materijali,obrada,rezanje i opcenito o njima

OBRADA MATERIJALA I

2 . 4 . 18 .

zanimanje 010104 - strojarski tehniar

II. dio dipl. ing. strojarstva Ivo Slade

Obrada materijala 1 - ll dio

I.tehnika kola TESLA Slade Ivo 2

SADRAJ Obrada materijala I drugi dio

7. Obrada deformacijom .............................................................................................. 4 7.1 Karakteristike obrade deformacijom ................................................................... 4 7.2 Podjela obrade materijala bez odvajanja estica ............................................... 6 7.3 Kovanje .............................................................................................................. 6

7.3.1 Slobodno kovanje ....................................................................................... 7 7.3.2 Kovanje u ukovnjima ................................................................................... 9 7.3.3 Strojevi za kovanje ...................................................................................... 10 7.3.4 Pitanja ......................................................................................................... 11

7.4 Valjanje 7.4.1 Valjanje ........................................................................................................ 12 7.4.2 Valjaoniki proizvodi .................................................................................... 14 7.4.3 Valjaoniki stanovi ........................................................................................ 15 7.4.4 Valjanje cijevi ................................................................................................ 18 7.4.5 Pitanja .......................................................................................................... 21

7.5 Savijanje ............................................................................................................. 22 7.5.1 Kutno savijanje lima ...................................................................................... 23 7.5.2 Profilno savijanje lima .................................................................................... 25 7.5.3 Profili dobiveni hladnim valjanjem ................................................................. 26 7.5.4 Tlaenje lima na rotacionu ablonu ............................................................... 27 7.5.5 Formiranje oblika rastezanjem ...................................................................... 28 7.5.6 Kruno savijanje lima .................................................................................... 29 7.5.6.1 Savijanje s tri valjka ................................................................................... 29

7.5.6.2 Savijanje s etiri valjka .............................................................................. 30 7.5.7 Pitanja ............................................................................................................ 31

7.6 Provlaenje 7.7 Izvlaenje 7.8 7.9 Istiskivanje 7.10 Sabijanje 7.11 Utiskivanje 7.12 duboko vuenje



8 Zavarivanje, lemljenje, lijepljenje 8.1 Lemlljnje ................................................................... 4

8.1.1 Spojevi kod lemljenja ...................................................................................... 23 8.1.2 Alati za runo lemljenje .................................................................................. 23 8.1.3 Pitanja .................................................................................................... 23

8.2 Zavarivanje ................................................................... 4 8.2.1 Zavarljivost ................................................................................................. 23 8.2.2 Podjela zavarivanja .................................................................................. 23 8.2.3 Plinsko zavarivanje...................................................................................... 23

8.2.3.1 Naini spajanja .................................................................................. 23 8.2.3.2 Siguran rad kod plinskg zavarivanja .................................................... 23 8.2.3.3 Pitanja ............................................................................................... 23

8.2.2 Elektroluno zavarivanje REL EPP MIG MAG TIG...................................................................................... 23

8.2.3 Elektootporno zavarivanje Tokasto Tupo

8.2.4 Specijalna zavarivanja

8.3 Lijepljenje

9 Organizacija proizvodnje 9.2 Pregled organizacije proizvodnje 9.3 Tehniko tehnoloka dokumentacija 9.4 Odravanje alata i strojeva

10 Literatura



Hookov dijagram za razliite metale

Jaa plastina deformacija rezultira produljenjem zrna uzdu smjera djelovanja primjenjenog naprezanja

Promjene u mikrostrukturi nakon plastine obrade

7. Obrada deformacijom

Obrada materijala je promjena oblika, dimenzija ili svojstava koja se moe obaviti na dva naina: - Obrada odvajanjem estica pri kojoj se otkidaju sitne estice materijala kako bi se dobio novi proizvod drugih dimenzija, manjeg volumena i smanjene teine. - Obrada bez odvajanja estica - gdje se posrednim ili neposrednim djelovanjem vanjske sile sirovac preraduje u proizvod eljena oblika i dimenzija. Moe biti u toplom ili hladnom stanju. Volumen i teina novog proizvoda je ista kao i volumen i teina sirovca.

Tehniki postupci oblikovanja proizvoda obradom bez odvajanja estica su zasnovani na svojstvu plastinosti materijala.

7.1 Karakteristike obrade deformacijom

Plastina svojstva materijala

Vanjske sile koje djeluju na neko tijelo mijenjau dimenzije i oblik tog tijela. Promjena oblika moe biti elastina ili plastina tj. promjene se sastoje od povratnih ili elastinih deformacija i nepovratnih ili plastinih deformacija Kod elastine promjene oblika, po prestanku djalovanja vanjske sile, obradak se vraa u prvobitan oblik u tijelu su se pojavile elastine deformacije koje nestaju prestankom uzroka deformiranja. Plastine deformacije uzrokuju promjenu izgleda obratka. Sile su tako velike da prelaze izdrljivost materijala i sirovac se poinje mijenjati. Materijal pod djelovanjem velike sile poinje tei i dolazi do promjene oblika. Promjene oblika i dimenzija povezane su u mikrostrukturi materijala sa promjenom kristalita i kristalnih reetaka, te zbog toga i promjena mehaniko fizikih svojstava materijala

Sve te promjene ovise o: - stupnju deformacije - brzini deformacije - temperaturi

Stupanj deformacije se prikazije Hookeovim dijagramom gdje su: Granica proporcionalnosti P Granica elastinosti E Granica teenja T Granica vrstoe M Granica loma L



Standardne epruvete za mjerenje vlane vrstoe

Kontrakcija (smanjenje) presjeka zbog maksimalne sile

Kidallica za ispitivanje vlane vrstoe

Hookeov dijagram je konvencionalni dijagram rastezanja i sabijanja materijala = E * - naprezanje (N/mm2) E - Joungov modul elastinosti - stupanj deformacije

= (lo - l1) / lo stupanj deformacije (istezanja ili sabijanja)

Ispitivanje materijala na rastezanje odnosno ispitivanje vlane vrstoe je osnovno mehaniko svojstvo na temelju kojeg se vrednuju materijali. Obavlja se na specijalno tokarenim epruvetama Hookeov zakon vrijedi u podruju proporcionalnosti do P. Nakon prestanka djelovanja sile materijal se vraa u prvobitno stanje. Malo iznad granice proporcionalnosti nalazi se granica elastinosti E i predstavlja najvie naprezanje do kojeg se epruveta (materijal) ponaa elastino. Granica teenja T je ono naprezanje kod kojeg se materijal poinje produljivati bez poveanja naprezanja. Poveanjem sile naprezanje raste, deformacija se poveava i rezultat toga je ovrenje materijala. To se deava do M granice vrstoe odnosno to je naprezanje pri maksimalnoj sili nije maksimalno naprezanje. Tada se naglo poinje epruveta produljivati i smanjivati presjek. Maksimalna sila pada, a naprezanje raste dok ne doe do loma epruvete i maksimalno naprezanje se ovdje naziva lomno naprezanje L.

Brzina deformacije je vana veliina koja utjee na obradu materijala prilikom plastine deformacije. Poveanjem brzine deformacije kod hladne deformacije dolazi do ovrenja materijala. Posljedica toga je poveanje naprezanja kod teenje materijala, veliki otpor deformiranju, i smanjenje deformabilnosti.

= / = Val / h

brzina deformacije - stupanj deformacije - vremenski period vAL brzina alata h

visina (duljina) obratka

Brzina deformacije je kvocijent trenutne brzine alata vAL i trenutne visine obratka h.

Ovisnost poveanja otpora deformaciji pri poveanju brzine deformacije



Kovaka vatra kod runog kovanja

Mjeh za raspirivanje vatre

Kovaki nakovanj

Kovaki kripac

eki za kovanje - razne forme

7.2 Obrada materijala bez odvajanja estice

Obrada bez odvajana estica ima vie podskupina. Jedan od postupaka obrade materijala bez odvajanja estice je plastina obrada materijala. Ona se moe podijeliti prema postupku na slijedei nain (neki od postupaka): - kovanje - duboko vuenje - valjanje - savijanje - provlaenje - izvlaenje - sabijanje - preanje - utiskivanje - istiskivanje .....

7.3 Kovanje Kovanje je obrada materijala bez odvajanja estica kod koje se promjena oblika i dimenzija vri udarcima bata po otkivku koji je poloen na nakovanj. Obrada je ee u toplom stanju, ali moe biti i u hladnom stanju. Prema naini na koji se obavlja preoblikovanje postoji:

- Runo kovanje - Strojno kovanje

Runo kovanje Runo kovanje je postupak preoblikovanja materijala udarcima kovakog ekia po otkivku. Otkivak se zagrije u kovakoj vatri do bijelog sjaja. Kovakim kljetima se vadi iz vatre i polae na nakovanj. Otkivak polako mijenja oblik i dimenzije pod udarcima ekia. Tonost dimenzija, oblika, kvaliteta proizvoda i koliina ovise iskljuivo o preciznosti i iskustvu kovaa.

Strojno kovanje Moderniji nain kovanja omoguava kovanje od najmanjih otkivaka do ekstremno velikih. Dimenzije otkivka ovise samo o veliini stroja. Postupak moe biti u toplom i hladnom stanju. Za kovanje u toplom stanju u procesu proizvodnje potrebne su i kovake pei.

Runo ili strojno kovanje moe bit

- slobodno ili

- u ukovnjima



Slobodno kovanje u toplom stanju

Postupak sabijanja kovanjem

Slobodno kovanje bez kalupa - iskivanje

7.3.1 Slobodno kovanje

se odvija bez primjene kalupa. Osnovne vrste slobodnog kovanja su:

- sabijanje

- iskivanje i raskivanje

- zasjecanje

- probijanje

- savijanje

1.1 Sabijanje je postupak slobodnog kovanja kod kojeg se visina otkivka smanjuje a povaava baza. Uvjet je da omjer visine i promjera baze ne bude vei od 3 ( h



Zatvorena i otvorena limenka. Zasjecanjem je oslabljen materijal da se otvori na predvienom mjestu

Batovi (alat) za probijanje otkivka

Kovanje savijanjem u toplom stanju

1.3 Zasjecanje je izrada prizmatinih utora u otkivku radi daljnjeg lakeg odvajanja materijala

Zasjecanje povrine skalpela radi lakeg i pravilnog loma nakon zatupljenja

Veliki zasjeci dobiveni kovanjem

1.4 Probijanje kod kovanja je izrada rupe bilo kakvog oblika u otkivku.

Slobodno kovanje - probijena rupa u

otkivcima

1.5 Savijanje je kod slobodnog kovanja najee primjenjeni postupak izrade otkivaka za velikoserijsku i masovnu proizvodnju.

Kovanje savijanjem u hladnom stanju



Ukovanj za kovanje viljukastog kljua sa otkivcima

Otkivci izvaeni iz ukovnja

Otkivci konusnih zupanika

Otkivci dobiveni hladnim kovanjem u ukovnjima

7.3.2 Kovanje u ukovnjima

Princip kovanja u ukovnjima sastoji se u nekoliko faza. Otkivak se najprije zagrije na potrebnu temperaturu, zatim se postavi u ukovanj. Nakon odaranja bata kovakog stroja materijal se preoblikuje prema kalupnoj upljini. Potrebno je tono odrediti volumen sirovca, kako ne bi dolo do pojave neispunjenja ukovnja. Ako postoji viak materijala, on se prelije u slobodni prostor oko kalupne upljine nastaje srh koji se kasnije odvaja, ali garantira potpuno ispunjenje upljine ukovnja

Kovanje u ukovnjima se dijeli na:

2.1 jednofazne ukovnje gdje se sirovac stavlja u ukovanj, bat udara te otkivak poprima zavrni izgled. Zo su jednostavniji otkivcu za iju je izradu dovoljna jedna faza.

-

Vaenje otkivka iz jednofaznog ukovnja

2.1 viefazne ukovnje gdje sirovac mijenja dvali vie ukovanja kako bi poprimio zavrni izgled. Otkivci su komplicirani i zahtjeva se poveana tonost

Sirovac , tri meufaze i konani izgled otkivka (koljenasto vratilo)



Vertikalne hidraullike pree sa dvoradnim cilindrom

Frikcijska prea

Ekscentar prea

7.3.3 Kovaki strojevi

U osnovi se strojevi za kovanje dijele na: - batove - pree - horizontalna kovaka prea

Batovi i pree se razlikuju u kinematici alata. Dok batovi udaraju o otkivak ili ukovanj velikom brzinom i mijenjaju oblik udarcima, dotle pree postepeno tlae otkivke (otpreske) ili ukovnje. Koji stroj e se upotrijebiti ovisi o karakteristikama materijala koji se obrauje. Neki materijali podnose nagle promjene i brze udarce, dok drugi materijali pri takvoj obradi pucaju i nisu za daljnje koritenje. Ti materijali se moraju postepeno preoblikovati i podobni su za obradu preama

Prema izvedbi batovi mogu biti:

- mehanki - perni bat, poluni bat - bat na dasku, lanac, remen

perni bat

- pneumatski - jednoradni pneumatski bat - dvoradni pneumatski bat - protuudarni pneumatski bat

Jednoradni i dvoradni pneumatski bat

- i parni

Parni bat

Pree mogu biti:

- mehanike - tarne (frikcijske) - koljenaste (ekscentar)

- hidraulike

U dananje vrijeme pojavljuju se nove kombinacije batova i prea npr elektro hidrauliki bat, visoko precizne pree,...



7.3.4 PITANJA

1. to je obrada odvajanjem estice ? 2. to je obrada bez odvajanja estice ? 3. Kakve se promjene odvijaju na obratku pod utjecajem vanjske sile ? 4. to su plastine deformacije na obratku ? 5. to su elastine deformacije na obratku ? 6. to je Hookeov dijagram i to kazuje ? 7. emu slui vlano ispitivanje materijala ? 8. to je granica proporcionalnosti P ? 9. to je granica elastinosti E ? 10. to je granica teenja T ? 11. to je granica vrstoe M ? 12. to je granica loma L? 13. Koji su parametri o kojima ovisi plastina deformacija ? 14. to je kovanja ? 15. Kako se kovanje dijeli ? 16. Koji alati i naprave su potrebni kod runog kovanja ? 17. Koje se podvrste slobodnog kovanja ? 18. to je sabijanje ? 19. to je iskivanje, a to raskovanje ? 20. to je zasjecanje ? 21. to je probijanje ? 22. to je savijanje ? 23. Kako se dijeli kovanje u ukovnjima ? 24. Kakvo je viefazno kovanje u ukovnjima ? 25. Koji su alati potrebni za strojno kovanje ? 26. to su batovi ? 27. to su pree ? 28. U emu je razlika izmeu batova i prea ? 29. Kakvih vrsta batova ima ? 30. Kako se dijele pree ?



Princip valjanja metala

Reverzibilno valjanje profila u toplom stanju kroz profilne valke u 5 faza.

7.4 Valjanje

Od svih postupaka plastine deformacije, najveu primjenu ima valjanje. Postupak zapoinje valjanjem ingota u poluproizvode.

Valjanje je postupak oblikovanja metala deformiranjem kod kojega sirovac (ingot) prolazi izmeu dva suprotno rotirajua valjka. Time se smanjuje debljina obratka (presjek) i poveava duljina, odnosno daje mu se potrebni oblik. Tijekom valjanja takoer se obratku poboljavaju mehanika svojstava.

Dok obradak prolazi izmeu valjaka dolazi do deformiranja materijala. U zoni deformacije materijal ne prolazi svugdje istom brzinom kojom rotiraju valjci. Obodna brzina valjka moe biti vea, ista ili sporija od brzine prolaza materijala u zoni deformacije.

Ovisno da li se valja u hladnom ili toplom stanju zona deformacije se sastoji (u hladnom stanju) od - Zone zaostajanja gdje je brzina prolaza materijala V0Vw od obodne brzine valjaka

Kod valjanja u toplom stanju pojavljuje se umjesto neutralne ravnine zona ljepljenja zona u kojoj se zagrijani obradak zalijepi za valjak. Tu je brzina teenja materijala izmeu valjaka jednak obodnoj brzini valjka

Valjanje trake u toplom stanju kroz duo valjke



Popreno valjanje (navoja)

Popreno profilno valjanje

Popreno valjanje zupanika

Uzduno valjanje lima

Uzduno valjanje slaba

Valjati se moe u toplom i hladnom stanju.

- Materijali veeg presjeka valjaju se preteno u toplom stanju, zbog vee plastinosti i mogunosti puno veih redukcija presjeka, te manjih sila i manjeg utroka rada

- Materijali manjeg presjeka valjaju se preteno u hladnom stanju, jer se postie glaa povrina, ua tolerancija i vea tvrdoa materijala.

Valjanje se moe podijelliti na vie naina.

Postupci valjanja - podjela prema ulazu obratka meu valjke:

- Uzduno valjanje - kod kojeg sirovac ulazi meu suprotno rotirajue valjke. Ovim se postupkom smanjuje visina, a poveava duljina obratka. Presjek obratka daje razmak izmeu valjaka (kalibrira se). Stupanj redukcije se definira izrazom:

R = 100% * (H H0)/H0

- Popreno valjanje kod kojeg se valjci okreu u istom smjeru, a obradak se posebnom napravom dri u zahvatu. Sama plastina deformacija nastaje na obodu obratka uzdu osi rotacije. Poprenim valjanjem proizvode se rotacijski profili.

- Koso valjanje kod kojeg osi profilnih valjaka stoje pod nekim kutom. Svi valjci se rotiraju u istom smjeru i sirovcu daju rotaciju oko njegove osi.

Profilni kosi (stoasti) valjci



Valjci za uzduno valjanje - kvatro

Sistem profilnih valjaka za viefazno valjanje ina

7.4.1 Valjci su alati za valjanje i dijele se na :

- ravne valjke za limove, ploe, trake, ....

- profilne valjke

Valja se eljeni oblik u jednom prolazu ili u vie faza (prolaza).

- valjke sa gravurom

Jedna strana obratka moe imati gravuru ispupenu ili uputenu, dok je druga strana obratka ravna, sa gravurom istom ili razliitom

- kalibar valjke

Par valjaka - zatvoteni kalibar gdje Par valjaka - otvoteni kalibar gdje je nije doputeno istjecanje materijala doputeno istjecanje materijala



BLUM

SLAB

PLATINA

KVADRATNA GREDICA

Metalne trake namotane u rolu

7.4.2 Valjaoniki proizvodi

Valjanjem se proizvode limovi, trake, folije, ipke, profili, cijevi,.. Osnovna podjela valjaonikih proizvoda:

- limovi Mogu se valjati u hladnom ili toplom stanju - tanki debljine do 3 mm - srednji debljine od 3 4.75 mm - debeli debljine preko 5 mm Podvrsta limova su folije debljine 0.1 mm, 0.01 mm, 0.007 mm folije za domainstvo, 0.005 mm , te 0.002 mm zlatne folije.

- poluproizvodi - BLUM je proizvod kvadratnig ili pravokutnog oblika nepravilnih povrina, zaobljenih bridova dimenzija stranica a > 125mm i odnos a : b =1 : 1 do 1 : 2

- SLAB je proizvod pravokutnog oblika najmanje dimenzije stranica a > 40mm i odnos a : b > 1 : 2

- PLATINA ie proizvod pravokutnog presjeka najvee debljine 40 mm, a najmanje irine 150 mm. irina platine mora biti najmanje 4 puta vea od debljine. Iz platina se dalje valjaju tanki limovi. stranica a < 40mm i odnos a : b >1 : 4

- KVADRATNE GREDICE su proizvodi razliitih dimenzija stranica od 50 do 125 mm

- PLOSNATE GREDICE su proizvodi prvokutnog presjeka debljine od 30 40 mm i irine 50 100 mm

PLOSNATNA GREDICA

- trake

su proizvodi koji se izrauju u razliitim dimenzijama irine mogu prelaziti i 600 mm Debljine traka variraju od 0.08 mm do 5 mm



Vrue valjani okrugli profili

Pravokutni plosnati profil

esterokutni profil

L profil

- profili

se izrauju u razlliitim presjecima

- okrugli promjera od 6 do 125 mm

- kvadratni sa stranicom od 8 do 125 mm

Valjani kvadratni profili

- pravokutni se javlja u vie oblika - plosnati - iroki plosnati - trakasti

Trakasti pravokutni profil

- esterokutni se valja u dimenzijama viljukastog kljua od 10 do 80 mm

- L profili - T profili - U profili - Omega profili - I nosai - specijalni profili

I nosai

Specijalni profili



Postrojenje za proizvodnju ice

ice od kojih se izrauju elektrode za zavarivanje

DUO valjaoniki stan

TRIO valjaoniki stan

Kalibar valjci

- ice Nastaje kao finalni proizvod toplo valjanog okruglog profila. Krajnji oblik postie se provlaenjem

ice se dijele prema promjeru na: - finu promjera od 0.1 do 1 mm - tanku promjera od 1.2 do 1.8 mm - srednju promjera od 2 do 4.6 mm - debelu promjera od 5 do 14 mm

7.4.3 Valjaoniki stanovi

Valjaoniki stanovi ili strojevi za valjanje razlikuju se po broju valjaka, smjetaju valjaka, smjeru vrtnje i namjeni.

DUO valjaoniki stanovi Imaju dva valjka koji mogu biti po smjeru vrtnje: - povratni (reverzibilni) ili - nepovratni (ireverzibilni) Oba valjka su gonjena, odnosno u prigonu se pogonsko vratilo dijelli na dva vratila koja se okreu u suprotnom smjeru i spojena su na valjke. Valjanje duo valjcima je iskljuivo u toplom stanju

TRIO valjaoniki stanovi Imaju tri valjka koji mogu biti: - sva tri valjka istog promjera - srednji valjak manjeg promjera Pogonski valjci su vanjski. Ako je srednji valjak manjeg promjera onda valjaoniki stan valja limove

KVATRO valjaoniki stanovi Imaju dva para valjaka. Vanjski par su vei valjci, koji slue za smanjenje progiba. Unutarnji valjci su pogonski, mogu biti povratni . reverzibilni ili nepovratni ireverzibilni. Slue za valjanje limova

Valjaoniki stanovi sa sistemom od vie valjaka Valjaju se limovi i folije u hladnom stanju. Pogonski valjci su unutarnji par valjaka, dok svi ostali slue za smanjenje progiba i to tonije i preciznije valjanje.



Mannesmannov postupak izrade cijevnice

Erhardtov postupak izrade cijevnice utiskivanjem trna

Konusni valjci za valjanje beavnih cijevi

Cijevnice na trnu

7.4.4 Valjanje cijevi

Cijevi se dijele na avne i beavne cijevi i prema tome se dijele i naini njihove proizvodnje.

Beavne cijevi - slue za vea optereenja, imaju bolja mehanika svojstva i visok stupanj sigurnosti. Njihova prizvodnja se dijeli u dvije faze:

- proizvodnje tzv cijevnice - valjanje cijevnice u konani oblik cijevi

Nakon izrade cijevi slijede zavrni postupci: kalibriranje na tone zavrne mjere, davanje glatkoe povrine - unutarnje i vanjske, redukcija ili poveavanje promjera cijevi, ravnanje, savijanje,.....

Cijevnica se izrauje:

- Mannesmannovim postupkom - buenjem usijanog sirovca u rotirajui trupac pomou valjaka konusnog ili gljivastog oblika i trna.

1. Cross-procesa valjanja (tlocrtni pogled na raspored valjaka)

2. poetak procesa valjanja

3. Ulaz obratka u zahvat valjaka

4. ulaz trna u obradak i izrada cijevnice (pre-role na trn)

- Erdardtovim postupkom utiskivanjem trna u usijani trupac koji je ukljeten u eljusti (blok).

1. Trupac se umee u eljust (blok)

2. eljust se zatvara i kroz zatvara prolazi trn

3. Trn se utiskuje u usijani trupac i stvara rupu u trupcu proizvodi se cijevnica

Proizvodnja beavnih cijevi u toplom stanju



Pilgerovanje cijevi

Valljci za pilgerovanje cijevi

Valjci za kontinuirano valljanje cijevi

Postupak provlaenja boce na trnu kroz 7 matrica

Proizvodnja beavnih cijevi iz cijevnice nastavlja se na jedan od slijedeih naina:

- Pilgerovanje cijevi

U cijevnicu se umetne trn. Cijevnica se s trnom postavi izmeu posebno kalibriranih valjaka. Valjci se rotiraju i zahvate dio cijevi. Po zahvatu dijela cijevi poinje valjanje samo tog dijela u cijev sa manjom stijenkom. Nakon zavretka valjanja dijelacijevi ona se pomie za potreban korak te ponovno dolazi do zahvata. Postupak se ponavlja dok cijela cijevnica na bude razvaljana. Nedostatak je teko vaenje trnova po zavretku valjanja

- Kontinuirani postupak valjanja cijevi

U cijevnicu se umetne trn. Cijevnica prolazi kroz 7 - 9 pari kalibriranih valjaka, koji su postavljeni naizmjence sa horizontalnim i vertikalnim osima zbog smanjenja nadebljnja koja nastaju na mjestima sastajanja valjaka.

Prednost ovog postupka je velika produktivnost i velika radna brzina

- Erhardtov postupak izrade cijevi

Deblje cijevi se stanjuju u toplom stanju provlaenjem kroz sistem matrica dok je u njima trn.



Izrada beavne cijevi

Beavna cijev

avna cijev s ravnim uzdunim avom

Izrada avne cijevi sa spiralnim avom

avna cijev sa spiralnim avom

Proizvodnja avnih cijevi

avne cijevi slue za niskotlane instalacije. Proizvode se u hladnom (cijevi tankih stjenki) i toplom stanju (debelostjene cijevi). Proces ima dvije faze postepeno savijanje metalne trake u cijev kroz sistem kalibriranih valjaka te zavarivanjee rubova. Nakon ovih dviju glavnih faza moe se nastaviti sa kalibriranjem, ravnanjem, radukcijom profila ili poveanjem promjera.....

Valjaoniki stan za izradu avnih cijevi

Proces proizvodnje zapoinje odmatanjem limene trake s bale i uvlaenjem u valjaoniki stroj.

Postepenim preoblikovanjem na profilnim valjcima traka poprima izgled cijevi.

Zavarivanje spojnog mjesta.

Rezanje na potrebnu duljinu



7.4.5 PITANJA

1. to je valjanje ? 2. U kakvom je stanju obradak dok se valja? 3. Kakve se deformacije odvijaju u obratku dok je u zahvatu izmeu

valjaka ? 4. Koje zone postoje u valjanom obratku dok je izmeu valjaka ? 5. Koja je razlika izmeu neutralne ravnine i zine ljepljenja ? 6. Koja je razlika u zonama kod valjanja u toplom i hladnom stanju ? 7. Koji se materijali valjaju u toplom , a koji u hladnom stanju ? 8. Kako se dijeli valjanje ? 9. Objasniti uzduno valjanje . 10. Objasniti popreno valjanje . 11. Objasniti koso valjanje . 12. Kako se dijele valjci ? 13. emu slue ravni valjci ? 14. to se valja profilnim valjcima ? 15. Koje su osnovne vrste poluproizvoda dobivene valjanjem ? 16. Kako se dijele limovi dobiveni valjanjem u hladnom ili toplom stanju ? 17. Kako se proizvode ice i kako se dijele ? 18. Kakvi se sve profili valjaju ? 19. Kako se dijele valjaoniki stanovi ? 20. Objasniti DUO valjaoniki stan . 21. Objasniti TRIO valjaoniki stan . 22. Objasniti KVATRO valjaoniki stan . 23. Objasniti valjaoniki stan sa sistemom od vie pari valjaka. 24. Kako se dijeli valjanje cijevi ? 25. Kako se valjaju beavne cijevi ? 26. to je cijevnica i kako se izrauje ? 27. Koja je razlika izmeu Mannesmannovog i Erhardtovog postupka

izrade cijevnce ? 28. to je pilgerovanje cijevi ? 29. Kako se valjaju avne cijevi sa uzdunim, a kako sa spiralnim avom ? 30. Koja je zadnja operacija kod izrade avnih cijevi nakon zavarivanja ?



Postupak savijanja lima naprezanja na tlak i vlak

Nosa (npr. police) od savinutog lima

Savinuti vijci

Savinute kukice

7.5 Savijanje

Savijanje spada u grupu postupaka oblikovanja deformiranjem koji se najee primjenjuju. Preteno se savija u hladnom stanju, ali debele limove se savija u toplom stanju. Predmeti koji se savijaju mogu biti vrlo mali (npr. nosai, graninici, avli) ili izrazito veliki (do 20-ak metara u duinu ograde, podvozja, dijelovi broda).

Savijanje se postupak obrade metala bez skidanja strugotine deformacijom obratka pod odreenim kutom u novi oblik. Kod toga se u poprenom presjeku unutranji dio skrauje i optereen je na tlak, dok se vanjski dio produljuje i optereen je na vlak. Izmeu podruja tlaka i vlaka nalazi se neutralna linija.

Kako je obradak za vrijeme savijanja podvrgnut i elastinim i plastinim naprezanjima po prestanku djelovanja vanjskih sila savijanja obradak:

- zbog djelovanja plastinih sila poprimi novi eljeni oblik, a

- zbog prestanka elastinih naprezanja, malo se povrati (rairi).

Zbog elastinog oporavka, potrebno je vie savinuti lim, kako bi postigli eljeni polumjer i kut savijanja. Konani radijus savijanja biti e vei od prvotno formiranog, a konani kut e biti manji

Na neutralnoj liniji nema promjena oblika, duljine ni napetosti te ona ostaje nepromijenjena konstantna.

Zbog deformacija po uzdunom presjeku obratka, dolazi i do promjene oblika profila, odnosno po presjeku okomitom na savijanje. Na unutarnjem radijusu savijanja obradak se iri, dok se po vanjskom radijusu savijanja skuplja.



Hidraulika prea

Nosa- proizvod nakon 3 kutna savijanja i buenja

Postupak kutnog savijanja

Zakretno savijanje

Savijanje lima se dijeli na: - savijanje pod kutom odnosno otrokutno - profilno savijanje - kruno savijanje

7.5.1 Kutno savijanje lima

Savijanje se obino izvodi na hidraulikim preama. Raspon pritiska takvih prea se kree od 20 do 200 tona. Upravljanje moe biti runo ili automatsko. Alat se sastoji od dva dijela: 1. gornji je pomian ig 2. donji je fiksan - matrica Izmeu se postavlja lim i paljivo pozicionira do graninika. Udaranjem iga o lim i daljnjim pritiskivanjem na matricu, lim poprima novi oblik. Kontrolom dubine savijanja (koliko ig ulazi u matricu) definra se kut savijanja.

Na standardnim preama sa standardnim alatima postoje razliite tehnike savijanja.

Najei oblik savijanja je V profil Alat ig tlai limeni obradak gurajui ga u matricu. Time se uzrokuje savijanje. Ovisno o dubini savijanja smanjuje se radijus savijanja Alat moe samo djelomino ui u matricu i zavriti sa savijanjem kontrolom dubine odreuje slobodno kutno savijanje

Ako se savijanje nastavlja do maksimalne dubine i postie se potpuno nasjedanje alat na lim te lima na matricu dolazi do potpunog otrokutnog savijanja. Kod potpunog savijanja bolja je kontrola kuta savijanja i manje je povrat zbog elastinog naprezanja. Nedostaci su vea potrebna snaga

stroja i vei pritisci.

Drugi nain savijanja V profila je zakretno. Lim je potrebno postaviti izmeu matrice i potisne ploe. Dio koji izlazi izmeu alata se mora precizno izmjeriti. Tada ig tlai i savija limeni dio koji viri iz draa. Radijus zaobljenja e se odrediti prema radijusu ruba matrice.



Savijanje U profila manje preciznosti

Savijanje U profila vee preciznosti

Osim kutnog savijanja V profila na preama se esto savija i U profil.

Kod savijanja tanjih limova koriste se dva postupka Savijanje se moe obaviti u otvorenom kalupu ako se zahtjeva manja preciznost. Kod vee preciznosti koriste se tzv. zatvoreni kalupi s izbacivaem

Kod savijanja debljih limova postupak zahtjeva jake pree te se najee odvija u toplom stanju

Svi profili su sandardizirani i omjeri radijusa satijanja, debljine lima i duljine krakova nalaze se u tablici

Savijanje U profila velikog radijusa

Minimalne duljine savinutog kraka lima u odnosu na raadijus savijanja i debljinu lima

Nain mjerenja kraka



Viefazno savijanje limene trake u profil

ig i matrica kod profilnog savijanja lima

Proizvodi profilnog savijanja

7.5.2 Profilno savijanje lima

Profilno savijanje je nain presavijanja trake u sloeni oblik iz lima debline 2 do 20-ak mm i duljine 5 i vie metara. Postupak je postepeni, u vie koraka kojima se dobije traeni profil

Nekoliko primjera postepenog savijanja na prei.

U ovisnosti o formi iga i matrice savijau se sloeni profili

Proizvodnja profila izraenih profilnim savijanjem koristi se u strojogradnji, brodogradnji graevinarstvu, ....

Osim iga i matrice profilna savijanja se mogu napraviti i sloenim alatima. Pritisak iga na lim i prenoenjem sile na formu u sloenoj matrici zatvara alat kako bi se dobila konana forma.



Faze postupnog hladnog valjanja lilma u sloeni profil

Hladno valjanje profila lima za pokrov

7.5.3 Profili dobiveni hladnim valjanjem

Oblikovanje limenih traka hladnim valjanjem je proces u kojem se lim postupno oblikuje kroz niz operacija savijanja pomou velikog broja pari horizontalnih profilnih valjaka povezanih u seriju. Oblik i veliina profilnih valjaka su jedinstven za tu vrstu i taj korak, odnosno fazu savijanja Osim para profilnih valjaka za savijanje u seriji mogu biti ukljueni valjci za probijanje, zasjecanje ili obrezivanje vika materijala. U prolazu limene trake kroz valjke je vano da brzine prolaza budu usklaene. Hladno valjanje lima se najee primjenjuje za limene trake debljine do 2 mm.

Kod hladnog valjanja profila postoji irok spektar presjeka profila. Najee se valjaju otvoreni profili, ali postoje i zatvoreni cjevasti profili. Karakteristika im je vrlo toni proizvodi s uskim tolerancijama ( 0,05 mm).

Hladno valjanje profila



Princip tlaenja lima na ablonu

Proizvodnja osno centrinih formi

7.5.4 Tlaenje lima na rotacionu ablonu

Postupak postepenog savijanja limene rondele a na ablonu koja rotira. Ovi se postupkom izrauju sloeni rotacioni oblici (valjkasti, konusni, eliprini,..)

Metalna rondela rotira velokom brzinom. Alat tlai lim koji poprima oblik vratila ablone. Limena romdela se tlai samo s jedne strane i poprima osno simetrini rotacioni oblik (posuda za kuhanje, pehara, satelitskuh tanjura, muzikih instrumenata,...).

Ovakav postupak tlaenja lima moe se ostvariti runo i CNC upravljanjem. Proizvod moe biti jednostavan ili kompleksan te prema njemu se izrauju jednostavne ili viedjelne sloene ablone. Obliku mora Odgovarati i alat koji tlai lim po formi ablone. Alat moe napraviti formu iz jednog prolaza, ali se koriste i viefazni postupci kod kojih se u svakom prolazu mijenjaju alati.

Runi i strojni alati za tlaenje



Formiranje rastezanjem

7.5.5 Formiranje oblika rastezanjem

Rastezanje je obrada profilnog savijanja lima kod kojeg je lilmena ploa rastegnuta i istovremeno se savija preko matrice. Slui za izradu velikih dijelova sa velikim radijusima zakrivljenja. Proizvode se oblici jednostavne konture do izrazito kompleksnih profila. Izrada je visoke tonosti i preciznosti uz jako glatke povrine.

Limena ploa je zahvaena u eljustima te je zategnuta. eljusti su u draima pree hidraulike ili rijee pneumatske. Okomito na plou tlai se matricakoja ima oblik koji treba proizvesti. Kako potiskiva gura matricu u plou, dolazi do poveanja vlane sile i lim se plastino deformira u novi oblilk

Ovim postupkom se proizvode dijelovi metane karoserije u automobilskoj industriju, dijelovi krila zrakoplova, ali i elementi u okvirima i kuitima prozora, vrata. Materijali koji su podobni za ovakav nain obrade su aluminij, elici te titan.



Kruno savijanje lima na savijaici s 3 valjka

Kruna savijanja lima na savijaicama s 3 valjka

Kruna savijanja debelog lima

7.5.6 Kruno savijanje lima

Postupak kojim se valjaju limovi, trake, ipke, profili, cijevi,... u proizvode cilindrinog oblika kao to si kotlovi bojlera, eljeznike ili cestovne cisterne, brodski limovi, ,... Kruno savijanje je postupak obrade bez odvajanja estica koji se provodi u vie faza kako bi se dobio cilindrini proizvod.

7.5.6.1 Savijanje s tri valjka

Lim se postavi izmeu tri valjka. Srednji valjak se spusti za odreenu dubinu i dolazi do progiba lima. Sada se lim provue maksimalno mogue lijevo pa desno rotiranjem valjka. Najee je pogonski valjak samo srednji (odnosno gornji) dok su donji valjci samo oslonci. Zatim se srednji valjak ponovi spusti na slijedeu dubinu te se ponovi valjanje. Postupak se ponavlja do potrebnog radijusa savijanja. Pri ovakvom valjanju rubovi lima su nesavinuti i po prestanku valljanja, zbog djelovanja elastinih sila, Obradak se malo povrati. Duljina ruba koji nije kruno savinut jednaka je priblino polovici razmaka izmeu dva donja valjka. Ti rubovi se moraju unaprijed presavinuti odnosno prije putanja lima u proces savijanja

Proces predsavijanja rubova moe se napraviti koritenjem ablona gdje se rub lima poloi na ablonu koja stoji oslonjena na dva donja valjka. Tlaenjem gornjeg valjka lim poprima zaobljenje ablone.

Drugi nain se koristi kod savijaica kod kojih se gornji valjak moe premjetati horizontalno u svrhu presavijanja lima.

Slijedei nain presavijanja je kod savijaica koje mogu vertikalno i horizontalno pomicati donje valjke i time mijenjati razmak u svrhu presavijanja.

Pogon ima samo gornji valjak dok se donji valjci premjetaju i natiskuju lim na gornji valjak.



Kruna savijanja lima na savijaicama s 4 valjka

7.5.6.2 Savijanje s etiri valjka

Lim se postavlja izmeu veeg gornjeg valjka, koji je pogonski i manjeg doljnjeg valjka, koji se moe vertikalno pomicati i tlaiti lim na gornji valjak.

Manji lijevi i desni valjak se natiskuju na lim premjetanjem poloaja u smjeru strelica.

Sila potrebna za savijanje, odnosno tlaenje valljaka shematski je prikazana na skicama. Hidrauliki cilindri tlae nosae leaja valjaka direktno ili preko poluga

Predsavijanje se postie promjenom poloaja meu valjcima

.

Okruglo savijanje na savijaici s 4 valjka obratka sa promjenjivim radijusom zaobljenja



7.5.7 PITANJA

1. to je savijanje ? 2. Kakva se optereenja pojavljuju kod savijanja ? 3. Kakve se deformacije pojavljuju u zoni savijanja ? 4. Kako se dijelil savijanje ? 5. Objasniti kutno savijanje. 6. Koji se alati koriste kod kutnog savijanja ? 7. Koji je najei oblik matrice kos kutnog savijanja ? 8. Objasniti zakretno savijanje. 9. Koja je razlika izmeu V-savijanja i U-savijanja ? 10. Objasniti postupak kod U-savijanja ? 11. to je otvoreni, a to zatvoreni profil kod savijanja ? 12. Objasniti profilno savijanje. 13. Koje vrste alata se upotrebljavaju kod profilnog savijanja ? 14. Objasniti hladno valjanje profila 15. Koji se alati koriste kod hladnog valjanja profila ? 16. Koji se profili proizvode hladnim valjanjem ? 17. Objasniti savijanje limene rondele na rotacionu ablonu. 18. Kakve se ablone i kakvi se alati koriste kod savijanja na rotacionu ablonu ? 19. Objasniti formiranje oblika rastezanjem. 20. Kakvi se proizvodi dobiju rastezanjem ? 21. Objasniti kruno savijanje llima ? 22. Kako se dijeli kruno savijanje lima ? 23. Objasniti kruno savijanje lima s tri valjka. 24. Objasniti kruno savijanje lima s etiri valjka. 25. to je predsavijanje i za to se koristi ? 26. Kakvi radijusi se mogu savijati kod okruglog savijanja lima na istom proizvodu ? 27. Kako se odvija predsavijanje kod savijanja s tri, a kako kod savijanja s etiri valjka ? 28. O emu ovisi radijus zaobljenja limenog cilindra savinutog lima ? 29. Da li je mogue na savijaicama s tri li etiri valjka savijati lim u konus, ako da kako ? 30. Objasni kako rade savijaice.



Lemljeni spoj

Zavareni spoj

Lijepljenje metala anaerobnim ljepilima

Zakovini spoj

Spoj savijanjem

8. Zavarivanje, lemljenje i lijepljenje

Postupci spajanja materijala u strojarstvu dijele se na rastavljive i nerastavljive spojeve. Rastavljivi spoj je onaj spoj koji se moe sastaviti pa rastaviti bez oteenja ili loma. Kod nerastavljivog spoja sastavljeni dijelovi se ne mogu rastaviti bez oteenja ili loma. Podjela je sllijedea:

Nerastavljivi spojevi: - lemljeni spojevi - zavareni spojevi - lijepljeni spojevi - zakovini spojevi - spojevi dobiveni savijanjem limova - snap s kvaicom (snap-spojevi) nerastavljivi

Rastavljivi spojevi : - vijani spojevi

- opruge

- spojevi pomou zatika

- spojevi pomou svornjaka

- spojevi s glavinom

- spojevi s kvaicom (snap-spojevi) rastavljivi

rastavljivi nerastavljivi



Shema mekog lemljenja u elektrotehnici

Runo meko lemljenje

Tekuina za meko lemljenje

Nanoenje lema kod tvrdog lemljenja

8.1 Lemljenje

Lemljenje je postupak spajanja metalnih dijelova treim - lemom - koji ima nie talite od metalnih dijelova koji se spajaju. Postupak se moe obavit runo ili strojno. Spajanje se ostvaruje difuzijom lema u povrine metala dijelova koji se spajaju (leme).

Postupak lemljenja 1. Mjesto spajanja potrebno je odmastiti i dobro oistiti od oksida. Za to slue razliiti predistai (talila, istai) kao solna kiselina, fosforna kiselina, cink-klorid, borna kiselina, te razliiti praci za lemljenje, paste za lemljenje

Cinol pasta za meko i

pasta za tvrdo

lemljenje

Zagrijani lem se iri kao tekuina i pri tome ulazi u sve pore osnovnog materijala dobro natapa materijal. Pri tome znaajnu ulogu imalu takozvana talila (otapala, istai, predistai). Njihova svrha je da pripreme povrinu (otapanje oksida) za to bolje prihvaanje rastaljenog lema. Talite im je nie od talita lema, a kad doe lem on ih istiskuje i zauzima njihovo mjesto. Zato se mora predvidjeti o osigurati slobodno otjecanje talila sa mjesta spajanja pri nailasku lema

Prah za lemljenje Stearinski tapi za lemljenje

2. Na oieno mjesto nanosi se rastaljeni lem. to je rastaljeni lem rijei to bolje prijanja uz materijal koji lemimo - bolja je kapilarnost i bolje ispunjava raspore.

Nanoenje lema kod mekog lemljenja 3. Postupno hlaenje



ica za lemljenje

ica i trake za lemljenje

Okrugle ipke za lemljenje

Lem u obliku trokutaste ipke

Trake lema

Najea podjela lemljenja je prema temperaturi potrebnoj za taljenje lema i dijelil se u: - meko lemljenje ( do 450C) i - tvrdo lemljenje (od 450 - 1200C)

Lemova ima vie vrsta. Lem je u veini sluajeva legura dva ili vie elemenata (rijetko isti elemet) koji ima slijedee karakteristike: - velika mehanika otpornost - ilavost, istezljivost, visoka vlana vrstoa - sposobnost dobre difuzije - niska temperatura taljenja i pri tome manji utjecaj na osnovni materijal - otpornost na vanjske utjecaje - jednostavnost primjene i alata, dobra kontrola procesa i lagana upotreba kod automatizirane serijske proizvodnje - mala potreba za energijom, ekonominost i ekologinost - spajanje predmeta razliite debljine, tankih i masivnih, spajanje velikih i malih povrina - dobra toplinska i elektrika vodljivost, ... ali - mala otpornost na visoke temperature - legure lemova sa skupim plemenitim metalima - mogunost pojave elektrolitske korozije, ..... .

Lemovi se izrauju od: - Lemovi za meko lemljenje: Na bazi legura od Pb, Sn, Zn ili Cd (olova, kositra, cinka ili kadmija)

- Za tvrdo lemljenje: Na bazi legura od Cu, Zn, Al, Ag i Si (bakra, cinka, aluminija, zlata i silicija)



Shema mekog lemljenja u elektrotehnici

Meko lemljenje

Meko lemljenje (spajanje) ice

Lemljenje limova eoni I spoj

Lemljenje limova T spoj

- Kod visokotemperaturnog tvrdog lemljenja (iznad 900C) koriste se lemovi na bazi Ni, Au, Cu (nikla, srebra, bakra) i drugih plemenitih metala. Posebne izvedbe lemova su na bazi Ti, Zr, Co i Nb .

Osnovni lem koji se koristi za lemljenje u elektronici je legura Sn60Pb39Cu1 (sastoji se od kositra 60%, olova 39% i bakra 1%).

Lem se izrauje u obliku ica, traka, ipki ili cjevica punjenih prahom za lemljenje

Spojevi lemljenjem

Spojevi lemljenjem dijele se u spojeve ica, ipki, cijevi, limova, spremnika,... Kod lemljenja ica i elemanata u elektrotehnici korisst se meko lemljenje koje osim dobrog spoja mora osigurati dobru vodljivost elektrine struje te ne smije oksidirati (elektrolitski). Kod lemljenja cijevi najee se koriste konusni spoj, eoni spoj s ojaanjem te preklopni spoj.

Shema cijevnih spojeva

Prije dovoenja spojnih povrina u kontakt (poloaj za lemljenje) potrevno ih je mehaniki oistiti, te premazati talilom (otapalom, predistaem, pastom za lemljenje). Nakon postvljanja u poloaj za

lemljenje potrebno je zagrijati spoj. Dolazi do kipljenjatalia. Dodavanjem lema on kapilarnim efektom ulazi u meuprostor i istiskuje talilo. Slijedee je ostavljanje spoja da se ohladi



Spojevi limova

Zalemljeni spremnik

Lemljenje okapnice

Zalemljena ruka na posudi (lemljenje srebrnog posua)

Lemljenje lima ima slijedee spojeve:

Spajanje ravnih limova lemljenjem - preklopni spoj - kosi preklopni spoj - zakoeni preklopni spoj - eoni spoj s jednim ojaanjem - eoni spoj s dvostrukim ojaanjem - eoni spoj s zakoenim ojaanjem

Spajanje lemljenjem limova pod kutem:

- T spoj

- L spol

Spajanje spremnika nepropusnim lemljenjem

- Ravno spajanje (po jednoj povrini za manje tlakove)

- Kutno spajanje spremnika lemljenjem

- Preklopno spajanje spremnika lemljenjem

Spajanje ipki:

- Dvostrukom uleitenjem

- Nalemljivanjem ela ipke

- Ulemljivanjem po obodu ipke



Nain lemljenja stakla

Lemljenje stakla u umjetnosti

Lemljenje karamike

Lemljeno sjenilo stolne lampe

Lemljeno staklo terarija

vrstoa lemljenih spojeva proraunava se na odrez, a rijee na vlak. Lem u rastaljenom stanju kapilarni efektom ulazi izmeu dvije ili vie blisko postavljenih povrina.

Rastaljeni lem kapilarnim efektom popunjava razmak meu povrinama koje se leme

Zato je potrebno postii to tanji sloj lema, kako bi odrezna vrstoa je vea. (maksimalna je pri debljini lema od 0,05 - 0,2 mm)

Oblikovanje spoja koji bi zadovoljio te uvjete mora se napraviti prema slijedeim preporukama:

Povrine koje e se lemiti detaljno oistiti od neistoa npr. oksida, masnoa, Nanositi dovoljno talila i osigurati mu slobodno otjecanje sa mjesta spajanja pri nailasku lema Zagrijavanje lema mora biti indirektno, tj. preko radnog komada Spoj treba oblikovati tako da razmak bude po cijeloj povrini spajanja ravnomjeran i neprekinut Treba predvidjeti veliinu razmaka, jer pri zagrijavanju dolazi do njegovog poveanja Potrebno je izbjegavati velike povrine za lemljenje Ako postoji mogunost nastajanja velikih naprezanja potrebno je koristiti preklopni spoj Ako se lemi s lemovima i metalima s razliitim koeficijentima istezanja treba predvidjeti odgovarajui razmak Potrebno je spojeve izvesti tako da se samocentriraju



Lemljenje nakita (prstena,

privjesaka,

ogrlica)

Lemljenje muzikih instrumenata

Greke kod lemljenja se mogu podijeliti u tri osnovne skupine: - Greke u osnovnom materijalu - Greke u lemu - Greke lemljenja

Greke pri lemljenju - povezivanju (lema i osnovnog materijala) mogu nastati zbog: - nedovoljno zagrijanog osnovnog materijala obratka - pregrijanog lema te curenja - nedovoljnog ulaenja talila u razmak - zaostalog, neuklonjenog oksida - neoiene, neodmaene povrine - nepravilnog oblika spoja, nenalijeganja, prevelikog ili premalog razmaka - premalo talila - premalo lema te slabog popunjavanja - korozije zbog loe odabranog lema - poroziteta zbog pregrijanog lema i isparavanja - pojave upljina zbog zaostale vlage - pukotina u lemu ili osnovnom materijalu zbog zaostaleih deformacija

Lemljenje se moe podijeliti na vie naina

Prema radnoj temperaturi Meko i tvrdo

Prema nainu zagrijavanja Lemilicom Plinskim plamenom Uranjanjem u kupke U peima (plinskim, na tekua goriva, elektrinim) Indukcijsko Elektrotporno Infracrveno Laseraski

Prema vrsti atmosfere Zrak Zatitna okolina (plin, tekuina) Vakuum

Prema obliku spoja eono Preklopno L spoj T spoj Sa zakoenjem Stepeniasto Nalemljivanjem Ulemljivanjem



Runa lemilica za meko lemljenje

Runa lemilica za meko lemljenje sa regulacijom temperature od

150C do 450C

Pitolj za tvrdo lemljenje snage 300W za temperature do 600C

Pitolj na vrui zrak za lemljenje

Alati za runo lemljenje

Prikazane vrste lemljenja, a time i lemilica mogu se sistematizirati prema: - nainu dovoenja topline lemilice na struju elektrootporne indukcijske plinske lemilice mini s kartuom na bocu - temperaturi lemljenja: meko, tvrdo i visokotemperaturno

Podjela lemilica

Elektrine - Runa elektrina lemilica za meko lemljenje - Runa lemilica za meko lemljenje sa regulacijom temperature (lemna stanica) - Pitolji za lemljenje (meko ili tvrdo) - Pitolji na vrui zrak (fenovi) - Elektrootporne lemilice - Rune elektroindukcijske lemilice

Stolni ureaj za elektro otporno lemljenje

Postupak elektrootpornog lemljenja

Indukcijsko lemljenje pojedinanih proizvoda



Plinska lemilica na kartue

Male plinske lemilice

Pitolj za lemljenje acetilenom

Plinske - Mini plinske lemilice - Lemilica na kartue - Plinski pitoli koji se spajaju na plinsku bocu - Plinski pitolji za lemljenje s krunim plamenikom za lemljenje cijevi

- Plinski pitolji za lemljenje s ekiem za lemljenje

Plinske lemilice mogu meko i tvrdo lemiti. Lemililce koje koriste acetilen imaju temperaturu plamena do 2500C.



8.1.2 PITANJA

1. Koje su vrste spajanja strojnih elemenata i koje su im karakteristike ? 2. Potrebno je nabrojiti vrste rastavljivih spojeva ? 3. Potrebno je nabrojiti vrste nerastavljivih spojeva ? 4. to je lemljenje ? 5. Koje su vrste lemljenja podjela ? 6. Koliko faza ima postupak lemljenja ? 7. Objasniti pojedine faaze lemljenja. 8. Kakva je razlika izmeu mekog i tvrdpg lemljenja ? 9. Gdje se koristi meko lemljenje ? 10. emu slui tvrdo lemljenje ? 11. Koje su karakteristike lema ? 12. Od ega se izrauju lemovi ? 13. Koji su osnovni oblici lemova ? 14. to je visokotemperaturno lemljenje ? 15. Kako se dijele spojevi lemljenjem ? 16. Objasniti lemljenje lilmova vrste ravnih spojeva. 17. Objasniti lemljenje lilmova vrste kutnih spojeva. 18. O emu ovisi vrstoa lemljenjh spojeva ? 19. Koja je optimalna debljina lema ? 20. Kako se oblikuje spoj koje uvjete mora zadovoljavati ? 21. Koje su greke kod lemljenja ? 22. Na koje sve naine se moe sistematizirati lemljenje ? 23. Koji alati se koriste za runo lemljenje ? 24. Kako se dijele alati za runo lemljenje ? 25. Objasniti rune alate za meko i za tvrdo lemljenje.



Fotografija rastaljene osnovne ploe i dodatnog materijala

Zavarivanje cijevi

Zavarivanje osovine

Zavarivanje cijevi velikog promjera

8.2 Zavarivanje

Zavarivanje je spajanje dvaju ili vie, istovrsnih ili raznovrsnih materijala, zagrijavanjem rubnih dijelova taljenjem, sa ili bez dodavanja dodatnog materijala na nain da se dobije homogen zavareni spoj. Zavarivanjem se smatra i spajanje nekih metala pritiskom, bez dovoenja topline. To je hladno zavarivanje. Zavarivanje se moe provesti razliitim postupcima to ovisi o vrsti materijala koji spajamo, o debljini materijala, vrsti dodatnog materijala te pripremi povrina koje se spajaju.

Mjesto spoja nazivamo av zavara. av zavara se kod kvalitetno provedenog postupka zavarivanja po svojim mehanikim karakteristikama ne razlikuje od materijala koji smo spajali.

Zavarivanje je interdisciplinarna tehnologija te za razumijevanje i koritenje ove tehnologije je potrebno slijedee:

- poznavati materijale i metalurgiju posebno metalurgiju zavarivanja,

- poznavati termodinamiku odnosno temperaturna polja pri zavarivanju,

- poznavati elektrotehniku odnosno izvore struje i elektrini luk,

- poznavati kemijske procese koji se odvijaju pri zavarivanju,

- te poznavati informatiku, ekspertne sustave, razliite proraune, baze podataka i dr.



Test zavarljivosti na eliku

Test zavarljivosti na aluminiju

Vrste pukotina kod zavarivanja

Test savijanjem do pojave prvih pukotina spoj se tlai te u zavaru

dolazi do savijanja. Kada se pojave prve pukotine pokus se

zaustavlja. Mjeri se kut kod kojeg je dolo do pojave prvih pukotina te se iz tablica oitava prema vrsti

osnovnog materijala i postupka zavarivanja da li je materijal

zavarljiv.

8.2.1 Zavarljivost

Kod postupka zavarivanja najvaniji pojam je zavarljivost.

Definicija zavarljivosti prema meunarodnom institutu za zavarivanje ( IIW / IIS ) je: ELIK JE ZA ODREENE SVRHE I NA ODREANI NAIN ZAVARLJIV, AKO JE SPOSOBAN DA SE UPOTRIJEBI ZA IZRADU ZAVARA KAO KONSTRUKCIJSKOG ELEMENATA U ZAVARENOJ KONSTRUKCIJI U KOJOJ SE GARANTIRA KONTINUITET SPOJEVA. PRI TOMU TI SPOJEVI PO SVOJIM MEHANIKIM SVOJSTVIMA MORAJU ODGOVARATI LOKALNO NAIM ZAHTJEVIMA, A ISTODOBNO MORAJU BITI SPOSOBNI DA NA SEBE PRIME SVE GLOBALNE POSLJEDICE KOJE IZAZIVA POJAVA ZAVARENIH SPOJEVA U STROJARSKOJ KONSTRUKCIJI.

Zavarljivost se dijeli na lokalnu i na globalnu. - Pod lokalnom zavarljivosti smatra se metalurka i

operativna sposobnost spajanja materijala. - Glabalna ili konstruktivna zavarljivost je ponaanje

konstrukcije i/odnosno sigurnost konstrukcije pod najnepovoljnijim radnim uvjetima.

Na zavarljivost metala utjeu: kemijski sastav - poglavito postotak ugljika kod nelegiranih elika, udio legirnih elemenata, neistoe, debljina tj. dimenzije dijelova koji se zavaruju, vrsta dodatnog materijala, priprema spoja za zavarivanje, izbor tipa i dimenzija elektrode, brzina zavarivanja, oblik spoja, dimenzije lijeba, ... Ako nema homogenosti zavarenog spoje, pojavljuju se pukotine, poroznost, razliiti nemetalni ukljuci,.. Time se zavarljivost metala esto ocjenjuje kao sklonost pojavi pukotina.

Ugljini elici sa postotkom ugljka C



Pokus slian prethodnom. Limene trake debljine 1-2mm duljine oko 100mm se krino zavare i savijaju dok se ne pojave prve pukotine. Time se odreuje da li je materijal zavarljiv ili ne.

Jednostavno ispitivanje zavarljivosti na limu se napravi zavar prema slici te se provjeri da li ima pukotina uz av zavara. Ako nema pukotina materijal je zavarljiv.

Primjer ispitivanja zavarljivosti za nepoznati materijal. Postupak zavarivanja kree iz vrha limene ploice prema sredini te se vraa na polovinu stranice. Kada se provede postupak zavarivanje iz svih vrhova, pregleda se da li su se negdje pojavile pukotine.

Probe zavarljivosti

Probe se mogu svrstati u tri skupine: - Probe operativne zavarljivosti - Probe metalurke ili lokalne zavarljivosti - Probe konstruktivne ili globalne zavarljivosti

Probe operativne zavarljivosti moraju pokazati ponaanje metala kod taljenja te mogunost dobivanja kvalitetno zavarenog spoja sa ili bez primjene operativnih vjetina kao to su predgrijavanja ili upotreba specijalnih topitelja (praha), ... Ove proba se svodi na vizuelni pregled presjeka (ili pod mikroskopom malog poveanja) u kojem se odreuje karakter kristalizacije te eventualno prisustvo nekih greaka kod zavarivanja kao to su razliiti ukljuci, mjehuravost,...

Probe lokalne ili metalurke zavarljivosti moraju pokazati fiziko kemijske transformacije osnovnog materijala pod utjecajem termikih procesa prilikom zavarivanja. Kod ovih proba ispituju se mehanike karakteristike eonog zavara. Naprezanja su statika i dinamika pri ekstremno visokim ili niskim temperaturama. Ispituje se tlana i vlana naprezanja, naprezanja kod savijanja i odreza, udarna naprezanja, ilavost, tvrdoa,...

Probe konstruktivne ili ope zavarljivosti moraju pokazati pojavu pukotina kod zavarenog spoja ili osjetljivost spoja na sile rezanja (zarezivanje). Probe se izvode na epruvetama ili na mehaniki ukljetenim tankim limovima.

Probe zavarljivosti mogue je provesti u laboratorijskom uvjetima i na terenu. Eksparimenti koji se isprobavaju na terenu su brzi rezultati ispitivanja mehanikoh naprezanja na zavarenom spoju koji daju zadovoljavajue rezultate

Osim ovim razarajuim metodama provjere zavarljivosti, postoje i metode provjere kvalitete vara koje ne razaraju osnovni materijal. Tu se koristi ultrazvuno ispitivanje, radiografsko ispitivanje roendgenskim snimkama, magnetsko ispitivanje.

Ispitivanje zavarenog spoja ultrazvukom



Kovako zavarivanje

Hladno zavareni spoj

Zavarivanje trenjem

Plinsko zavarivanje - rezanje

Elektrotporno zavarivanje

8.2.2 Podjela zavarivanja

Prema nainu spajanja metode zavarivanja se dijele u dvije velike grupe:

- Zavarivanje pritiskom - Kovako zavarivanje - Hladno zavarivanje - Zavarivanje trenjem - Zavarivanje eksplozijom - Zavarivanje visokofrekventnom strujom - Indukcijsko zavarivanje - Zavarivanje difuzijom

- Zavarivanje taljenjem - Plinsko zavarivanje - Zavarivanje propan - butan - Zavarivanje acetilenom - Elektroluno zavarivanje - Grafitnom elektrodom

- Obloenom elektrodom REL (MMA) zavarivanje Pod letvom Gravitacijsko Kontaktno

- Golom elektrodom Pod zatitnim plinom MIG / MAG TIG

Pod zatitnim prakom EEP

- Elektrodom punjenom icom - Elektrootporno zavarivanje Tokasto Bradaviasto avno eono

- Aluminotermijsko - Pod troskom - Ljevako

- Laserom - Plazmom - Elektronskim mlazom

Aluminotermijsko zavarivanje



Plinsko zavarivanje s dodatnim materijalom

Boce za kisik (plava) i acetilen (bijela) za plinsko zavarivanje

8.2.3 Plinsko zavarivanje

Plinsko zavarivanje spada u grupu zavarivanja taljenjem, gdje se toplina potrebna za taljenje osnovnog materijala dobiva izgaranjem nekog plina (acetilen, propan, butan, vodik, benzinske pare,..) i kisika. Zavarivanje se izvodi sa ili bez dodatnog materijala. Dodatni materijal je u obliju ice koja se tali i popunjava mjesto zavarivanja. Plinsko zavarivanje je jedan od najstarijih naina zavarivanja i danas polako gubi zastupljenost pred drugim postupcima zavarivanja. Toplina dobivena plinskim zavarivanjem je vie rairena po osnovnom materijalu te uzrokuje sporije hlaenje i vea zaostala naprezanja i deformacije. Vie se upotrebljava kod plinskog rezanja i tvrdog lemljenja. Plinsko zavarivanje se koristi pri zavarivanju elika, sivog lijeva, obojenih metala (bakar, aluminij i njihove legure). Postupak je jednostavan, oprema jeftina, brzina rada mala.

Plamen Za plinsko zavarivanje najee se upotrebljava plin acetilen, jer je temperatura koja se razvija prilikom izgaranja acetilena u kisiku vea od 3200C. Acetilen se puni u bijele 40-litarske boce na 15 bara (oko 6000 llitara acetilena), U boci se nalazi aceton koji je otapalo acetilena te porozna smjesa koja regulira oslobaanje acetilena iz acetona. Kisik se puni u plave 40-litarske boce pod tlakom od 150 bara (oko 6000 litara kisika).

Pri paljenju plamena mora se potivati redoslijed putanja plinova. Najprije se otvara ventil za gorivi plin (acetilen) i zapali se upaljaem. Mogu se pojaviti tri stanja:

- previe otvoreni ventil i previe gorivog plina U ovom sluaju e se prilikom otvaranja ventila za kisik te poveavanjem koliine kisika plamen ugasiti

- premalo otvoreni ventil i premalo gorivog plina Plamen e imati jaki crni dim, nije povoljan za zavarivanje. Dodavanjem kisika plamen e se ugasiti

- dobro otvoreni ventil i tona koliina gorivog plina Dodavanjem kisika plamen e se stabilizirati i doboti e se neutralni plamen povoljan za zavarivanje temperature 3200C.



Zavareni spoj plinskim zavarivanjem

Pravilnim paljenjem plinova najprije gorivi plin (acetilen) te dodavanjem kisika postie se neutralni plamen gdje su omjeri gorivog plina (acetilena) i kisika u odnosu 1 : 1 (1,1 -1,2)

- oksidirajui plamen sadri vei omjer kisika kisika ima vie nego je potrebno za izgaranje acetilena

- redukcijski plamen (reducirajui) sadri manji omjer kisika, tj ima ga manje nego to je potrebno za izgaranje acetilena

Plamen se gasi obrnutim redoslijedom. Najprije se zatvori ventil za dovod kisika, a zatim se zatvara ventil gorivog plina (acetilena).

Kod plinskog zavarivanja najee se koristi neutralni plamen, dok ostale vrste imaju posebnu namjenu.

Tehnike rada pri plinskom zavarivanju:

- zavarivanje u lijevo je tehnika gdje se najprije pomie dodatni materijal (ica), a zatim se pomie plamenik (ica je uvijek ispred plamenika). Istovremeno se grije dodatni i osnovni materijal dok se oba ne rastale. Primjenjuje se za zavarivanje tanjih limova (do 3 mm).

- zavarivanje u desno je tehnika gdje se najprije pomie plamenik, a zatim ica (ica slijedi plamenik). Najprije se grije osnovni materijal (potrebno je due vrijeme da se zagrije) pa se grije dodatni materijal da se istovremeno rastale. Primjenjuje se kod debljih limova.

Kod jedne i druge tehnike plamen se dri na udaljenodsti od 2 - 5 mm od mjesta zavarivanja - rastaljenog metala.

Postrojenje za plinsko zavarivanje



Elementi zavarenog spoja

I spoj i I sa ojaanjem za eono zavarivanje limova do 5mm,

Y spoj i Y s ojaanjem za eono zavarivanje limova do 5 - 12mm.

Preklopni spoj za zavarivanje

T spoj koji moe bit ravni za spajanje tanjih limova (do 5mm)

ili

Prikazana ovisnost temperature o udaljenosti od vrha mlaznice kod plinskog zavarivanja

8.2.3.1 Naini spajanja dva ili vie elemenata za zavarivanje vrste spojeva. Ovise o debljini materijala koji se spaja, a nose nazive prema slovu na koje asociraju:

I spoj (otvoreni ili zatvoreni) za eono zavarivanje limova do 5mm.

Kosi spoj za eono zavarivanje limova od 5 do 20mm dupli kosi spoj ili X spoj za eono zavarivanje limova minimalno 12mm

V spoj za eono zavarivanje limova od 5 do 20mm dupli V spoj za eono zavarivanje limova minimalno 12mm

J spoj za eono zavarivanje limova od 8 do 37mm dupli J spoj za eono zavarivanje limova minimalno 20mm

U spoj za eono zavarivanje limova od 8 do 37mm dupli U spoj za eono zavarivanje limova minimalno 20mm



T spoj s jednim zakoenjem, s dva zakoenja ili K spoj za zavarivanje

debljih limova

Rezanje plamenom plamenik ima dodatni dovod istog kisika koji izlazi u jakom mlazu i uklanja rastaljeni metal (metal izgara u velikoj koliini kisika).

Plameno dubljenje slijedi naelo plamenog rezanja. Za razliku od

procesa rezanja , koristi se zakrivljena mlaznica za autogeno

rubljenje. Izgorjeli materijal (ljaka) se uklanja iz utora putanjem vee

koliine kisika - mlazom. Ovaj proces je posebno pogodan za

uklanjanje neispravnih zavara.

Zatvoreni i otvoreni kutni spoj pri zavarivanju tankih limova, dok se pri debljim materialima koriste standardizirani naini spajanja:

1 Kutni spoj sa zavarenim unutarnjim kutom 2 Kutni spoj sa zavarenim vanjskim kutom 3 Kutni spoj sa zavarenim vanjskim V spojem 4 Kutni spoj sa zavarenim vanjskim kosim spojem 5 Kutni spoj sa zavarenim unutarnjim kosim spojem 6 Kutni spoj sa zavarenim vanjskim U spojem 7 Kutni spoj sa zavarenim vanjskim J spojem 8 Kutni spoj sa zavarenim unutarnjim J spojem 9 Kutni spoj sa zavarenim unutarnjim jednom flanom 10 Kutni spoj sa zavarenim flanama 11 Kutni spoj sa zavarenim rubom flane

Prednosti plinskog zavarivanja su: - lijepo i pravilno oblikovan spoj - rad je neovisan o elektrinoj energiji - postupak je upotrebljiv skoro za sve materijale - i u svim poloajima zavarivanja - jeftina oprema (male investicije) - lako odravanje opreme

Nedostaci plinskog zavarivanja: - opasnost od eksplozije - spor postupak - velike deformacije radnog komada - dugo vrijeme za uvjebavanje zavarivaa



Osobna zatitna oprema zavarivaa

Gumene cijevi

8.2.3.2 Siguran rad kod plinskog (autogeno) zavarivanja

Potrebno je : - Koristiti ogovarajuu osobnu zatitnu opremu. Pri plinskom zavarivanju moraj se koristiti sva propisana osobna zatitna sredstva kao to su:

zatitna kapa, zatitne naoale s tamnim staklima, zatitne rukavice za zavarivae, zatitno odijelo, zatitna pregaa, zatitne cipele s elinom kapicom,...

Plinske boce (za plin i kisik) - Osigurati plinske boce od pomicanja, naginjanja ili pada prije upotrebe na radnom mjestu eline boce za plinove uvijek moraju biti privrene obujmicama za zid, ili na posebnim kolicima zatiene od pada. Boce je najbolje drati izvan radnih prostorija, ali zatiene od sunevih zraka, mraza ili kie. Boce moraju biti najmanje 3m udaljene od mjesta zavarivanja. Boca s acetilenom mora stajati uspravno, ili pod kutom ne manjim od 45 stupnjeva prema vodoravnoj podlozi.

Redukcijski ventili - provjeriti ulazni prikljuak da ne proputa - provjeriti manometre te okretanjem ventila provjeriti da li pritisak postepeno raste

Gumene cijevi - provjeriti ijelu duinu cijevi da li je u dobrom stanju, tj da li ima pukotina, rupa ili ispupenja da li su dovoljno savitljive i da li su odgovarajue boje za pojedinu vrstu plina (plava za kisik, crvena za gorivi plin). Da li su nepropusne naroito na spojevima, tj dobro privrene na spojnim mjesta obujmicama (nikada icom).

Redukcijki ventil za kisik

Redukcijski ventil za acetilen



Brza spojnica

Shema nepovratnog ventila

Mlaznica za zavarivanje acetilenom

Princip rada mlaznice za rezanje

Mlaznice za rezanje, dubljenje,...

Brze spojnice - provjeriti da li su spojevi dobro privreni i da li su nepropusni pod pritiskom

Nepovratni ventili Nepovratni ventli su ureaji za zatitu od povratnog udara plamena - djelovi velike vanosti. Sprijeavaju povratak plamena prema bocama. Ugrauju se na rukohvate i na redukcijske ventile. Provjeriti ispravnost montae i funkcije

Plamenici Su dijelovi koji se dre u ruci i na njima se regulira protok plina. Stoga je potrebno provjeriti prikljuke za plin i kisik, provjeriti nepropusnost ventila, provjeriti da li su mlaznice (dizne) u dobrom stanju te da ne proputaju

Plamenik za rezanje

Osnovni izvori opasnosti pri radu su: 1. Pad elinih boca s plinovima pod tlakom i oteenje

ventila. 2. Opekline pojedinih dijelova tijela zbog prskanja uarenih

metalnih estica ili pri dodiru s vruim ili uarenim metalnim povrinama.

3. Oteenje oiju zbog tetnog zraenja na vidljivom podruju koje se oituje blijetanjem.

4. Oteenje oiju zbog tetnog ultraljubiastog i infracrvenog zraenja.

5. Oteenje organizma udisanjem tetnih plinova, para i dimova koji nastaju pri zavarivanju.

6. Eksplozija plinske smjese zapaljivih plinova i kisika. 7. Poar zapaljivih tvari blizu mjesta zavarivanja........

Osnovni set plamenika i

mlaznica



8.2.3.3 PITANJA

1. to je zavarivanje ? 2. Kako se naziva mjesto spoja kod zavarivanja i koje karakterristike mora imati ? 3. Koja sva znanja ukljuuje zavarivanje ? 4. to je zavarrljivost ? 5. Kako se zavarljivost dijeli ? 6. to sve utjee na zavarljivost ? 7. Koje se vrste pukotina pojavlljuju kod loe provedenog zavarivanja ? 8. Kojim se metodama ispituje zavarljivost ? 9. Objasniti test na savijanje. 10. Koje probe zavarljivosti se koriste ? 11. Objasniti probu operativne zavarljivosti 12. Objasniti probu lokalne ili metalurke zavarljivosti. 13. Objasniti probu ope ili konstruktivne zavarljivosti. 14. Koje vrste zavarivanja se koriste podjela zavarivanja? 15. Nabrojiti vrste zavarivanja pritiskom 16. Nabrojiti vrste zavarivanja taljenjem 17. to je plinsko zavarivanje ? 18. Koji plinovi se koriste kod plinskog zavarivanja ? 19. emu slui dodatni materijal kod plinskog zavarivanja ? 20. Kako se skladiti acetilen i koje su mu karakteristike ? 21. Objasniti nain paljenja kod plinskog zavarivanja i vrste plamena. 22. Koje su vrste plamena za zavarivanje ? 23. Koje sve dijelove ima postrojenje za plinsko zavarivanje ? 24. Koje su tehnike rada pri plinskom zavarivanju ? 25. Objasniti elemente zavarenog spoja. 26. Koji su dijelovi neutralnog plamena i koje su temperature u plamenu ? 27. Koje je mjesto u plamenu najpovoljnije za zavarivanje i zato ? 28. Koji su naini spajanja ? 29. Objasniti eono i preklopno spajanje 30. Koje su vrste kutnih spojeva ? 31. Kako se ree plinom ? 32. Kako se dubi plinom ? 33. Koje su prednosti plinskog zavarivanja ? 34. Koji su nedostaci plinskog zavarivanja ? 35. Objasniti siguran rad pri plinskom zavarivanju. 36. Koji su najvei izvori opasnosti pri plinskom zavarivanju ?



8.2.4 REL

materijali,obrada,rezanje i opcenito o njima

Documents