Realna energija aktivacije Ear, iskazuje se kao teorijska energija aktivacije uve}ana za realnu dodatnu energiju.

Realna energija aktivacije i realna dodatna energija matemati~ki se izraàvaju na slede}i

na~in:

Ear = Ea + Edr (1.1.) Ea teorijska energija aktivacije, Edr realna vrednost dodatne energije,

Edr >> Ea (1.2.)

Koli~ina potrebne dodatne energije, u realnim procesima zavarivawa, moè da se smawi

ukoliko se zavarivawe izvodi u uslovima koji su bliì teorijskom modelu. Na makro planu,

to zna~i da se primewuje kvalitetna priprema grani~nih slojeva/povr{ina u smislu wihovog

{to boqeg ~i{}ewa od prisutnih boja, masno}a i drugih ne~isto}a, kao i da se primenom

tehnologije obrade rezawem, deformisawem ili neke druge, nesavr{enosti povr{ina {to

vi{e smawe (neravnine). Na mikro planu su mawe mogu}nosti operativnog intervenisawa,

ali se, insistirawem na nabavci i upotrebi materijala povi{enog kvaliteta izra|enih sa

mawe izraènim mikrostrukturnim nesavr{enostima, tom ciqu moè pribliìti.

Iz ove kratke analize zapaà se da teorijski model nije konstituisan radi intelektualne gimnastike, ve} on predstavqa grani~ni komparativni model za realne procese {to zna~i da on, drugim re~ima iskazano, predstavqa meru savr{enosti kojoj se realno teì u realizaciji

procesa zavarivawa.

1.2.3. Tipovi energije aktivacije

S obzirom na karakter spoqnog uticaja (sila, energija), u postupcima zavarivawa realizova

na su dva tipa energije aktivacije:

energija elasti~noplasti~nih deformacija (mehani~ka aktivacija), i toplotna energija (toplotna aktivacija).

U najve}em broju postupaka primewuju se oba tipa energije aktivacije, s tim da je jedan domi

nantan, pa se smatra osnovnim, a drugi je dopunski ili komplementaran. âk i kod postupaka

kod kojih je nagla{no prisustvo jednog tipa energije aktivacije, suptilnijom analizom moè

da se utvrdi da je ipak prisutan, ali u mnogo mawoj meri, i onaj drugi tip. Wihova povezanost

je prirodna ukoliko se ima u vidu da su sve deformacije materije pra}ene pojavom toplote

~ija je indukcija utoliko ve}a ukoliko su izraènije deformacije. Isto tako, svaki toplo

11

12

13


14

tni tretman materije neminovno proizvodi deformacije oblika i dimenzija. Uprkos tome, ne

moè da se govoriti o kombinovanom tipu energije aktivacije.

Pribliàvawe atoma grani~nih slojeva na rastojawe koje odgovara parametru kristalne

re{etke (), ostvaruje se silom pritiska koja proizvodi elasti~nu ili trajnu (plasti~nu) deformaciju na mestu spoja, slika 1.4. Ako se uz pritisak dovodi toplota iz spoqnog izvora,

pove}ava se amplituda oscilovawa atoma i plasti~nost materijala, pospe{uje proces difu

zije i pove}ava se verovatno}a da atomi grani~nih povr{ina savladaju energetsku barijeru.

Mehani~ka aktivacija moè da se obezbedi na na~ine koji se klasifikuju po svom:

karakteru, vremenu delovawa i intezitetu.

Ipak, u praksi se postupci zavarivawa, kod kojih je ovaj tip energije aktivacije dominantan,

ostvaruju primenom relativno malih inteziteta sila pritiska. Primewene sile mogu da

imaju stati~ko (nepromenqiv intezitet u dugom vremnskom periodu, slika 1.5a), i dinami~ko

dejstvo (veliki broj promena inteziteta sile u relativno kratkom vremenu, slika 1.5b). U

prvom slu~aju omogu}uje se razvoj difuzionih procesa izme|u zavarivanih materijala, dok se

u drugom metalna veza uspostavqa na osnovu lokalizovane mehani~ke deformacije i induko

vanom toplotom (u maloj zapremini i u okolini kontaktnih povr{ina).

Mehani~ka aktivacija moè da se ostvari primenom sila relativno velikih inteziteta u

vrlo kratkom vremenskom intervalu (skoro trenutno dejstvoimpuls sile, slika 1.5v). Tada

se zavarivani materijali, bez obzira na mehani~ka svojstva, pona{aju kao da su u testastom

stawu {to olak{ava nastajawe metalne veze, s obzirom da se grani~ni slojevi atoma na

lak{i na~in dovode na potrebno me|uatomsko rastojawe. Opisano pona{awe obi~no se ana

lizira pomo}u video snimaka procesa upotrebom superbrzih kamera. Dakle, oblici mehani

~ke aktivacije, s obzirom na karakter dslovawa sila, jesu:

dugotrajnostati~ko dejstvo sila relativno malog inteziteta (difuzija), promenqivodinami~ko dejstvo sila, i kratkotrajnoimpulsno dejstvo sila relativno velikih inteziteta.

Obrazovawe zavarene veze mogu}e je i bez primene sile samo na bazi dovo|ewa energije,

slika 1.6.

Dovedena energija transformi{e se u toplotu ~ijim se uticajem metal dvaju ~vrstih tela

lokalno topi i obrazuje zajedni~ki kraterte~no kupatilo, odnosno neprekidnu me|uatomsku

vezu. Nakon kristalizacije, a u toku perioda hla|ewa do normalnih temperatura, formira se

Slika 1.4. Prikaz mahani~ke aktivacije. Slika 1.5. Karakter promene sile.

A B

F F

F

dani

F

min

Fa

Fa

1

2

3 4

F

seka) b) v)

14

15


15

~vrsta i nerazdvojiva veza. Zavarena veza moè da se ostvari i bez rastapawa spajanih

materijala, odnosno u uslovima niìh temperatura od ta~ke topqewa. Tada se grani~ni slo

jevi dovode u testasto stawe (relativno visoke temperature, ali niè od ta~ke topqewa, Tt), ili u stawe povi{ene plasti~nosti (znatno niè temperature od Tt), s tim da se u oba slu~aja nedostaju}a koli~ina energije nadomesti primenom mehani~ke aktivacije. U svim ukazanim

slu~ajevima dominantno je izraèna toplotna energija aktivacije.

Toplotna aktivacija obezbe|uje se, u principu, neposrednim generisawem toplote na konta

ktu zavarivanih delova ili dovo|ewem energije u nekom drugom obliku do zone zavarivawa i

transformacijom te energije u toplotu. Sagorevawem gorive materije doga|a se wena trans

formacija u toplotnu energiju, {to predstavqa najjednostavniji vid obezbe|ivawa energije

toplotne aktivacije. Industrijski najvi{e primewivan jeste proces transformacije elek

tri~ne u toplotnu energiju. Iskori{}eni su osnovni prirodni zakoni u oblasti elektrote

hnike, kao {to su Yulov i Omov, tako da se elektri~na u toplotnu energiju pretvara putem

elektri~nog otpora, elektri~nog luka i wihovom kombinacijom, emisionim putem (elektro

nski snop, svetlost), i na druge na~ine.

Toplotna aktivacija se, stoga, obezbe|uje:

sagorevawem gorive materije (naj~e{}e gorivih gasova), transformacijom elektri~ne u toplotnu energiju, i egzotermi~kim reakcijama (egzotermnim).

1.2.4. Na~ini uvo|ewa energije u proces zavarivawa

Tokom tuma~ewa tipova energije aktivacije ukazano je na osnovne fenomene prirodnih (fi

zi~kih), uticaja na bazi kojih se realizuju procesi zavarivawa. Ukazano je, tako|e, da identi

fikovani fenomeni mogu da se kombinuju i da su u ve}ini procesa zavarivawa oni izraèni u

razli~itim me|usobnim odnosima, ili u~e{}u. Dva osnovna fenomena su opisana kao spoqni

uticaji uz, ~ak mo`da i dosadno nagla{avawe da je re~ o sili i energiji. Oni se detaqnije

prou~avaju u osnovnim ili izvedenim nau~nim disciplinama (fizika, mehanika, otpornost

materijala, ma{inski elementi, itd, zavisno od postavqenih ciqeva), a ovde je namera da se

wihovom strukturnom razdeobom obrati pa`wa i ukaè na proces i mehanizme nastajawa

zavarene veze.

Sila, kao spoqni uticaj u procesima zavarivawa, primewuje se u obliku sile pritiska (~e{

}e se koristi samo izraz pritisak), pri ~emu se tim pojmom ne izraàva unutra{we naponsko

stawe u materiji. U postupku energetskog bilansirawa procesa zavarivawa, sila pritiska,

Slika 1.6. [ematski prikaz toplotne aktivacije.

A B

Me|ufazna granica

Te~na faza,

Metal u ~vrstom stawu.

Te~no kupatilo

16


16

ili pritisak, izraàvaju se kroz utro{eni rad ili utro{enu energiju za deformisawe mate

rije.

Energija, kao spoqni uticaj u procesima zavarivawa, razmatra se kao toplotna energija koja

se generi{e u zavarivanoj materiji ili se spoqa dovodi u tom obliku (u obliku toplote). Do

zone zavarivawa energija se dovodi i u nekom drugom obliku ali se, na bazi odre|enih

fizi~kih zakonitosti (prirodnih fenomena), iz takvog oblika prenosa pretvara u toplotnu

energiju. Stoga ima smisla da se uvede pojam prenosne energije, kojim se ukazuje na oblik u

kome se ona dovodi do zone zavarivawa. Na toj osnovi je, kasnije, mogu}e klasifikovati

postupke zavarivawa (implicitno i u lai~kim krugovima to se tako i ~ini).

Kada se prethodna razmatrawa svedu na stru~ne pojmove koji se koriste u inèwerskoj

praksi, onda se oni izraàvaju kroz pritisak i toplotnu energiju (temperatura), {to je

grafi~ki prikazano na slici 1.7.

Toplotna energija se izraàva temperaturom kao merom zagrejanosti tela, pri ~emu se

temperatura topqewa razume kao karakteristika materije (fizi~ka osobina).

Na dijagramu pritisaktemperatura ozna~ene su ~etiri zone u kojima se pozicionira postu

pak zavarivawa s obzirom na toplotno stawe zavarivanih materijala i primewene pritiske.

Zavarivawe se izvodi na na~in da se dominantno primewuje pritisak (sila, kao spoqni uti

caj), kada zavarivani materijali mogu da budu zagrejani, ali ne moraju, s tim da su postignute

temperature niè od T1 = 800S, zona I. Sa dijagrama se uo~ava, tako|e, da ukoliko je temperatura nià od navedene (ukoliko se pribliàva normalnoj), utoliko je neophodno da se pri

mene ve}i pritisci. Kako slika prikazuje, pritisci eksponencijalno rastu sa opadawem tem

perature zagrejanosti zavarivanih materijala. Teorijski se ne iskqu~uje mogu}nost ostvare

wa zavarene veze i na negativnim temperaturama ispod nule (ne odnosi se na temperaturu

okoline), ali je tada nu`na primena ogromno velikih pritisaka, koji se ~ak ne mogu ni pos

ti}i na dana{wem tehni~kom nivou razvijenosti. Ovom zonom determinisani su postupci za

varivawa kod kojih je prete`no do dominantno primewen pritisak a spoqa dovedena toplota

je komplementarna. Podrazumeva se da ovoj zoni pripadaju postupci kod kojih se uop{te ne

dovodi spoqna toplota, ali kod kojih se ona generi{e kao posledica mehani~kog rada, odno

sno prisutnog procesa deformisawa.

Drugom zonom (II) obuhva}eni su postupci kod kojih su uskla|eni me|usobni odnosi pritiska i dovedene spoqne energije, s tim da je koli~ina toplotne energije limitirana maksimalnom

temperaturom u zavarivanim materijalima tako da se ne prema{uje ta~ka topqewa, Tt. Pri tome se eksplicitno ne uzima u obzir toplota generisana usled mehani~kog rada kao ni napo

Slika 1.7. Korelacija pritiska i temperature pri zavarivawu (dijagram pritisaktemperatura).

700 900 1100 1300 1500 1700

Temperatura, T, C

Pr

iti

sak

, MP

a 60

50

40

30

20

10

T1

I II

IIIIV

I ograni~ena zavarivost jer je te{ko posti}i neophodne vrednosti pritiska,

II zavarivawe mogu}e uz istovremeno delovawe pritiska i toplote,

III zavarivawe topqewem. Zavarivawe mogu}e uz uslov T >>Tt, i

IV nedovoqan pritisaka i koli~ina dovedene toplote za zavarivawe. Zavarivawe te{ko ostvarivo.

Tt

17


17

nsko stawe, odnosno toplotom proizvedene unutra{we sile i naponi u materijalu (i defor

macije, naravno).

Tre}a zona (III) odre|uje postupke kod kojih je prete`no do dominantno izra`ena toplotna energija aktivacije. Mehani~ka energija aktivacije je komplementarna i, stoga, sekundarnog

karaktera. U dana{wim industrijskim uslovima, ve}ina primewenih postupaka zavarivawa

pripada ovoj zoni.

^etvrta zona (IV) odnosi se na postupke kod kojih je energija aktivacije, bez obzira na wen tip, nedovoqna za korektno izvo|ewe zavarivawa. To zna~i da ne}e do}i do potpunog formi

rawa metalne veze u zoni grani~nog sloja, odnosno grani~ne povr{ine, i da se dobija veza u

kojoj je metal {ava prilepqen za grani~ne povr{ine zavarivanih predmeta. Tehnologija

zavarivawa ostvarena sa ovakvim ishodom predstavqa lo{e izvedenu tehnologiju. Ukoliko se

u zavarenom spoju, ili du` {ava, mestimi~no pojavquju delovi sa ovakvom karakteristikom,

takva mesta se tretiraju kao gre{ke zavarivawa i razaraju se, a zavarivawe ponavqa.

Dakle, s obzirom na vrstu spoqnog uticaja, odnosno s obzirom na tipove energije aktivacije,

a u skladu sa slikom 1.7, svi postupci zavarivawa mogu da se realizuju na tri osnovna na~ina:

zagrevawem metala na mestu spajawa na temperaturama vi{im od ta~ke topqewa bez primene pritiska,

primenom velikih pritisaka bez dovo|ewa toplote, i zagrevawem i istovremenim delovawem umerenih pritisaka.

18


18

1.3. KLASIFIKACIJA POSTUPAKA ZAVARIVAWA

S obzirom na na~ine uvo|ewa energije u procese zavarivawa, svi postupci se klasifikuju u

tri osnovne grupe (vrste postupaka):

zavarivawe topqewem, zavarivawe pritiskom, i kombinovano.

Konstituisawem odgovaraju}ih klasifikacionih grupa omogu}uje se jednostavnije definisa

we kako samih klasifikacionih grupa tako i pripadaju}ih postupaka zavarivawa.

Definicija 1.10.

Zavarivawe topqewem je proces spajawa ostvaren pri temperaturama na mestu

spoja vi{im od ta~ke topqewa.

Pritisak je u ovim procesima zanemarqivo mali odnosno takav da se ne smatra karakteris

tikom procesa (pritisak gorivih gasova, elektri~nog luka, i sl.). Ili, to su procesi kod

kojih je energija aktivacije dominantno obezbe|ena u obliku toplote (toplotna aktivacija).

Definicija 1.11.

Zavarivawe pritiskom je proces spajawa zasnovan na primeni visokih pritisaka

pri temperaturama znatno ni`im od ta~ke topqewa spajanih metala.

Temperatura na kojoj se odvija proces zavarivawa mo`e da bude rezultat toplote nastale tra-

nsformacijom dovedene energije ili toplote generisane u zavarivanim materijalima usled

primewenih pritisaka. Re~ je o procesima kod kojih se energija aktivacije dominantno obez

be|uje u obliku pritiska mehani~ka aktivacija.

Definicija 1.12.

Kombinovani postupci zavarivawa realizuju se na osnovu komplementarnog

delovawa toplotne i mehani~ke energije aktivacije.

Koja koli~ina energije je, pri tome, vi{e zastupqena u ukupnom energetskom bilansu proce

sa, kao i koja je osnovna a koja komplementarna, nije od prvenstvenog zna~aja. Nije od zna~aja

19

20

21

22


19

ni to da li je prisutna koli~ina toplote ostvarena transformacijom dovedene energije ili

je generisana u zavarivanim materijalima usled primene pritiska ili na drugi na~in.

Postupci zavarivawa topqewem razvrstavaju se u tri grupe u zavisnosti od tipa energije ak

tivacije ili na~ina uvo|ewa energije u proces, slika 1.8. Dve grupe se odnose na neposredno

generisawe toplotne energije aktivacije sagorevawem gasa i egzotermi~kom1) reakcijom.

Tre}u grupu predstavqa postupak kod koga se potrebna energija u proces dovodi u obliku

elektri~ne struje a ona se, u zoni zavarivawa, putem elektri~nog luka, otpora (i wihovom

kombinacijom), i emisiono transformi{e u toplotnu energiju (toplotna energija aktiva

cije).

Grupa postupaka zavarivawa ostvarenih pritiskom nema svoje podgrupe i za pripadaju}e pos

tupke karakteristi~no je da je pritisak iskqu~ivi tip primewene energije aktivacije. No,

to ne zna~i da kod wih toplota nije prisutna, odnosno da se zavarivani materijali ne zagre

vaju. U takvim slu~ajevima, re~ je o toploti koja je nastala kao posledica primene pritiska,

ili nekog drugog iskori{}enog prirodnog fenomena, i ona se ne tretira kao primeweni tip

energije aktivacije. U odnosu na navedeno, u grupi postupaka zavarivawa pritiskom izuzetak

je difuziono zavarivawe kod koga se primewuje i toplotna aktivacija i ona je, uglavnom, mno-

go maweg u~e{}a od mehani~ke.

Kombinovani postupci zavarivawa ostvaruju se jednovremenom primenom toplotne i mehani

~ke energije aktivacije, pri ~emu nije od zna~aja me|usobni koli~inski odnos. U ve}ini pos

tupaka ove grupe, toplotna energija aktivacije obezbe|uje se transformacijom elektri~ne u

toplotnu energiju na bazi Yulovog zakona.

Opisana klasifikacija eksplicitno nije zasnovana na tipu prenosne energije. Takav pristup

primewen je samo kod podgrupe elektri~nih postupaka gde se oni, u odnosu na tip prenosa

energije do zone zavarivawa, svrstavaju u lu~ne, emisone i pod troskom. 1) fiz./hem. koji ispu{ta toplotu okolini (gr~. exo = napoqe; thermos = topao).

Slika 1.8. Klasifikacija postupaka zavarivawa s obzirom na vrstu energije aktivacije.

ZAVARIVAWE

METALA

TOPQEWEM

GORIVI

GAS

EGZOTERMNOELEKTRI^NO

Ta~kasto

[avno

Su~eono

Reqefno

Lu~no

Oblo`enom elektrodom

Pod pra{kom

U za{titnoj atmosferi

Plazma

Emisiono

Elektronski snop

Laser

PRITISKOM

Pod troskom

Trewem

Ultrazvu~no

Eksplozivno

Difuziono

Hladno

Kova~ko

KOMBINOVANO

Acetilen Pod troskom Termitno

PO

ST

UP

CI

G

RU

PE

ElektrogasnoMagnetnopokretnim

lukom (MPL)

Kontaktno visokofrekventno

(KVF)

Kondenzatorsko (elektroimpulsno)

Infracrvenim zra~ewem

Vodonik

Ostali gorivi gasovi

ELEKTROOTPORNO OSTALI

Gasno su~eono

23


20

1.4. OSNOVNI POJMOVI U TEHNOLOGIJI ZAVARIVAWA

1.4.1. Definicije

Definicija 1.13.

Osnovni materijal OM je materijal koji se zavaruje, navaruje, lemi ili se~e.

U pitawu je materijal nad kojim se izvode operacije zavarivawa, navarivawa, lemqewa ili

se~ewa.

Definicija 1.14.

Dodatni materijal DM je materijal koji se uvodi u zonu topqewa pri zavari

vawu, lemqewu ili navarivawu.

Re~ je o materijalima kojima se u rastopqenom stawu popuwava `leb formiran grani~nim

povr{inama osnovnog materijala kod zavarivawa, odnosno radi se o materijalima koji se,

tako|e u te~nom stawu, nanose na osnovni materijal u tehnologijama navarivawa ili izme|u

osnovnih materijala kod lemqewa.

Definicija 1.15.

Depozit predstavqa koli~inu o~vrsnutog materijala koja ~ini deo {ava ili

zavara, ili sloja, ili navara nastala topqewem dodatnog materijala.

Depozit predstavqa korisno upotrebqeni dodatni materijal (koli~ina izra`ena u masenim

ili zapreminskim jedinicama), kojim je popuwen `leb kod zavarivawa, ili koji je nanet na

tretiranu povr{inu kod navarivawa, ili koji je raspore|en izme|u lemqenih povr{ina

osnovnog materijala. Ta koli~ina dodatnog materijala naj~e{}e je mawa od stvarno upotreb

qene, s obzirom da se izvestan deo tro{i na isparavawe, rasprskavawe po okolini i na druge

nekorisne na~ine.

Definicija 1.16.

[av predstavqa materijalizovano mesto zavarivawa nastalo o~vr{}avawem

rastopqenog osnovnog i dodatnog materijala, ili samo osnovnog materijala

(kod postupaka bez DM), a karakteri{u ga oblik i dimenzije popre~nog preseka.

24

25

26

27


21

U zavarivawu se {avovi ne ostvaruju iskqu~ivo topqewem ve} i bez topqewa, {to zavisi od

vrste postupka ili tipa primewene energije aktivacije. Ipak, elementi {ava prikazani na

slici 1.9 i u tabeli 1.1, koriste se u svim ostalim slu~ajevima i formalno odgovaraju svakoj

vrsti postupka.

Definicija 1.17.

Zavar predstavqa materijalizovano mesto zavarivawa, nastalo o~vr{}avawem

rastopqenog osnovnog i dodatnog materijala, koje je ostvareno u jednom prolazu

elektrodom, pri vi{eprolaznom elektrolu~nom zavarivawu.

Vi{e zavara ~ine jedan {av, mada se {av mo`e sastojati i od samo jednog zavara. Kada je re~ o

navarivawu, zavaru je ekvivalentan pojam navara, slika 1.10d i |.

Definicija 1.18.

Sloj predstavqa materijalizovano mesto zavarivawa i navarivawa, nastalo

o~vr{}avawem rastopqenog osnovnog i dodatnog materijala, ostvareno u vi{e

prolaza elektrodom pri vi{eslojnom zavarivawu i navarivawu.

Slojevi su ozna~eni rimskim a zavari arapskim brojevima, slika 1.10. Prikazani jednostavni

primer pokazuje da {av ~ine ~etiri sloja i sedamnaest zavara. U praksi se primewuje mno

{tvo druga~ijih redosleda {to zavisi od vrste osnovnog materijala i prioriteta koji se

postavqaju (kvalitet ili tro{kovi, ili oboje, ili drugo).

Slika 1.9. Osnovni elementi {ava.

Tabela 1.1. Nazivi osnovnih elemenata {ava sa slike 1.9. 1. Osnovni materijal, OM 10. Ivica {ava2. Zona uticaja toplote ZUT 11. Nali~je {ava3. [av 12. [irina lica {ava4. Sleme {ava 13. Dubina uvara5. Lice {ava 14. Nadvi{ewe {ava6. Povr{ina zavarivawa 15. Penetracija (dubina penetracije) 7. Uvar (zona topqewa, ZT) an Nominalna visina {ava 8. Granica uvara as Stvarna visina {ava9. Koren {ava

4 5 6 8 1 12

an as

14

14

13

14

15

10 9

2 3 7 3 11

O{tar koren {ava Tup koren {ava Ugaoni {av

Slika 1.10. Primer vi{eprolaznog (vi{eslojnog) zavarivawa.

I II I

II I

V

A

A PRESEK A A

1

2

3

4

5 6

7

8

9

10

11 12 17

16

15

200 200

I II III IV

I koreni sloj. II, III i IV slojevi popune. Zavari: 1 do 16. 1, 5, 9 i 14 koreni zavari, ostalo zavari popune.

14

28

29

30


22

Kod navarivawa ali i kod zavarivawa, sloj ~ine jedan ili vi{e navara ili zavara koji se

nastavqaju jedan na drugi (posmatrano u pravcu duìne {ava). To zna~i da zavar broj 1 (slika

1.11a), koji se vidi kao koreni, moè da se izvede tako da se u istom pravcu nanese iz vi{e

nastavaka (zavara). Razlog izvo|ewa niza zavara prvog sloja moè da bude u zameni elektrode,

ili se namerno obezbe|uje odre|eno toplotno stawe materijala, ili neki drugi racionalni

ciq. Zavari se ne polaù proizvoqno u prostoru `leba. Specifikacijom tehnologije zava

rivawa (tehnolo{ka lista), izme|u ostalog, propisuje se redosled izvo|ewa (a). Koreni

zavar je po~etni i najzna~ajniji u vi{eprolaznom zavarivawu (1, 8 i 9). Stoga se on posebno

propisuje tehnologijom zavarivawa i za wegovo izvo|ewe primewuje se postupak koji obezbe

|uje najvi{i kvalitet. Korene zavare realizuju najboqe obu~eni zavariva~i, s obzirom da se

zahteva da u wima ne sme da bude gre{aka zavarivawa.

Ostali zavari nazivaju se zavarima ispune ili popune.

Definicija 1.19.

Zona uticaja toplote (ZUT, prelazna zona), predstavqa deo neistopqenog osno-

vnog materijala u kome su, pod uticajem toplote, nastale promene mikrostru

kture i svojstava otpornosti i deformacija pri izvo|ewu zavarivawa, navari

vawa, lemqewa ili termi~kog se~ewa.

Nastale strukturne promene u materijalu zone uticaja toplote mogu da imaju nepovoqan

uticaj na svojstva zavarenog spoja u celini. Ova zona se ne rastapa ali se zagreva na vrlo

visoke temperature bliske ta~ki topqewa. Predstavqa prelazak iz te~ne zone {ava u ~vrstu

strukturu okolnog osnovnog materijala tako da je gradijent temperature vrlo strm. Nastale

strukturne promene ogledaju se u velikoj raznolikosti veli~ine zrna; od sitnozrnaste koja je

karakteristi~na za osnovni materijal na normalnoj temperaturi do vrlo krupnog zrna na

temperaturi bliskoj ta~ki topqewa. Stoga su karakteristi~ne visoke vrednosti unutra{

Slika 1.11. [ematski prikaz zavara i navara.

1

Zavar

8

9

8

9

10

10

10

Navar Sloj 2

Sloj 1

a) b) v) g)

d) |)

23

4 5 6

7

Tabela 1.2. Tuma~ewe oznaka sa slike 1.11.

Red

ni

b

ro

j Naziv Tuma~ewe

1. Koreni zavar Zavar u korenu `leba2. do 6. Zavari ispune Koriste se najproduktivnije tehnologije zadovoqavaju}eg kvaliteta7. Slemeni zavar (zavr{ni) Zavar u slemenu {ava kojim se ostvaruje i estetski izgled {ava8. Osnovni koreni zavar Koreni zavar koji se prvi izvodi9. Zavr{ni ili pokrivni koreni zavar Koreni zavar poloèn sa nali~ja {ava na osnovni koreni zavar10. Obra|ena povr{ina {ava Dobija se uklawawem nadvi{ewa {ava (na licu ili u korenu)

31

31


23

wih napona, pa je ona ~esto potencijalno mesto inicirawa svih {tetnih procesa koji, u kraj

wem, dovode do havarije zavarene konstrukcije. Stru~waci za zavarivawe kao i istraìva~i

i nau~nici pa`qivo prou~avaju ovu zonu i posve}uju joj veoma veliku pa`wu.

Definicija 1.20.

Zona topqewa ZT (uvar) deo grani~ne zone osnovnog materijala koja je rasta-

pawem postala sastavni deo popre~nog preseka zavara, sloja, {ava ili navara, i u

kojoj je ostvaren proces kristalizacije.

Sastoji se naj~e{}e od me{avine osnovnog i dodatnog materijala, ili samo od osnovnog kod

zavarivawa bez dodatnog materijala. U osnovi se teì da se tokom zavarivawa rastapa {to

mawa koli~ina osnovnog materijala a da se, kada je ve} neizbe`no, prete`no rastapa dodatni

materijal.

Definicija 1.21.

Te~no kupatilo (metalno kupatilo) zapremina rastopqenog metala u zoni

zavarivawa ~ija se egzistencija i oblik odràva pogodnim vo|ewem procesa

zavarivawa (plamena, elektri~nog luka).

Definicija 1.22.

Zavariva~ osposobqeni radnik za zavarivawe (poseduje odgovaraju}i atest,

uverewe, sertifikat), za odre|eni(e) postupak(e), za odre|ene vrste materijala

(OM, DM), za odre|ene poloàje zavarivawa, za klimatske i druge uslove zavari

vawa (niske ili visoke temperature).

1.4.2. @leb

Zavarivawe limova i profila moè da se izvodi bez pripreme ivica, {to se ~ini kod malih

debqina kada se naj~e{}e primewuje I {av. Bez pripreme ivica realizuju se prirubni i ivi~ni {av (slika 1.14). Kod limova i profila ve}ih debqina potrebno je da se ivice pri

preme za zavarivawe primenom tehnologije obrade rezawem, tehnologije deformisawa ili se

to ~ini u fazi termi~kog se~ewa.

Priprema limova i profila, u {irem smislu, obuhvata i druge operacije kao {to su isprav

qawe i ~i{}ewe od oksida, ne~isto}a, boja, masti, i drugih povr{inskih slojeva. Te kao i

operacija izrade `leba zajedni~ki se nazivaju pripremom limova i profila za zavarivawe.

Pod pojmom `leba razume se prostor koji se formira izme|u grani~nih povr{ina zavariva

nih limova, slika 1.12. Oblik i dimenzije `leba odre|eni su standardima (JUS, SRPS), na

osnovu debqine zavarivanih limova i profila i primewene tehnologije zavarivawa, ili na

osnovu preporuka proizvo|a~a elektroda, ili na drugi na~in koji je proistekao iz prakti

~nih iskustava.

Definicija 1.23.

@leb predvi|eno mesto za zavarivawe na radnom predmetu pripremqeno radi

uspe{ne izrade {ava.

33

34

35

36


24

Stranica `leba predstavqa bo~nu povr{ina `leba. Ona moè da bude uspravna ili zako{e

na, i to ravna ili izdubqena. Koren `leba je najuè mesto `leba, a otvor `leba wegovo

naj{ire mesto. Oblikom `leba opredequje se tip {ava koji }e da se ostvari zavarivawem.

Stoga su oznake `lebova i {avova me|usobom uslovqene i jednozna~no odre|ene. Na slici

1.12, na primeru V `leba sa tupim korenom prikazani su op{ti nazivi elemenata `leba. Na tom `lebu ne moè da se izradi drugi osim V {ava. Izabrani primeri `lebova prikazani su na slici 1.13, a ispravni nazivi wihovih elemenata navedeni su u tabeli 1.3. Pored prikaza

nih, u praksi se primewuje mno{tvo drugih koji su, kao i {avovi, primereni debqinama

zavarivanih detaqa, wihovom me|usobnom poloàju, odre|enim postupcima zavarivawa i

uslovima wihove realizacije, itd.

1.4.3. [av (zavar)

Klasifakicaja, odnosno svrstavavawe {avova u odre|ene tipske grupe izvodi se na mnogo ra

zli~itih na~ina u zavisnosti od izabrane osnove svrstavawa (grupisawa, analize). Navodi se

osam osnova klasifikacije {avova:

a) s obzirom na tip {ava, odnosno na oblik popre~nog preseka,

b) s obzirom na broj zavara,

v) s obzirom na kontinuitet,

g) s obzirom na prostorni poloàj,

d) prema poloàju {ava u odnosu na pravac delovawa sile,

|) prema funkciji,

e) prema obliku lica/nali~ja,

`) prema pristupnim pravcima.

8 9 107

90

11

7

5

6

112, 4

8

6

9 87

7

2, 4

8

51

1

10

1

1

9 87

7

2, 3

8

51

1

10

1

1

8 9 7 10

2, 3 5 90 1

8 9 10 7

2, 4 5 90 1 6 1

11

Slika 1.13. Primeri `lebova i elemenata koji ih ~ine (v. tabelu 1.3).

1

10

Tabela 1.3. Oznake elemenata `leba prikazanih na slikama 1.12 i 1.13.

Red

ni

b

ro

j

Naziv

Red

ni

b

ro

j

Naziv

1. Stranica `leba 7. Otvor `leba 2. Koren `leba 8. [irina otvora `leba3. O{tar koren `leba 9. Ugao otvora `leba4. Tup koren `leba 10. Ugao zako{ewa `leba5. Razmak u korenu `leba 11. Polupre~nik u korenom delu `leba6. Zatupqewe korena `leba

Slika 1.12. Osnovni elementi `leba.

2, 3

4

8 9

7

5

6.

1

37

38


25

a) S obzirom na tip {ava, odnosno na oblik popre~nog preseka

Definicijom {ava (1.6), odnosno zavara (1.7), kratko je i precizno ukazano na wihovu mate

rijalnu strukturu i oblik. Pod oblikom {ava razume se wegov izgled u popre~nom preseku,

slika 1.9, a u praksi se ostvaruje mno{tvo druga~ijih tipova slika 1.14. Razli~itost oblika

popre~nog preseka {ava je osnova za definisawe tipa {ava.

Izbor tipa {ava koji treba da bude primewen u odre|enim uslovima zavarivawa, izvodi se na

osnovu zahtevanih mehani~kih osobina, na osnovu debqina u~estvuju}ih detaqa, na osnovu

vrste primewenog postupka, tipa materijala i wegovih osobina, parametara zavarivawa, itd.

Ovaj postupak nije jednozna~no odre|en zbog velikog broja u~estvuju}ih elemenata odlu~i

vawa i, stoga se, u velikoj meri oslawa na iskustvo projektanta tehnologije.

b) S obzirom na broj zavara

Vi{eprolazne {avove ~ine jedan, dva ili vi{e zavara. S obzirom da se zavar odnosi na mate

rijalizovano mesto zavarivawa koje se dobija u jednom prolazu (v. definicije 1.16 i 1.17), u

slu~ajevima kada {avove ~ini vi{e zavara, ravnopravno se koriste izrazi vi{eprolazni ili

{av sa vi{e zavara. Zato se {avovi, s obzirom na broj zavara, dele na:

jednoprolazne, koje ~ini jedan zavar, vi{eprolazne, koje ~ine dva ili vi{e zavara, vi{eslojne, koji se sastoje iz vi{e slojeva razli~itog ili istog dodatnog materijala.

Slika 1.14. Izabrani primeri {avova s obzirom na oblik wihovog popre~nog preseka (tipovi {ava).

a)

v)

b)

g)

d)

|)

`)

z)

i)

j)

a) I {av, b) I {av sa podlo{kom, v) V {av, g) V {av sa podlo{kom, d) 1/2 V {av, |) 1/2 V {av sa podlo{kom, e) U {av, `) H {av, z) dvostruki U {av, i) K {av, j) J {av, k) ugaoni {av, l) {av na uglu, q) koritasti {av, m) prirubni {av, n) ivi~ni {av.

e)

k)

l)

q)

m)

n)

39

40


26

v) S obzirom na kontinuitet

Pod kontinuitetom {ava razume se wegova neprekidnost na odre|enoj duìni uz uslov da je

izveden bez promene parametara i u istom smeru. Neprekidnost {ava je poèqna ali nije

uvek izvodqiva. Poèqna je zato {to se svakim prekidom zavarivawa pove}ava verovatno}a

nastajawa gre{aka u {avu, a nije uvek izvodqiva iz brojnih razloga tehni~ke prirode kao

{to je potreba zamene istro{ene elektrode, zadovoqewe fiziolo{kih potreba zavariva~a, i

dr. Neprekidnost {ava nije uvek izvodqiva i zato {to se zavarivawem unosi velika koli~i

na toplote u zavarivane materijale, pa je neophodno da se planira nano{ewe {avova tako da

se toplotno optere}ewe ravnomerno rasporedi, ili je, pri vi{eprolaznom zavarivawu, po

trebno iskoristiti postignuto toplotno stawe osnovnog materijala kako bi se naneo

naredni zavar, itd. Dakle, kontinuitet {ava se tretira kao ograni~ena i upravqana osobina

pa se stoga, i u skladu sa slikom 1.15, {avovi dele na:

neprekidne {avove, realizuju se na celoj duìni zavarivawa (a), isprekidane {avove, naizmeni~no se smewuju zavarena i nezavarena mesta naj~e{}e rav

nomerno raspore|ena na duìni spajawa (b), (v), i (g),

ta~kaste {avove, sa jednom ili vi{e ta~aka u jednom ili vi{e redova; ostvareni su ta~kastim ili bradavi~astim elektrootpornim zavarivawem ili popuwavawem rupa

primenom elektrolu~nih postupaka, (d), (|), i (e).

Isprekidani {avovi svrstavaju se u slede}e podgrupe:

uporedno isprekidani (v), i naizmeni~no isprekidani (g).

Ta~kasti {avovi su:

jednoredni (d), vi{eredni uporedni (|), i vi{eredni naizmeni~ni (e).

g) S obzirom na prostorni poloàj

U zavisnosti od prostornog poloàja delova koji u~estvuju u formirawu spoja, slika 1.16,

zavarivawe se izvodi u slede}im osnovnim prostornim poloàjima:

horizontalni (a), horizontalno vertikalni (b),

Slika 1.15. Vrste {avova s obzirom na kontinuitet.

a) b) v) g)

d) |) e)

41

42

43

44

45


27

vertikalni (v), i iznad glave (nadglavni), (g).

Ostali mogu}i poloàji zavarivawa nazivaju se nagnutim (d).

Prostorni poloàj {ava, prema SRPS C.T3.001 (JUS), odre|en je sa dva elementa:

nagibnim uglom, i uglom zaokreta.

Definicija 1.24.

Nagibni ugao {ava je ugao koji zaklapa osa korena {ava sa horizontalnom ravni

koja je poloèna kroz najniù ta~ku korena {ava. Nagibni ugao meri se od 090 u proizvoqnom smeru.

Definicija 1.25.

Ugao zaokreta {ava, predstavqa najmawi ugao koji zaklapa vertikalna ravan

poloèna u korenu {ava (1), sa ravni (2) koja prolazi kroz osu korena i polovi

otvor `leba {ava. Ugao zaokreta {ava meri se od 0180 u proizvoqnom smeru.

Karakteristi~nim uglovima iz definicija 1.24 i 1.25 utvr|uju se elementi pomo}u kojih se

potpuno i precizno odre|uje prostorni poloàj {ava, slika 1.17.

Me|utim, mnogo lak{e za razumevawe i ~ovekovom iskustvu jasnije jeste ozna~avawe poloà

ja koje odgovara prirodnom ose}aju za orijentaciju u prostoru. U skladu sa tim, standardizo

vano je sedam oznaka prostornih poloàja, slika 1.18. U stvari, u pitawu su ~etiri prethodno

navedena poloàja uz tri wihove varijacije. Poloènim {avom (RA) smatra se onaj kod koga

su nagibni i ugao zaokreta ravni = = 0, pa se on, stoga, moè da imenuje horizontalnim. Horizontalni {av je onaj kod koga je ugao zaokreta 0 < 180 (PB, PC, PD i PE), i on naj~e

Slika 1.16. Osnovni prostorni poloàji zavarivawa. a) b) v) g) d)

Slika 1.17. Karakteristi~ni uglovi {ava.

Horizontalna ravan

a) Nagibni ugao {ava () b) Ugao zaokreta {ava ()

(1) (1) (1) (1)

(2) (2)

(2)

(2)

46

47

48


28

{}e ne moè da se nazove poloènim. Nadglavni {av (PD i PE), moè da bude horizontalan ili nagnut, odnosno moè da bude sa nagibnim uglom 0 90, ali je uvek sa uglom zaokreta 90 < 180, pa se odgovaraju}om oznakom tako|e pravi razlika u odnosu na ostale. Tre}im izuzetkom ukazuje se na smer izvo|ewa {ava u vertikalnom poloàju. Prilikom zavarivawa

naniè, olak{ana je kontrola te~nog metala u kupatilu, odnosno zavariva~ je u mogu}nosti

da elektri~nim lukom ili plamenom gorionika umawi uticaj gravitacije i spre~i razlivawe

metala. Svakako da je, zato, zavarivawe odozdo navi{e znatno sloènije.

Navedene slovne oznake SRPS (JUS), evropskog (EN) i ISO standarda imaju razli~ita tuma-

~ewa zavisno od toga da li je u pitawu zavarivawe plo~a, cevi ili wihovih kombinacija.

Stoga je istim standardima utvr|ena oznaka za karakteristi~ne slu~ajeve, slika 1.19.

Primeweni princip za su~eone i Tspojeve analogno se koristi kod svih ostalih spojeva i

tipova {avova. Ipak, treba uo~iti da se kod cevi razlikuju spojevi ostvareni na nepokre

tnim i na cevima koje rotiraju tokom zavarivawa. U drugom slu~aju dodaje se slovna oznaka R.

Slika 1.18. Simboli~ko prikazivawe osnovnih prostornih poloàja prema SRPS EN (JUS) standardu (ISO).

Poloàj pi{toqa/gorionika

Pravac kretawa pi{toqa/gorionika

Nadglavni

PEHorizontalan,

nadglavni

PDPF

Horizontalno vertikalan

PC

Horizontalan

PB

Vertikalan, naniè

PG

Poloèn (horizontalan)

PA

Vertikalan, navi{e

Legenda:

Slika 1.19. Prostorni poloàji {avova kod su~eonih spojeva na limovima i cevima, prema SRPS EN 2871 (JUS).

PF Poloàj: vertikalni,

nagore PA

Poloàj: poloèni (horizontalan)

PE Poloàj: nadglavni

PC Poloàj: horizontalno

vertikalni PG

Poloàj: vertikalni, nadole

PA (PAR) Cev: rotira Osa cevi: horizontalna Poloàj: horizontalan (poloèn)

PF Cev: nepokretna Osa cevi: horizontalna Poloàj: vertikalan, nagore

PG Cev: nepokretna Osa cevi: horizontalna Poloàj: vertikalan, nadole

PC Cev: nepokretna Osa cevi: vertikalna Poloàj: horizontalnovertikalan

HL045 Cev: nepokretna Osa cevi: nagnuta Poloàj: svi poloàji, nagore

45

49

50

51


29

d) Prema poloàju {ava u odnosu na pravac delovawa sile

Pravac delovawa sile kojom je optere}ena zavarena konstrukcija i pravac ose {ava posma

traju se kao da leè u istoj ravni slika 1.21. Na osnovu me|usobnog poloàja, razlikuju se:

bo~ni ugaoni {av (a), ~eoni ugaoni {av (b), i kosi su~eoni {av (v).

Sa stanovi{ta izvo|ewa tehnologije (zavarivawa), razmatrana podela {avova moè da uti~e

na izbor parametara i tehnike, ali je zna~ajnija sa stanovi{ta prora~una ja~ine zavarenih

konstrukcija i uslova primene.

Slika 1.20. Prostorni poloàji ugaonih {avova (Tspojevi), na limovima i cevima, prema SRPS EN 2871 (JUS).

PF Poloàj: vertikalni,

nagore

PB Poloàj: horizontalno

vertikalni

PD Poloàj: horizontalan,

nadglavni

PA Poloàj: u koritu

(horizontalni) PG

Poloàj: vertikalni, nadole

PA Poloàj: horizontalni

PB Cev: nepokretna Osa cevi: vertikalna Poloàj: horizontalan (poloèn)

PD Cev: nepokretna Osa cevi: vertikalna Poloàj: nadglavni, horizontalan

PB (PBR) Cev: rotira Osa cevi: horizontalna Poloàj: horizontalnovertikalno

PG Cev: nepokretna Osa cevi: horizontalna Poloàj: vertikalan, nadole

PF Cev: nepokretna Osa cevi: horizontalna Poloàj: vertikalan, nagore

Slika 1.21. Vrste {avova prema pravcu delovawa sile.

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

F

a) b) v)

51

52

53


30

|) Prema funkciji

Funkcija {ava opredequje se na osnovu stepena odgovornosti konstrukcije i/ili wenog dela

u kome se {av nalazi, ili na osnovu nekog drugog upotrebnog zahteva. Razlikuju se:

nosivi, spojni, zaptivni (nepropusni), i kombinovani.

Definicija 1.26.

Nosivi {avovi su oni koji su u zavarenoj konstrukciji predvi|eni da prenesu

optere}ewe i stoga se obavezno prora~unavaju sa stanovi{ta ja~ine.

Po zavr{enom zavarivawu naj~e{}e se obavezno podvrgavaju naknadnoj termi~koj obradi i

svojim osobinama opredequju mehani~ke osobine spoja, odnosno zavarene konstrukcije u

celom. Primewuju se na odgovornim konstrukcijama ili delovima konstrukcije i ispituju se

metodama sa i/ili bez razarawa (radiogrami se ~uvaju u arhivama).

Definicija 1.27.

Spojni {avovi su mawe odgovorni i naj~e{}e se ne proveravaju sa stanovi{ta

ja~ine. Naknadno mogu da budu podvrgnuti termi~koj obradi, zasebno ili skupa sa

nosivim {avovima.

Retke su zavarene konstrukcije u kojima su primeweni samo spojni ili iskqu~ivo nosivi

{avovi, tako da spojni {avovi dele sudbinu nosivih.

Definicija 1.28.

Zaptivni {avovi imaju zadatak da onemogu}e isticawe ili uticawe fluida i

rastresitih materijala i mogu da budu nosivi ili spojni.

Wihov je zadatak da obezbede nepropusnost zavarene konstrukcije. Na~elno, {avovi ne

moraju da ostvaruju uslov nepropusnosti.

Definicija 1.29.

Realne zavarene konstrukcije obi~no sadr`e vi{e tipova {avova; nosive i

spojne, odnosno propusne i nepropusne, tako da se tada govori o kombinovanim

{avovima.

Osobine zavarene konstrukcije utvr|uju se na osnovu najnepovoqnijeg primewenog tipa {ava,

odnosno na osnovu najo{trijeg zahteva u pogledu stepena odgovornosti ili slo`enosti izvo

|ewa.

54

55

56

57

58


31

e) Prema obliku lica/nali~ja

Na izbor oblika spoqne povr{ine {ava uti~u razni faktori (lice ili nali~je), ali naj~e

{}e uticajnim smatraju se:

ja~ina spoja ({ava), estetski izgled, u{teda u dodatnom materijalu, prakti~ne mogu}nosti izvo|ewa, i dr.

S obzirom na razli~ite oblike povr{ina lica i/ili

nali~ja, slika 1.22, {avovi se dele na one sa:

ravnom, konkavnom, i konveksnom povr{inom.

Na ravnoj povr{ini {ava (a), mogu da se dopuste mala, lokalna odstupawa ili neravnine.

Kod konkavne povr{ine (b), lice ili nali~je {ava je udubqeno tako da se centar krivine

nalazi izvan preseka {ava.

Kod konveksne povr{ine {ava (v), lice i/ili nali~je {ava je ispup~eno sa centrom krivine

sme{tenim na suprotnoj strani lica ili nali~ja {ava.

`) Prema pristupnim pravcima

Analizom tipova {avova uo~ava se postojawe onih kojima se u toku zavarivawa pristupa samo

sa jedne strane ali i onih koji se ostvaruju tako {to im se pristupa sa obe strane. Zapa`a se,

tako|e, da su prvinameweni zavarivawu limova i profila uglavnom mawih debqina, dok se

drugi primewuju za spajawe obradaka ve}ih debqina. Stoga se, prema pristupnim pravcima,

{avovi defini{u kao:

jednostrani i obostrani (dvostrani).

Po svojoj geometrijskoj odre|enosti jednostrani tipovi {avova su I, V, U, ugaoni, i drugi. Svi dvostruki, kao i H, K i drugi, predstavqaju obostrane {avove (slika 1.14), i za wihovo izvo

|ewe primewuju se odgovaraju}i planovi zavarivawa u kojima se defini{e redosled i pris

tupni pravac (strana) polagawa odre|enog zavara (u pitawu su vi{eprolazni {avovi).

1.4.4. Zavareni spoj

Definicija 1.30.

Zavareni spoj predstavqa celinu ostvarenu zavarivawem kojom su obuhva}eni u~e-

stvuju}i delovi spoja (obraci), a karakteri{e ga wihov me|usobni polo`aj.

Za razliku od prethodno ukazanih osobina {ava, kada se imalo u vidu materijalizovano mesto

zavarivawa nastalo kristalizacijom me{avine osnovnog i dodatnog materijala, zavarenim

spojem obuhvata se {av ali i osnovni materijal, odnosno delovi koji u wemu u~estvuju. Kod

Slika 1.22. Vrste {avova prema obliku spoqne povr{ine (lica).

a) b)

v)

r

r

r = r

r

59

60

61

62


32

razmatrawa zavarenog spoja i utvr|ivawa wegovog tipa uvek se ima u vidu me|usobni poloàj

zavarivanih delova, slika 1.23. Su~eoni spoj, bilo da je nastao zavarivawem limova (plo~a),

cevi ili profila, nastaje tako {to se detaqi postavqaju u poloàj koji je odre|en wihovim

~eonim razmakom. Oblik formiranog `leba, u principu, odre|uje profil odnosno tip {ava

koji nastaje tokom zavarivawa.

Preklopni spojevi dobijaju se tako {to se zavarivani detaqi postave jedan preko drugog pri

~emu se krajevi preklapaju na potrebnoj {irini i duìni. Uglavnom se izvode ugaoni {avovi

bez razlike da li je izvr{ena priprema ivica limova. Priprema se naj~e{}e svodi na ~i{}e-

we ~eonih i povr{ina limova, cevi ili profila ili uske zone u okolini ivica detaqa.

Tipovi {avova nameweni zavarivawu limova velikih debqina primewuju se naro~ito kod

su~eonih i Tspojeva. Misli se na {avove ozna~ene sa K, J, 1/2H, 1/2V, itd.

Tip {ava nikada ne uti~e na opredeqewe tipa spoja, ali je ~e{}e obrnuto pravilo, odnosno

da se tipom spoja uti~e na tip primewenog {ava (primer je preklopni spoj).

Zato {to se ~esto prave pojmovne gre{ke kojima se poistove}uju ili ne razlikuju {av i spoj,

vrlo je va`no da se razumeju i po{tuju ukazane razlike me|u wima. Precizno i ta~no izraà

vawe preduslov je me|usobnog ispravnog verbalnog i pisanog razumevawa i istovremeno jedna

od kqu~nih karakteristika dobrog inèwera.

Slika 1.23. Primeri korelacije zavarenih spojeva i {avova.

Preklopni spoj, ugaoni {av.

Su~eoni spoj.

V {av.

Ivi~ni spoj, ugaoni {av.

Nale`ni spoj,ugaoni {av.

Prirubni spoj,

V {av.

Krstasti spoj, ugaoni {av

Tspoj, ugaoni {av.

Lim/plo~a

Cevi

63


33

1.5. UNUTRA[WI NAPONI I DEFORMACIJE ZAVARENIH SPOJEVA

Odstupawa od dimenzija i oblika javqaju se usled neizbe`nog uticaja toplote koja prati ve

}inu procesa zavarivawa, posebno onih kod kojih dolazi do lokalizovanog zagrevawa i top

qewa. Iako je navedeni uzrok neizbeàn, on ~esto moè da se iskoristi i kao sredstvo za

ublaàvawe posledica nastalih zavarivawem ili drugim uticajima. Brojni su slu~ajevi kada

je neophodno da se u pomo} pozve iskustvo i mnoga druga prakti~na re{ewa koja su se pokazala

delotvornim u otklawawu posledica nastalih uticajem toplote.

Sve materije pod uticajem unete ili odvedene toplote mewaju svoju zapreminu (sve tri dime

nzije), usled ~ega, ~esto, nastaju bitne promene oblika. Kod èleznih materijala te promene

uslovqene su faznim transformacijama. Na odre|enoj temperaturi, ili u odre|enom tempe

raturskom intervalu, mewa se tip kristalne re{etke i wen parametar. Kao posledica pro

mene tipa i dimenzija kristalne re{etke nastaje promena oblika i dimenzija kristalnog

zrna, a onda i cele zapremine. Te promene su utoliko ve}e ukoliko je vi{a temperatura na

kojoj se obraci nalaze kao i ukoliko je duè vreme dràwa na toj temperaturi. Kada se dosti

gne i prema{i temperatura topqewa, u oblasti nastale te~ne faze, atomi gube pravilnost

svoga dotada{weg prostornog rasporeda.

U obratnom procesu, odnosno kada se zagrejanom metalnom predmetu oduzima toplota, dolazi

do wegovog skupqawa {to je posledica prolaska kroz karakteristi~ne temperature faznih

promena i wima uslovqenih promena tipa i parametara kristalne re{etke. Kod èleznih

materijala u pitawu je transformacija povr{inski centrirane , u zapreminski centriranu kubnu re{etku . U pitawu su poznati fizi~ki fenomeni {to predstavqaju karakteristiku materije a izra

àvaju se koeficijentom linearnog ili zapreminskog {irewa i skupqawa. Kod èleza ono

iznosi oko 1.5%.

Ako se, me|utim, zagrevawu ne podvrgava celokupna zapremina nekog predmeta, {to je bila

osnovna pretpostavka prethodnog podse}awa, to telo onda ne}e podjednako da se {iri ili

skupqa u svim pravcima, odnosno te promene ne}e da se odvijaju slobodno po celoj zapremini.

Re~ je, tada, o neslobodnom ili ometenom ili ograni~enom {irewu ili skupqawu.

U toku izvo|ewa zavarivawa zagrevawu je izloèna zna~ajno mawa zapremina u odnosu na

ukupnu zapreminu zavarivanih detaqa. Zagrevanu zapreminu ~ine prostor i okolina `leba,

odnosno zapremina formiranog {ava i dva relativno uska pojasa u wegovoj okolini. U toj

zapremini intenzivno je zagrevawe a {irewe je ometano okolnim metalom koji nije bitnije


34

promenio svoje energetsko stawe. Dostiù se temperature ravne ili vrlo bliske ta~ki top

qewa, vreme toplotnog uticaja je relativno kratko a usled toplotne razmene sa okruèwem,

temperatura vrlo brzo opada do vrednosti koja je bliska temperaturi okoline. U tom

kratkom periodu odigravawa svih faznih transformacija, zna~ajno se mewaju metalur{ke

karakteristike i mehani~ka svojstva osnovnog materijala, posebno u zonama koje su zahva}ene

ovim uticajima i, naravno, u zoni formiranog {ava.

Ti procesi imaju razli~it uticaj na zavarenu konstrukciju u celom. Proces zagrevawa, odno

sno wime uslovqeno {irewe materijala, vaàn je u metalur{kom smislu jer se wime posta

vqa po~etna pozicija za proces hla|ewa, pa je vrlo bitno da se zna kakve promene se odigra

vaju u strukturi i koja mikrostruktura se ostvaruje na najvi{e dostignutoj temperaturi.

Proces hla|ewa je karakterisan skupqawem materije, te je on svakako zna~ajniji po{to se

wegovim zavr{etkom opredequju kona~ne kvalitativne karakteristike zavarene konstruk

cije.

Ako se proces skupqawa analizira po~ev od te~nog stawa u kome se nalaze dodatni i deo os

novnog materijala, onda se za to stawe moè re}i da nije u mogu}nosti da preuzme bilo kakvo

spoqno optere}ewe i da u wemu nema unutra{wih napona. Ne{to sli~no moè da se kaè i za

neposredno okruèwe koje nije ba{ u te~nom i za koje ne moè sa sigurno{}u da se tvrdi ni

da je u ~vrstom, ve} se naj~e{}e opisuje kao testasto stawe. Na ove dve oblasti, hladan okolni

materijal ne moè da prenese uticaj u realnim vrednostima optere}ewa, odnosno napona.

Bitne promene doga|aju se, me|utim, u periodu hla|ewa ovih zona koji se okon~ava wihovom

potpunom kristalizacijom. U tom periodu one sve vi{e postaju sposobne da preuzimaju opte

re}ewa od okolnog materijala i tada stvarno zapo~iwe proces wihovog skupqawa. Ali, treba

da se ima u vidu da proces skupqawa nije slobodan, ve} da ga ometa okolni materijal koji je

na nièm energetskom nivou (nià temperatura), i to utoliko nièm ukoliko je udaqeniji

od zone {ava. Na zonu za koju je prethodno ukazano da je u testastom stawu, faza skupqawa

ostvaruje zna~ajan uticaj zbog toga {to je u woj prisutna kristalna struktura sa krupnim

metalnim zrnima, za razliku od te~ne zone {ava u kojoj nema kristalnih zrna i kristalne

strukture.

Na temperaturu fazne transformacije legura èleza, u toku hla|ewa (), uti~u brojni faktori ali va`ni su najvi{a dostignuta temepratura, po~etna veli~ina zrna i brzina hla

|ewa. Brzina hla|ewa se ograni~ava kriti~nom vredno{}u, a to je ona vrednost pri kojoj se,

za najkra}e vreme, austenit transformi{e u martenzit. U zavarivawu je ovo vrlo zna~ajan

podatak. Ne samo zato {to se ostvarenom martenzitnom transformacijom pove}avaju unutra

{wi naponi, ve} i zato {to se prisutne tvrde i krte karbidne ~estice (Fe3C), pona{aju kao faktori koncetracije napona. Pojava ovih struktura u {avu (re|e) i u ZUTu (mnogo ~e{}e),

doìvqava se kao veliki problem i u nau~nim istrìvawima posve}uje mu se stalna pa`wa.

Osnovnim uzrokom nastajawa unutra{wih napona usled zavarivawa, dakle, smatra se proces

skupqawa u toku hla|ewa {ava i

Zavarivanje-gasnim-postupkom

Documents

Transcript of Zavarivanje-gasnim-postupkom