Elektroobločno varjenje

Vir: J. Dovjak

Elektroobločno varjenje je postopek obdelave z dodajanjem materiala, pri katerem spojimo dva jeklena kosa v celoto. To je najbolj poznan in razširjen način spajanja, ki ga lahko brez težav uporabljamo v industriji in domači delavnici. Postopek varjenja je dokaj enostaven in se ga lahko z malo truda hitro priučimo.

Orodje za varjenje

Kakšno orodje potrebujemo? Najpomembnejši in najdražji del opreme je varilni transformator. To je poseben transformator, ki zniža omrežno napetost (220V ali 380V) na nižjo vrednost, hkrati pa daje na sekundarnem navitju močan tok.

Na izhodu ima vsak varilni transformator možnost nastavitve varilnega toka. Nastavitev toka je lahko stopenjska (s posebnim stikalom izbiramo želeno vrednost toka) ali brezstopenjska. Pri brezstopenjski nastavitvi s posebnim vijačnim mehanizmom primikamo ali odmikamo kotvo in s tem spreminjamo magnetni fluks v transformatorjevem jedru. Posledica je sprememba izhodnega toka. Brezstopenjska nastavitev toka je boljša, vendar je cena takega aparata višja.

Vsak varilni transformator ima poleg priključka na električno omrežje še dva izhoda. Na prvem so nameščene posebne klešče, s katerimi primemo elektrodo, drugi pa je tako imenovana »masa«. Slednji prikluček pritrdimo na kos, ki ga varimo.

Orodje za električno varjenje je zelo zanesljivo in ga le z malo vzdrževanja in pozornosti lahko uporabljamo zelo dolgo. Orodje s slike je v precej pogosti uporabi prek dvajset let.Transformatorski kabli so debeli, ker po njih med varjenjem teče zeko velik tok. Varilni tok moramo nastaviti pred pričetkom dela in je odvisen od:

• premera elektrode,
• vrste elektrode,
• vrste in oblike zvara,
• vrste spoja,
• izurjenosti varilca,
• pozicije varjenja,
• hitrosti dela.

.

Za lažjo izbiro je vsak zavitek elektrod opremljen s tabelo, v kateri so napisane priporočene vrednosti toka.

Izurjeni varilci lahko varijo z nižjim tokom brez bojazni, da bi se jim elektroda prilepila za varjenec. Manj izkušeni pa bodo potrebovali (v začetku) malo večji tok.

Priprava varjenca za varjenje

Pred varjenjem moramo varjenec primerno pripraviti. Površine očistimo rje in maščob. Material na mestu zvara poševno obrusimo, da naredimo prostor za zvar. To pride v poštev le pri debelejših pločevinah (3 - 12 mm), tanjših pločevin za varjenje ni treba posebej pripravljati.

Najpogostejše vrste varjenih spojev so SOLEŽNI spoj, PREKLOPNI spoj, KOTNI L spoj in KOTNI T spoj.

Struktura in lastnosti zvara

Kot vsak material je tudi jeklo sestavljeno iz molekul in atomov. Ti tvorijo kristalna zrna različnih oblik in velikosti, kar je odvisno od načina predelave. Oblika in velikost kristalov določajo lastnosti materiala, kot so trdnost, trdota, žilavost in podobno.

Za ugotavljanje lastnosti zvarjenega spoja moramo zvar pregledati pod mikroskopom. V ta namen je treba zvarjeno mesto prerezati pravokotno na smer varjenja. Prerezano ploskev obrusimo, spoliramo in nato jedkamo. Jedkalno sredstvo nažre stična mesta med kristali. S tem struktura materiala postane vidna. Pod mikroskopom opazimo, da je zvarjeni spoj sestavljen iz zvara in pasu vnosa toplote v material.

Jeklo ima normalno finozrnato strukturo kristalnih zrn. Pri varjenju se z vnosom toplote struktura kristalnih zrn spremeni, s tem pa se spremenijo tudi mehanske lastnosti. Sam zvar ima dokaj homogeno strukturo. Na obeh straneh zvara je pas vnosa toplote. V tej coni je kristalna struktura neenakomerna, zato je to trdnostno najslabše mesto varjenega spoja. Med varjenjem moramo paziti, da vnesemo v zvarjeni spoj čimmanj toplote. S tem zožamo pas taljenja materiala.

Varjenje

Na začetku varjenja moramo vzpostaviti električni oblok med koncem elektrode in varjencem. Da to dosežemo, prislonimo konec elektrode na varjenec in ko se oblok prižge, elektrodo rahlo odmaknemo. Konec elektrode naj bo približno za premer elektrode odmaknjen od varjenca. Električni oblok daje toploto, ki je potrebna, da se stalita elektroda in varjenec.

Kjer je ogenj, sta poleg toplote tudi svetloba in dim. Svetloba električnega obloka je zelo močna in očem škodljiva. Oči si zaščitimo z masko (ščitnikom), ki ima vdelano zatemnjeno steklo. Zatemnjenost stekla je odvisna od uporabljenega varilnega toka, zato moramo biti pri nakupu pozorni na to podrobnost. Skozi masko lahko brez nevarnosti opazujemo, kako se mešata raztaljena materiala elektrode in varjenca.

Poleg varilnega transformatorja in zaščitne maske za varjenje potrebujemo tudi ustrezne elektrode. Včasih so uporabljali gole elektrode, ki jih zdaj uporabljajo le še pri avtogenem varjenju in lotanju. Za električno varjenje uporabljamo oplaščene elektrode. Plašč sestavljajo različni minerali in dodatki, ki so lahko kisli, bazični ali nevtralni in so namenjeni za poboljšanje kakovosti zvara.

Med varjenjem se plašč tali skupaj s kovinskim jedrom. Pri tem se sproščajo plini, ki preprečujejo oksidacijo zvara. Dodatki v plašču legirajo in dezoksidirajo osnovni material elektrode in s tem poboljšalo mehanske lastnosti zvara. Plašč hkrati stabilizira električni oblok (oblok laže zagori in material elektrode ne brizga po varjencu). Elektroda se med varjenjem tali in krajša, zato jo moramo počasi spuščati proti varjencu, da ostane oddaljenost med koncem elektrode in varjencem vedno enaka. Kot med varjencem in elektrodo je približno 70 stopinj. Z nagibanjem elektrode in njeno oddaljenostjo od varjenca lahko spreminjamo globino taljenja varjenca (dosežemo globlji ali bolj plitek zvar). Pri tem moramo paziti, da ne prežgemo materiala, ki ga varimo. To se neizkušenemu varilcu lahko kaj hitro zgodi. Tako napako popravimo tako, da zmanjšamo varilni tok in nastalo luknjo zapolnimo. Zvar nato dobro očistimo in prevarimo.

Raztaljeni plašč tvori na površini zvara žlindro. Ohlajena žlindra se strdi in prepreči hitro ohlajevanje zvara. S tem se zmanjšajo notranje napetosti na mestu zvara. Zaradi visoke temperature so notranje napetosti kljub temu zelo visoke. Isto velja tudi za deformacije, zato moramo paziti, da material čimmanj segrejemo. To dosežemo s postopnim varjenjem. Nikoli ne varimo dolgega zvara naenkrat v enem kosu.

Pri varjenju raznih cevi in profilov je treba na zgornji strani spajana dela samo pripeti s kratkim varom (pripikati), spoj obrniti in na nasprotni strani potegniti cel var. Na ta način preprečimo, da bi se spoj na nasprotni strani varjenja odpiral.

Pri bolj zapleteni konstrukciji je treba pripreti vse spoje, nato pa spoj po spoju zavariti, toda tako da vedno potegnemo le po en var na vsakem spoju. Tako obdelamo spoje zapovrstjo, nato pa se vrnemo na prvi spoj in obdelamo naslednji var ... Na ta način preprečimo prekomerno pregrevanje posameznega spoja, zvijanje materiala in prevelike notranje napetosti.

Nastalo žlindro po varjenju odstranimo s površine zvara z rahlimi udarci kladiva (kladivce za odstranjevanje žlindre). Zvar očistimo z žično ščetko in po potrebi zbrusimo ali spilimo. Dober zvar je lep na pogled in ga ni treba dodatno obdelovati.

Vsak začetek je težak in prvi zvari so ponavadi slabi in grdi na pogled. Naj vam ne zmanjka poguma in volje. Predlagam, da najprej za vajo naredite nekaj zvarov na ravni pločevini. S tem se boste privadili na delo in dobili občutek za držanje in vodenje elektrode. Ko boste z delom zadovoljni, se lotite bolj zahtevnih zvarov.