VARJENJE
Pri opazovanju okolice vidimo, da je večina izdelkov narejena iz več sestavnih delov. Bolj kot je izdelek kompleksen, več sestavnih delov ima. Avtomobili, naprimer, so sestavljeni iz približno 15.000 sestavnih delov. Ti sestavni deli so med sabo povezani na različne načine. Zelo veliko delov je med seboj zvarjenih. Varjenje ima zelo velik pomen, saj je nekatere proizvode nemogoče izdelati v enem kosu.
Varjenje je tehnološki postopek trajnega spajanja elementov. Do povezave elementov pride po strjevanju staljenega materiala v okolici stičnih površin. Staljeni prostor in njegovo okolico imenujemo zvar.
Prednosti:
- lažji in cenejši postopek izdelave konstrukcij,
- lahka naknadna obdelava konstrukcij,
- ekonomičnost tudi pri majhnem številu zvarjencev in velikih kosih,
- nosilnost enaka oziroma malo manjša od nosilnosti osnovnih gradiv,
- izmet varjencev majhen, ker so velike možnosti za popravilo.
Slabosti:
- potrebna je ustrezna priprava zvarnega mesta,
- spajamo lahko le materiale, ki imajo enako ali sorodno sestavo,
- zaradi lokalnega segrevanja dobimo neenakomerno krčenje in raztezanje varjencev, kar povzroči dodatne notranje napetosti, zato potrebujemo ustrezno razvrstitev zvarov po legi in zaporedju izvajanja,
- majhna sposobnost dušenja vibracij
- slaba odpornost proti koroziji.
Do povezave elementov v bistvu bi prišlo, če bi stični površini varjencev najprej obdelali zelo natančno in bi jih nato stisnili skupaj tako, da se atomi medseboj dotikajo. V takem primeru bi bile medatomarne sile po stični površini enako učinkovite, kot so v osnovnem materialu. Nastal bi idealen zvar, ki bi imel popolnoma enako sestavo, zgradbo in lastnosti, kot jih ima osnovni material.
Tehnologija obdelave je še daleč od tega, da bi tako združitev dosegla. Zato se v zvar dovaja bistveno več energije, kot je potrebno. To povzroča večje spremembe kemične sestave, zgradbe in s tem tudi lastnosti v zvarni coni. Širina talilne cone in cone termičnega vpliva je odvisna od načina segrevanja oziroma od moči, kije dovedena na površinsko enoto (gostota moči kW/mm2).
V talini coni se material stali in ponovno kristalizira. Pri tem nastane lita struktura, ki ima slabše lastnosti kot jih ima osnovni material. Osnovni material je bil toplotno obdelan in (ali) plastično preoblikovan. Slabe mehanske lastnosti ima tudi pregreta cona, v kateri se pojavi grobozrnatost. Sledi si cona avstenitizacije. Pri jeklih, ki imajo dovolj ogljika in prehitrem ohlajanju lahko pride do kaljenja. To lahko poslabšanja plastičnost in žilavost zvara.
Pri vsakem postopku varjenja so prisotni naslednji pojavi ali procesi:
- taljenje, kristalizacija, normalizacija, kaljenje, popuščanje,
- deformacija in nastajanje notranjih napetosti,
- legiranje, oksidacija, razogličenje in odgorevanje nekaterih legirnih elementov,
- raztapljanje plinov, oksidov in nekovinskih vključkov,
- izločanje nekaterih spojin| sulfidi, fosvidi, nitridi… ) in ostalo.
Našteti pojavi so pri nekaterih postopkih varjenja bolj; pri drugih pa manj izraziti ali pa sploh niso prisotni.
Povedali smo že, da so dobri tisti postopki varjenja, pri katerih ima nastali zvar približno enako kemično sestavo in lastnosti, kot jih ima osnovni material. Idealnega postopka ni. V praksi se uporabljajo tisti, ki so za določene izdelke najbolj primerni in ekonomsko opravičeni. Vse postopke lahko delimo glede na:
Temperaturo segrevanja materiala v zvarni coni
o varjenje v testastem stanju in
o talilno varjenje.
Način segrevanja:
o kemična energija goriv –
plini, eksotermne in eksplozivne zmesi,
o električna energija – oblok, uporovno, induktivno, plazma,
o mehanska energija – trenje, ultrazvok,
o energija curkov – elektronski curek, laserski žarki.
Vrste in obliko dodanega materiala:
o z ali brez dodanega materiala
Način in sredstva zaščite:
o vakum,
o brez zaščite,
o mehansko (prekrivanjem varjencev),
o plini (zgorevni, N, CO2, Ar, He in mešanice)
o praški in žlindra.
