|
Maskinteknik 2. Svejseteknik2.1 IndledningVed brøndboring anvendes en del værktøj lavet af stål. Der bores i miljøer, hvor der findes materiale, der er næsten lige så hårdt som stål. Boreværktøjet slides, og det er derfor nødvendigt at vedligeholde og reparere dette udstyr. Med den rette faglige baggrund kan reparation, vedligeholdelse og svejsning udføres af brøndborere eller andet personale med tilsvarende faglige færdigheder. Hensigten med dette teorimateriale er at beskrive nogle af de forhold, der ved svejsning har indflydelse på stål. Der er medtaget de forhold som ved svejsning, hårdlodning og flammeskæring har indflydelse på materialeegenskaberne samt de forholdsregler, der mindsker forringelsen af kvaliteten. Der er en kort beskrivelse af de mekaniske og kemiske egenskaber for stål, samt forhold der er vigtige at være opmærksomme på, når stålet indkøbes. Det er hensigten, at teorimaterialet kan bruges i undervisningssammenhæng og som håndbog. 2.2 Hvordan og hvorfor ændres stålets egenskaber ved svejsningSvejsning af stål Svejsningen kan udføres med eller uden tilsatstråd. Det opsmeltede grundmateriale samt nedsmeltede tilsatsmateriale blandes i smeltebadet og kaldes svejsemetal. Ved anvendelse af stort varmeinput sker der en stor opsmeltning af grundmaterialet og en risiko for afbrænding af legeringselementer. Afbrænding af legeringselementer kan forringe svejsemetallet i forhold til grundmaterialet. Ved stort varmeinput nedsmeltes mere tilsatsmateriale. Opblandingen af tilsatsmateriale i svejsemetallet forandrer legeringsforholdet. Ved valg af forkert tilsatsmateriale kan svejsemetallets egenskaber forringes i forhold til grundmaterialet. 2.2.1 Varmens indflydelse på stålets egenskaberHydrogenrevner i HAZ, på grund af svejsning Den varmepåvirkede zone er området op til svejsemetallet (HAZ - heat affected zone), som ikke opsmeltes, men udsættes for en kraftig varmepåvirkning. Afkølingshastigheden har indflydelse på strukturen i stålet. Det er specielt afkølingshastigheden fra 500 til 800 °C, der har indflydelse på stålets egenskaber. Ved høj afkølingshastighed og manglende diffusion øges koncentrationen af legeringselementer og ledsagestoffer i HAZ. Der er risiko for revner/hydrogenrevner og stor hårdhed. Ved en langsom afkølingshastighed ændres stålets hårdhed. Figur 1 Tabel 1
Indikation af hydrogenevner Hydrogenrevner i stål i forbindelse med svejsning er et af de væsentligste problemer. Stål med stor styrke og hårdhed er specielt følsomt overfor revner. Revnerne viser sig først efter 48 timer, og kan være svære at opdage. Det medfører dog altid, at der fremkommer et brud lige ved siden af svejsningen. 2.2.3 Forvarmning af stål for at undgå hydrogenrevner og uønsket hærdningBehov for forvarme Ved forvarmning kan man kontrollere afkølingshastigheden og dermed nedsætte risikoen for revner og uønsket hærdning. Behovet for anvendelse af forvarmning bestemmes ud fra:
Cev.formel Kulstofækvivalens formel Der findes en del forskellige formler og tillægsværdier, en af de mest benyttede angives her.
Denne formel gælder kun for almindeligt kulstof/mangan stål. For stål indeholdende Bor-B, som er i HARDOX stålene, kan anvendes en japansk formel Pcm. og tilhørende forvarmningstabel. Hvis man kender leverandørens oplysning om forvarmetemperaturer, er det ofte tilstrækkeligt. Se endvidere DS/EN 1011 anneks D.2.1. 2.2.4 Kombineret godstykkelseKombinerede godstykkelser og indflydelse på afkølingshastigheden Den kombinerede godstykkelse er summen af alle de pladetykkelser der skæres af en cirkel med en radius på 75 mm fra svejsesamlingens midtpunkt. Ved stor kombineret godstykkelse er afkølingshastigheden stor. Ved lille kombineret godstykkelse er afkølingshastigheden lille. Energitilførelse og dens indflydellse på forvarmetemperaturen Varmetilførsel eller varmeinput er et udtryk, der anvendes for den mængde energi, der tilføres svejsesømmen per mm/sek. Mængden af dette har stor betydning for afkølingshastigheden. Stor energitilførsel giver stor afkølingshastighed. Lille energitilførsel giver lille afkølingshastighed. Ved at anvende et højt varmeinput kan forvarmetemperaturen sænkes. Energitilførslen bør dog aldrig være større end 2.5 Kj/mm For at beregne energitilførslen kan anvendes følgende formel. Tabel 3
Produkterne er løbende under udvikling og den kemiske sammensætning kan være
ændret. (okt. 1992. Handbok i svetsning av Oxeløsundsstål) Tabel 4
Figur 2 2.2.6 Energitilførsel formel
2.2.7 Svejseprocessens virkningsgrad
Ved valg af en svejseproces med en med høj virkningsgrad, kan man mindske forvarmetemperaturen. Tabel 5
Figur 3 2.2.8 Varmetilførsel ved svejsning af flerstrengede svejsesømMellemstrengstemperaturens indflydelse på afkølingshastigheden Interpass temperatur: Det er den temperatur, der kan måles på svejsesømmen, inden den efterfølgende svejsestreng påbegyndes. Den kaldes også mellemstrengstemperaturen. Den har indflydelse på afkølingshastigheden. Temperaturen måles bedst med en elektronisk føler. Denne temperatur må som regel ikke overstige forvarmetemperaturen væsentligt. 2.2.9 Tilsatsmaterialernes hydrogenindholdTilsatsmaterialets indflydelse på forvarmetemperaturen Ved valg af tilsatsmateriale til svejsning i stål, der kræver forvarme, er det en fordel at vælge tilsatsmateriale med et lavt hydrogenindhold, derved kan forvarmetemperaturen mindskes, eller undværes. 2.2.10 Behandling af tilsatsmaterialeOpbevaring af tilsatsmaterialer Skal altid behandles i forhold til leverandørens forskrifter. Det er vigtigt, at elektroderne ikke er beskadigede. Som en hovedregel skal basiske elektroder altid opbevares i varmeskab, hvis de har været åbnede, og ved anvendelse skal de transporteres og opbevares i varmespand. 2.3 Hvilke former for nedbrydning af stålet skal man være opmærksom påForskellige slitageformer Overvejelserne om hvilket stål, der skal anvendes, er afhængigt af, hvilket formål stålet skal anvendes til. Hvad vil materialet blive udsat for.
Ækvavalente stålbetegnelser Hvilke egenskaber, stålet skal have, er afhængigt af de påvirkninger, stålet udsættes for, der hvor det anvendes. I de fleste tilfælde er det flere forskellige påvirkninger, og derfor ønskes en række forskellige egenskaber for det enkelte stål. Når stålet skal bestilles, er det derfor vigtigt at vide, hvilke egenskaber det skal have. De stålbetegnelser, der anvendes, kan være i henhold til internationale, europæiske, nationale standarder eller handelsbetegnelser anvendt af producenten. Nogle af de stål, slidstål og sejhærdede stål, der anvendes i Danmark, kommer fra SSAB Oxeløsund i Sverige, de har producentens handels betegnelser. Det er ikke nogen umiddelbar nem opgave at finde æqvivalente kvaliteter, medmindre man har den præcise kemiske analyse og oplysninger om de mekaniske og kemiske egenskaber, se eksempelvis: DS/EN 10020 definition og klassifikation af stål. Der findes mange tabeller, som kan anvendes, til at sammenligne de forskellige betegnelser eksempelvis: DS/EN 288-3-anneks B, Når det drejer sig om specialstål, er det ofte nødvendigt at kontakte leverandøren for at få oplysningerne.
Figur 4 Tabel 6
2.4 Relevante oplysninger ved køb af stål2.4.1 AnvendelsesområdeAlmen oplysning om hvilket formål stålet kan anvendes til. 2.4.2 Stålets kemiske sammensætningOplysninger om andelen af legeringselementer enten en Charge analyse eller en Styk analyse, indholdet af fx B-bor. Herudover oplysning om Cev. værdien. Andelen af legeringselementerne og deres indvirkning på ståls egenskaber. Standardiserede stålbetegnelser Tabellen er kun vejledende og med hensyn til max. værdierne er det kun for at give et indtryk af mængden generelt. Det kan variere meget i forhold til hvilken ståltype, der er tale om. Se altid den aktuelle standards max. værdier.
H-Brinell, DS/EN 10003 eller H-Vickers, Euronorm 5, vær opmærksom på at værdierne og metoder er forskellige, generelt kan man bruge HV x 0.95 som udtryk for HB.
DS/EN 1002-1
DS/EN 10045-1, Charpy-V
Der anvendes forskellige betegnelsessystemer og symboler i de forskellige stålstandarder. se evt. DS/EN 10025 Tabel 7
Specielle ønsker:
2.4.4 DimensionerAngives:
2.4.5 PrøvningsmetoderHer angives de anvendte standarder, som prøverne er udført efter. Tabel 8
Anbefalet
2.4.7 Beskrivelse af generelle tekniske leveringsbetingelser DS/EN 10021Materialecertifikater Når stålet købes, er det nødvendigt at være meget præcis i specifikationen af det stål, der ønskes. Leveringsbetingelserne er forskellige og uigennemskuelige for brugeren. Det er derfor vigtigt at gøre opmærksom på, hvilke specielle egenskaber man ønsker for det pågældende stål. Det kan være nødvendigt at forlange, at stålet leveres med et materiale certifikat for at sikre, at materialet har de egenskaber og den kemiske sammensætning, som ønskes. Graden af certifikatets verifikation og inspektion er forskellig. Den kan være udført og kontrolleret af personale fra stålværkets egen kvalitetsafdeling eller tredieparts verifikation, som kan være myndigheder eller assurandør. Kravene til dokumentation er specificeret i DS/EN 10204. 2.5 Kort beskrivelse af de mest almindelige prøvningsmetoder til eftervisning af materialets mekaniske egenskaber2.5.1 HårdhedsmålingHårdhedsværdier og stålets styrke Det er ikke altid, at der faktisk udføres en hårdhedsprøve, der er en direkte sammenhæng mellem hårdheden efter Meyer (HM) og trækstyrken, og forskellen mellem HM og HB er meget lille. Derfor kan man nemt omsætte det ene måleresultat til nogle af de andre. Eksempelvis kan: HM. værdien sættes lig med HB. værdien og, 2.5.2 Hårdhedsmålingens egnethedHårdhedsmålingernes egnethed En betegnelse for en række metoder til opmåling af overfladens evne til at modstå indtrængning i overfladen. Måleværdierne er afhængige af:
Tabel 9
Trækprøven giver oplysninger om materialets styrke og om dets sejhed (skørt og sejt brud).
Figur 5 Materialet belastes indtil, der indtræffer et brud. De data, der findes frem til ved trækprøven, er et udtryk for materialets styrke og sejhed. Resultaterne indtegnes i en graf, og Værdierne udtrykkes i N/mm2 eller Mpa.(ca. 1:1)
Emnet, der bruges til indtrykning i materialet, og måden det trykkes ind på, vil have indflydelse på måleresultatet. Måleværdierne bør derfor altid ledsages af enhedsangivelse, som entydigt fastlægger disse parametre. 2.5.3 Brinell prøven DS/EN 10003HB: Brinell måling er en stålkugle Ø 2,5; 5,0 eller 10,0 mm, der trykkes ind i materialets overflade med en given kraft i en given tid. Måleresultatet findes ved opmåling af det resulterende kugleindtryk. Alt efter den anvendte diameter angives måleenheden i HB, kraften, der er anvendt, angives i N/mm2 eller kp/mm2. Eksempelvis -HB 10/3000/15 = 2500 N/mm2, hvor 10 = kugle diameter, Brinell anvendes i forholdsvis bløde materialer. Ved måling af stål og hærdede materialer vil stålkuglen deformeres. 2.5.4 Vickers prøven Euronorm 5 (DS 10411)HV: Vickers måling er en firesidet diamant slebet i facon som en pyramide. Kræfterne, der bruges til indtrykning, er mindre end ved Brinell. Følgende normbelastning kan anvendes 5 - 10 - 20 - 50 - 100 kp eller Hårdhedsmålinger, hvis betegnelse er HV, kan angives på følgende måde: Eksempelvis. HV 10/30 = 1700 N/mm2 Der er anvendt en belastning på 10 kp, og tiden har været 30 sek. Vickers metoden anvendes på alle metalliske materialetyper også de hårde på grund af indtrængningsemnets store hårdhed. 2.5.5 Trækstyrke. DS/EN 1002-1. Standard for udførelse af trækprøvningRmt Materialets trækspænding: ReH Materialets flydespænding:
Figur 6
Figur 7
Figur 8 Tabel 10
E Materialets Elasticitetsmodul: Rr0,2 Blivende forlængelse. Den spænding der giver en blivende forlængelse på 0,2 % af målelængden. Denne angivelse af materialets elasticitet anvendes på legerede stål, der ikke har en entydig markeret flydespænding. A5, A10 Brudforlængelse: Den forlængelse prøvestangen har lige inden brud. 5/10 % forlængelse af den oprindelige målelængde. Er et tal for materialets duktilitet eller strækbarhed i kold tilstand. J. Brudenergien beregnet i forhold til trækprøvediagrammet er det areal, der ligger under kurven, som repræsenterer den energi, der er brugt til at fremkalde et brud. Arealet er kraft gange deformationslængde, og det kan beregnes i N • m = Joule Sejt materiale vil give stort areal og skørt materiale vil give lille areal. 2.5.6 Slagsejhedsprøvning: DS/EN 10045-1Materialets evne til at modstå brud ved lave arbejdstemperaturer Angiver materialets tendens til sprødbrud, optagen energi ved en given temperatur, specielt ved lave temperaturer, under 0°C Prøven, der anvendes kaldes Charpy V. Der fastsættes en minimums energimængde i Joule (J), som materialet skal kunne optage ved en given temperatur. Dette benævnes omslagstemperaturen. Man har defineret grænsen for overgang mellem materialets evne til at optage lille eller stor energi før brud. Det, der kan forøge sprødbrudstendenser i en konstruktion, er de spændingstilstande, der kan forekomme eksempelvis ved kærve og svejsning. 2.5.7 Kemiske egenskaberForskellige nedbrydningsformer af metaller Korrosionsbestandighed er modstandsevnens immunitet og passivitet, imod kemiske og elektroniske angreb på metallerne. Korrosionen angriber et emne selektivt ved afrivning, revnedannelse, skørhed mv. Svovlbrinteinduceret spændingskorrosion Induceret spændingskorrosion Visse skademekanismer har vist sig at være direkte afhængig af materialets styrke/hårdhed. Ved svejsning er der en sammenhæng mellem større hårdhed/styrke, risici for hydrogenrevner/koldrevner og svovlbrinte induceret spændingskorrosion i sure olie- og gasmiljøer. Undersøgelsesresultater har dannet basis for specificering af maksimalt tilladelige hårdhedsværdier, for hydrogenrevner ofte 325 eller 350 HV, for svovlbrinte induceret spændingskorrosion 22 HRC omsat 248 - 250 HV.
Figur 9 Tabel 11
Q = 1 Kj/mm og et HD <= 5 ml/100g Tabel 12
Figur 10 2.6 Forvarmning af emnet inden svejsning og flammeskæringPrincipper for forvarmning Forvarmning af emnet inden påbegyndelse af svejsningen eller anden termisk behandling bør, hvis andet ikke anbefales, ikke overstige 250°C. Dette gælder for alle ståltyper. Forvarmningen kan udføres med elektriske varmebælter eller med propangas. Der kan ligeledes anvendes en almindelig acetylen/oxygen svejse brænder. Man skal være opmærksom på den høje temperatur ved kerneflammen. Under opvarmningen bør der ikke lokalt tilføres emnet højere temperatur end den anbefalede arbejdstemperatur. Kontrol af temperaturer ved forvarmning Kontrol af temperaturen bør altid foretages på modsatte side af emnet i forhold til opvarmningssiden og da mindst 75 mm fra svejsefugen (se figur 9). Til kontrol af temperaturen kan anvendes elektroniske følere eller termochromstifter. Revnedannelse ved termisk skæring i stål Flammeskæring: Ved tildannelse af emner i stål ved hjælp af termisk skæring anvendes forhøjede arbejdstemperaturer, hvis det også kræves ved svejsning. Ved skæring i Hardox eller andet slidstærkt stål, som er sejhærdet, vil hårdheden aftage i Haz ca. 3-4 mm ind i grundmaterialet. For at undgå revnedannelse ved termisk skæring bør materialet forvarmes inden. 2.7 Udstyr og metoder til lysbuesvejsning2.7.1 Lysbuelængdens indflydelse på de elektriske værdierSvejsemaskinens statiske karakteristik. Lysbuelængdens betydning under svejseforløbet Ved manuel svejsning kan lysbuen ikke altid være nøjagtigt lige lang. Hver ændring i lysbuelængden fører til en ændring af de elektriske værdier:
Strømstyrkens indflydelse på varmetilførelsen Jo mindre strømstyrken svinger, desto mere regelmæssigt bliver svejseforløbet, da energitilførslen svinger med strømstyrken. For at undgå ændringer i strømstyrken må man kræve, at udstyr til manuel lysbuesvejsning ved en og samme indstilling giver mindst muligt udsving. Man kan ved måling på svejsemaskinen finde ud af, hvordan strømstyrken varierer for forskellige spændinger. 2.7.2 Varierende lysbuelængdeKonstant lysbuelængde Lysbuen kan for en given opgave kun holdes brændende inden for et bestemt interval. Den kan være lang eller kort, men kun inden for visse grænser. Hvis man prøver at gøre den for lang eller for kort, slukkes den. Svejsningen forløber bedst, når lysbuelængden er konstant inden for et givet arbejdsområde A/V. For at denne ændring kan give mindst mulig ændring i strømstyrken, ønskes den statiske karakteristik så stejlt faldende som muligt (se figur 10). 2.7.3 Måling af svejsemaskinens evne til at kunne svejse konstant, intermittensIsoleringens betydning for svejsemaskinens intermittens Når en svejsemaskine belastes, vil den opvarmes, og temperaturen vil stige. Opvarmningen skyldes modstanden i kobberviklingerne, magnetiseringstab og inducerede hvirvelstrømme i maskinens jerndele. De sidste søger man at begrænse ved at anvende mindst muligt jern samt ved at opdele transformerkernerne i lameller, der er indbyrdes isolerede. Desuden anvendes siliciumlegeret jernplade med stor specifik modstand, hvorved magnetiseringstabene nedsættes. Tidligere anvendte man papir eller bomuldsisolering i svejsemaskiner. Dette medførte imidlertid, at maskinerne måtte dimensioneres ekstra kraftigt. Endvidere måtte opvarmningen begrænses ved kunstig ventilation eller oliekøling, for at isoleringen ikke skulle blive ødelagt. Nu findes der isoleringsmaterialer, der tåler høj temperatur uden at ødelægges, eksempelvis glasbændeler og siliconelakker. Moderne svejsetransformere behøver derfor ikke at dimensioneres så kraftigt og kræver som regel ikke en kunstig afkøling. Hvad er intermittensen i forbindelse med svejsning. Udtryk for svejsemaskinens ydelse Intermittensen er et mål for belastningsperiodernes længde og hyppighed. Den defineres som lysbuens brændetid angivet i procent af svejsemaskinens arbejdstid. Hvis lysbuen ved maskinel svejsning er tændt hele tiden, kræves en intermittens på 100%. Ved manuel svejsning med beklædte elektroder er intermittensen noget lavere. Almindeligvis ligger intermittensen mellem 25 og 60%. Det indebærer, at svejsemaskinen ved manuel svejsning kun belastes i 25 til 60% af den totale arbejdstid. Resten af tiden går til: Elektrodeskift I denne tid går maskinen i tomgang, hvilket kun medfører ringe opvarmning. Beregning af svejsemaskinens virkningsgrad I Danmark måles intermittensen over en periode på 10 minutter. Hvis en svejsemaskine kan belastes med 200 ampere (A) i 10 min, uden pauser, betyder det, at svejsemaskinen har en intermittens på 100%, ved en svejsestrøm på 200 A. Maskinen afprøves ved at måle dens temperaturstigning. Under de nævnte belastningsforhold bliver svejsemaskinen ikke opvarmet mere, end den kan tåle, inden isolering i kerne og viklinger smelter. Ved 100% intermittens kan maskinen svejse kontinuerligt. 2.7.4 Mærkning af svejsemaskinerValg af svejsemaskine i forhold til intermittensen Efter det danske Stærkstrømsreglement skal alle svejsemaskiner være forsynet med en mærkeplade, der bl.a. angiver intermittensfaktoren og den tilladte maksimale belastningsstrøm. Da en svejsemaskine oftest har forskellig intermittens ved forskellige belastninger, kan der på mærkepladen være anført flere forskellige værdier, fx 230 A ved 32 V = 100% samt 300 A ved 35 V = 60%. Ved køb af svejsemaskiner bør man sikre sig, at maskinen yder den fornødne strøm ved den intermittens, der bliver aktuel under svejsearbejdet. Ved maskinel svejsning må der kun regnes med 100% værdien, hvorimod man ved manuel lysbuesvejsning kan regne med 60% værdien eller noget højere strømstyrke i en kortere periode. Ved hæftning eller reparationssvejsning, kan man ofte nøjes med en intermittens på 30% eller lavere. 2.7.5 Hvordan sikres kvaliteten af svejsearbejdetKvalitetsstyring generelt DS/EN 729-1 Ved svejsning af stålrør er det ofte en nødvendighed at kunne styre svejsearbejdet inden for små tolerancer for at opnå den ønskede kvalitet. DS/EN 729-4 kan i den forbindelse anvendes af virksomheden, som er beskæftiget med svejsning af stålkonstruktioner. Kontrol er ikke kvalitet Kontrol kan ikke tilføre produktet kvalitet, kvalitet kan kun tilføres produktet ved, at arbejdet fra start til slut udføres efter specificerede velovervejede handlinger, et ansvar som påhviler arbejdslederen, og dem der udfører arbejdet. 2.7.6 Kvalitetsniveauer for lysbuesvejste samlinger i stålTolerancer for udførelse af svejsninger Vejledning og tolerancer for svejsefejl i.h.t. DS/EN 25817. Denne standard gælder for alle svejste samlinger i stål og definerer 3 niveauer: B = Skærpet, C = mellemliggende og D = Moderat. Standarden gælder generelt for alle produktformer og samlingstyper i materialetykkelser >3<63 mm. Udsnittet af standarden viser dens opbygning (Se Figur 11)
Tolerancerne er beskrevet generelt, så de kan anvendes på alle sømtykkelser, materialetykkelser og produktformer. Symbolforklaringer (DS/EN 25817) Hver enkelt tolerance er ofte en lille ligning, hvor der skal indsættes nogle værdier i stedet for et bogstav. "Maks." værdierne anvendes kun, når summen af ligningen er større end den angivne maks. værdi, bogstaverne er forkortelse for.
Definition af korte og lange fejl For visse fejltyper accepteres kun, at fejlen har en begrænset udstrækning. Dette defineres som: Korte fejl = en fejl der ikke har en udstrækning på mere end 25% af svejsesømmens længde, hvis den totale længde er < 100 mm. Ellers må længden af fejlen ikke være > 25 mm/100 mm for et vilkårligt stykke af svejsningen. Lange fejl = kontinuerlige fejl/gennemgående. Figur 11
Figur 12 Er der tvivl om, hvilken kategori fejlen tilhører, kan der søges hjælp i DS/EN 26520, definitioner af fejl. Regler for bedømmelse af svejsefejl Hver enkelte fejltype bestemmes for sig, det endelige niveau fastlægges ud fra den laveste bedømmelse. Ligger nogle af fejlene uden for det krævede niveau, skal fejlen rettes, så den opfylder betingelserne for det krævede niveau. Hvis der skal udføres en omfattende reparation af en svejsning, er det nødvendigt at kontakte den ansvarlige for arbejdets udførelse, inden reparationen udføres. Hvis svejsesømmen skal vurderes af en uvildig kontrolinstans, er det vigtigt, at svejsesømmen er godkendt af svejseren, inden han forlader opgaven. I sidste ende er det svejseren, der har det fulde ansvar for kvaliteten af svejsningens udførelse. Tabel 13
* Bemærk at max arbejdstemperatur 760 - 870°C. Tabel 14
* Det har desværre ikke været muligt at gengive de ægte farver, der kan henvises til Tabellen Buch für Metalltechnik, side 141 Glühfarben von Stahl 2.8 Pålægning ved hjælp af hårdlodning med Acetylen og OxygenHårdlodning foregår, uden at grundmaterialet smeltes eller plastisk deformerer. Grundmaterialets temperatur ved lodning Hårdlodning foregår ved temperaturer omkring 600 - 900 °C og bindingen sker i bindingszonen, hvor loddet har "vædet" grundmaterialet og dannet binding i dettes yderste kornlag ved diffusion og adhæsion. I bindingszonen påføres grundmaterialet smeltet lod, når grundmaterialet har den rigtige temperatur, som skal modsvare loddets smeltepunkt, og helst ikke meget højere. Intervallet ligger typisk inden for 35 - 50 °C og kaldes loddeintervallet (se figur 12). For at opnå en god binding tilføres et flusmiddel, som skal fjerne oxider og forhindre dannelse af nye oxider. Lodning og brug af flusmiddel Flusmidlet er meget påvirkeligt med hensyn til overophedning, hvorved det skades og mister sin virkning, hvilket oftest bevirker, at loddet ikke opnår en tilfredsstillende binding til grundmaterialet. Grundlaget for loddet skal være metallisk rent, fri for fedt og maling, glødeskaller mm. Dette klarer flusmidlet ikke alene. Oftest er det opblandet på forhånd i loddet, men kan også tilføres separat på forskellige måder. Anvendelse af flusmiddel afhænger af produktet. Pålægning af skærende wolframkarbid Ved pålægning af borekroner og rør kræves ikke kun en hård overflade, der ønskes ligeledes en skærende effekt. Loddematrissernes kornstørrelse Til dette formål kan anvendes en loddematrice indeholdende Wolframkarbid i forskellige kornstørrelser fra 2 - 12 mm alt efter formålet. De leveres ofte i nogle standardstørrelser.
Figur 13
Figur 14 For at bedømme stålets temperatur findes nogle vejledende visuelle indikationer (se tabel 14). 2.9 Pålægning af hårdmetal på boreudstyr med lysbue svejseelektroderHårdpålægning anvendes, hvor der er ekstreme krav til slidstyrken. Selv om der anvendes slidstål, kan påvirkningerne af materialet kræve, at der sikres mod yderligere slid. Der kan ligeledes være tale om pålægning af materiale, som specielt er beregnet til at skære/bore i sten mm. Hårdpålægning ens egenskaber Pålægningen kan udføres som hårdlodning eller svejsning, alt efter hvilke egenskaber der ønskes. Hvilke produkter, der anvendes til den specifikke arbejdsopgave, afhænger i stor udstrækning af erfaring med pålægningsmetoden og udstyret, der er til rådighed, samt erfaringer med pålægningens kvalitet og holdbarhed. Det kræver nogen rutine og øvelse at udføre hårdpålægning i form af lodning eller svejsning. I det følgende afsnit beskrives nogle af de metoder, der kan anvendes. Pålægningsmetoder Hårdpålægning ved svejsning med lysbuesvejseelektroder vil altid indebære en stor risiko for revner. Ønskes stålets gode egenskaber bevaret, anbefales det at pålægge et mellemlag med en sej elektrode, eksempelvis en basisk og derefter en hårdpålægning, der ikke kræver yderligere varmebehandling. Risiko for revner og brud ved hårdpålægning Det er næsten umuligt at undgå mikrorevner ved hårdpålægning med lysbuesvejseelektroder. Tabel 15
Ved opsmeltningen af grundmaterialet vil der være stor risiko for, at disse revner forplanter sig ned i grundmaterialet med efterfølgende brud. Derfor er det vigtigt at undgå hårdpålægning i områder af konstruktionen, hvor der forekommer store mekaniske belastninger i form af træk, slag og vridninger. Inden hårdpålægningen er det nødvendigt, at emnet er metallisk rent mindst 20 mm. i området omkring pålægningen. Afrensning inden hårdpålægning Afrensningen kan foretages ved slibning, sandblæsning eller fræsning. Pålægningen kan foretages som lange kontinuerlige svejsestrenge, anvendes specielt til store flader, eller som punkter hvor der ønskes en lille varmepåvirkning af grundmaterialet. Hårdpålægning og forhøjede arbejdstemperaturer Ved svejsning og hårdlodning skal der ved hårdpålægning tages de samme forbehold vedrørende krav til forhøjede arbejdstemperaturer. Når pålægningen er udført, kan der efter 48 timers afkøling udføres en kontrol af overfladen for revner, enten i form af magnetpulver prøvning eller kapillarprøvning. Valg af hårdpålægningselektrode Elektrodens egenskaber vælges ud fra hvilken påvirkning materiellet udsættes for. Er det overfladeslid, vil det være naturligt at vælge en pålægning med egenskaber, der modsvarer dette. En belægning som har en ekstrem hård overflade, som kan beskytte grundmaterialet. Svejseudstyrets egnethed i forbindelse med magnetblæst Det er nødvendigt, når pålægningsmaterialet skal vælges at være opmærksom på, hvilket svejseudstyr der kræves, og hvad der er til rådighed. I de fleste tilfælde, når det drejer sig om elektroder til lysbuesvejsning, er det en fordel at vælge en svejsetransformator eller en svejseensretter. Transformatoren er at foretrække for at undgå magnetblæst (se figur 14). 2.9.1 Valg af tilsatsmateriale til hårdpålægningVed valg af tilsatsmateriale er det væsentligt at se på leverandørens produktbeskrivelse vedrørende hårdhed, legeringselementer samt svejseanvisninger. Valg af svejsemetode ved hårdpålægning Ved større og mange arbejdsopgaver kan det være en fordel at anvende en MAG svejsetråd enten pulverfyldt med beskyttelsesgas eller en uden beskyttelsesgas. Der findes mange tilsvarende produkter som modsvarer elektroderne. Vær opmærksom på røgudviklingen og røgklassificering, mange af disse tilsatsmaterialer er klassificeret i røgklasse 7 eller højere. 2.9.2 Svejsning af stålforerørKrav til svejsning af stålforerør Ved svejsning af forerør er det vigtigt at være opmærksom på, om det er en blivende sammenføjning, der skal holde til en del belastning. Svejsningen skal være tæt uden revner og andre defekter. Dette stiller krav til svejseren. Svejsesømmen kan være udført til karakter C. visuelt bedømt i henhold til DS/EN 25817. Hvis der er skærpede krav til svejsningen, bør den visuelle bedømmelse følges op af ultralyd eller røntgenundersøgelse. Kravene til udførelsen kan strammes til niveau B. med 100% kontrol. Svejseren bør være i besiddelse af et gyldigt svejsecertifikat i henhold til DS/EN 287.1. Arbejdet udføres ifølge en godkendt svejseprocedure i henhold til DS/EN 288-1 og 288-3, eller hvad der yderligere kræves af myndigheder og bygherre. 2.10 Sikkerhed og miljø2.10.1 Faren ved den elektriske strømSikkerhed ved svejsning under særlige forhold Svejsemaskinen tilsluttes kraftnettet med 220 V eller 380 V spænding (primærstrømmen). Stikkontakten og primærkablet skal derfor være hele og med ubeskadiget isolation. Heri adskiller svejsemaskinerne sig ikke fra værkstedets øvrige elektriske maskiner. Men det er ikke længere tilladt at anvende svejsetransformatorer uden sikkerhedsrelæ. Undtaget ved arbejde i svejseværksteder, hvor svejseren hele tiden står på et tørt gulv. Under andre, såkaldt særlige arbejdsforhold, må der kun anvendes svejseensrettere med jævnstrøm med rippelspænding under 10%, eller svejsetransformatorer med sikkerhedsrelæ. Det fungerer normalt på den måde, at transformerens tomgangsspænding ændres til en jævnspænding. Så snart lysbuen tænder, skifter maskinen automatisk til vekselspænding, og så snart lysbuen slukker, skiftes til jævnspænding igen. Isolering af svejsekabler Man bør altid være opmærksom på, om primærkablets gummiisolation er slidt ved indføringen i maskinen. Hvis dette er tilfældet, kan primærstrømmen overføres til maskinens stålkasse og give anledning til livsfare. Flyt derfor aldrig maskinen ved at trække i kablerne. Er isolationen beskadiget bør elektrikeren tilkaldes. Kroppens elektriske modstandskraft På svejsesiden (sekundærsiden) er spændingen meget lavere, som regel under 70 V, hvorfor det under normale forhold ikke er livsfarligt for svejseren at få svejsestrømmen igennem sig. Såfremt svejseren er svedig eller våd, eller står på et fugtigt gulv eller på fugtig jord, bliver den elektriske modstand dog så lav, at en relativ stor strøm kan passere gennem hans krop, hvorved han udsættes for fare. Det er derfor vigtigt, at man ved svejsning anvender en tør og ubeskadiget påklædning samt gummistøvler eller i hvert fald sko med hele gummisåler Svejsehandskerne skal også være hele og tørre. Desuden bør der kun anvendes helisolerede svejsetænger med fejlfri isolation. Ofte ser man en svejser holde svejsetangen fast i armhulen, medens han afslagger eller flytter på arbejdsstykket. Er han fugtig under armene, kan denne uvane være livsfarlig. Hvis man trods alt får strømmen igennem sig, og på grund af muskelkrampe ikke kan slippe kontakten gennem hånden, kan man afbryde strømmen ved at træde op på noget isolerende kabel. I andre tilfælde vil det hjælpe, blot at lade elektroden berøre arbejdsstykket, hvorved strømkredsen kortsluttes, og spændingen falder til nul. 2.10.2 Røg- og gasudviklingKrav til analyse af svejserøg Svejserens miljø ofres nu betydelig opmærksomhed. Der findes i tilsatsmaterialer, elektroder og pulver samt i grundmaterialer og overfladebelægninger stoffer, som kan være sundhedsskadelige ved langvarig påvirkning i for store doser. Direktoratet for Arbejdstilsynet forlanger, at værkstederne ved analyse af indåndingsluft skal eftervise, at indholdet af sådanne stoffer er lavt og i overensstemmelse med gældende bestemmelser. Fjernelse af svejserøg For at undgå at fjerne store mængder af luft eksempelvis gennem store tagventilatorer anbefales det, at man anvender en såkaldt punktudsugning. Den suger røgen væk, der hvor den opstår, og så vidt muligt inden den blander sig med den omgivende luft. Fjern røgen inden den når frem til svejserens åndedrætsorganer. Punktudsugning Til punktudsugning behøver man et kraftigt sug med en forholdsvis lille luftmængde. Man kan ved mindre behov og ønske om stor bevægelighed anvende små enkeltsugere til at levere sugekraften. Ved udsugning på faste arbejdspladser foretrækker man ofte en type af punktudsugning med svingbar snabel og vægophæng. 2.10.3 StrålingsfarenMærkning af svejseglas Den elektriske lysbue udstråler et meget kraftigt lys som er skadeligt for øjenene. Man bør derfor aldrig se direkte på lysbuen, men skal altid benytte en svejseskærm, hvori er anbragt et farvet svejseglas til beskyttelse af øjnene. Svejseglasset skal være godkendt og mærket med en tæthedsgrad. Tæthedsgraden er angivet i henhold til en tysk norm DIN.4647. Angivelsen af værdierne er fra 7 - 13, hvor 13 er det mørkeste. Anvend et glas, der gør, at øjne ikke virker trætte og blændede. Lad være med at bruge en svejseskærm, hvor glasset er revnet. Udskift det straks med et helt og fejlfrit glas. Ultraviolet lys og svejseøjne Svejselys kan som bekendt give svejseøjne, hvis man ikke beskytter sig. Med en attest fra Direktoratet for Arbejdstilsynet, kan man købe smertestillende CINCAIN øjensalve på apoteket. Eller det kan rekvireres hos egen læge. En kapsel indeholder tilstrækkeligt salve til begge øjne. 2.10.4 BrandfarenForebyggelse af brand i forbindelse med svejsning Det burde være unødvendigt at nævne, at gnister og sprøjt fra lysbuesvejsning og gasskæring kan anstifte brand. Til trods herfor hører man ofte om brande på grund af svejsning og flammeskæring. Svejs derfor aldrig i lader, på hølofter, eller hvor der ligger brændbart materiale i nærheden af svejsestedet. Foretag eventuelt en afdækning med våde sække. Skal man svejse, hvor der er trægulv, bør der dækkes af med våde sække, da gnisterne kan gemme sig i sprækkerne mellem gulvbrædderne og antænde disse. Svejs aldrig på en beholder, der indeholder eller har indeholdt brændbare væsker. Tøm først beholderen helt og fyld den med vand, før svejsningen påbegyndes. Utilsigtede strøm-kredsløb En mindre iøjnefaldende, men dog alvorlig brandfare findes ved de dårlige kabelforbindelser, hvor strømmen kan udvikle så megen varme, at der kan ske en antændelse. Sørg for, at det elektriske kredsløb ikke hindres. Specielt bør man sørge for, at jordklemmen er anbragt rigtigt, da strømmen ellers kan søge en anden vej tilbage til svejsemaskinen og ved eventuelle dårlige forbindelser udvikle varme og anstifte brand. Man siger, at strømmen vagabonderer. Vagabonderende strøm kan også være livsfarlig for husdyrene. 2.10.5 Sikkerhed ved anvendelse af trykflaskerBehandling af trykflasker
Beskyttelse mod opvarmning
Flaskeventiler
Reparation og adskillelse Reparer eller adskil aldrig flaskeventilerne på oxygen- og acetylenflasker. Trykluft - Oxygen Af hensyn til eksplosionsfaren brug da aldrig oxygen som erstatning for trykluft. Behandling af udefra opvarmede flasker
Behandling af opvarmede flasker
Flasker, der er fjernet fra varmekilde
Behandling af beskadigede og nedkølede flasker
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
