Łączenie metali: Objaśnienie spawania, nitowania i gwintowania

I. Ręczne spawanie łukowe

Ręczne spawanie łukowe metali to metoda spawania łukowego, w której elektroda jest obsługiwana ręcznie w celu spawania. Jest to najwcześniej opracowana i nadal najczęściej stosowana metoda spawania spośród różnych metod spawania łukowego.

Ręczne spawanie łukowe metali uzyskuje się poprzez podgrzewanie i topienie metalu za pomocą ciepła łuku wytwarzanego między elektrodą pokrytą zewnętrznym topnikiem a przedmiotem obrabianym. Rysunek 1 przedstawia proces ręcznego spawania łukowego. Przed rozpoczęciem spawania, uchwyt elektrody 3 i przedmiot obrabiany 1 są podłączone do dwóch biegunów zacisku wyjściowego spawarki 4, a elektroda 2 jest zaciśnięta na uchwycie elektrody 3.

1-Workpiece
2-Elektroda
Uchwyt na 3 elektrody
4-Spawarka
Łuk spawalniczy 5
6-Molten Pool
7-Weld Seam

Podczas spawania łuk spawalniczy 5 jest zapalany między elektrodą a elementem spawanym. Wysoka temperatura (od 6000 do 7000°C) generowana przez łuk topi materiał podstawowy elektrody i elementu spawanego (o temperaturze topnienia zazwyczaj około 1500°C), tworząc jeziorko 6. Gdy elektroda przesuwa się wzdłuż kierunku spawania, nowe jeziorka stale się tworzą, podczas gdy ciekły metal z poprzedniego jeziorka chłodzi się i krzepnie, tworząc szew spawalniczy 7, łącząc w ten sposób elementy obrabiane ze sobą.

Ręczne spawanie łukowe charakteryzuje się wysoką temperaturą łuku, skoncentrowanym ciepłem, prostym sprzętem, wygodną i elastyczną obsługą oraz możliwością dostosowania do spawania w różnych warunkach. Jest to powszechnie stosowana metoda w produkcji spawalniczej i jest szeroko stosowana do spawania różnych grubości i pozycji stali węglowej, stali stopowej, stali nierdzewnej, stali żaroodpornej, stali o wysokiej wytrzymałości, żeliwa i innych materiałów metalowych. Może być również stosowana do spawania stopów miedzi i niklu.

Wadami ręcznego spawania łukowego jest niska wydajność produkcji, wysoka pracochłonność, a jakość spawania zależy od poziomu umiejętności operatora.

1. Sprzęt i narzędzia do przetwarzania

Sprzęt do ręcznego spawania łukowego składa się ze spawalniczych źródeł prądu i narzędzi spawalniczych.

(1) Źródło prądu spawania

Powszechnie stosowane spawalnicze źródła zasilania do ręcznego spawania łukowego metali (powszechnie znane jako spawarki) obejmują głównie transformatory do spawania łukowego AC i prostowniki do spawania łukowego.

1) Prostownik do spawania łukowego

Prostownik do spawania łukowego to rodzaj urządzenia do spawania prądem stałym. Moc prądu przemiennego jest przekształcana w moc prądu stałego poprzez transformację i prostowanie. Istnieją trzy rodzaje prostowników do spawania łukowego: krzemowe prostowniki do spawania łukowego, tyrystorowe prostowniki do spawania łukowego i tranzystorowe prostowniki do spawania łukowego.

Ze względu na zalety tyrystorowych prostowników spawalniczych, takie jak niski poziom hałasu, niskie straty bez obciążenia, małe rozmiary, niewielka waga, niski koszt, wysoki współczynnik mocy, oszczędność energii, dobra wydajność regulacji i łatwość automatyzacji, są one coraz częściej stosowane. Rysunek 2 przedstawia wygląd tyrystorowego prostownika spawalniczego typu ZX5-400. Znamionowy prąd spawania tego prostownika wynosi 400A.

2) Transformator do spawania łukowego AC

Wyjściowy prąd spawania transformatora spawalniczego AC jest prądem przemiennym. Ma zalety takie jak prosta konstrukcja, łatwa produkcja, niski koszt, niezawodne użytkowanie i łatwa konserwacja, dzięki czemu jest szeroko stosowany. Jest to najczęściej używany sprzęt spawalniczy do spawania elementów ze stali niskowęglowej. Rysunek 3 przedstawia wygląd transformatora do spawania łukowego AC.

Śruba łącząca 1 kabel spawalniczy
2-zaciskowy (zgrubna regulacja prądu)
3-uchwyt regulacji (precyzyjna regulacja prądu)
4-śruba uziemiająca

(2) Narzędzia spawalnicze

Niezbędne narzędzia i akcesoria spawalnicze do ręcznego spawania łukowego obejmują kable spawalnicze, uchwyty elektrod, maski, rękawice spawalnicze i buty izolowane, panele ekranujące, szczotki druciane, młotki żużlowe itp.

1) Kabel spawalniczy

Kabel spawalniczy służy do podłączenia uchwytu elektrody i przedmiotu spawanego do źródła zasilania w celu przewodzenia prądu spawania. Kabel powinien mieć dobrą warstwę izolacyjną, a odsłonięte przewody są niedozwolone. Jeśli zewnętrzna osłona jest uszkodzona, należy owinąć ją taśmą izolacyjną, aby zapobiec zwarciom i porażeniu prądem.

2) Uchwyt elektrody

Uchwyt elektrody to narzędzie służące do przytrzymywania elektrody i przewodzenia prądu spawania. Jego wygląd pokazano na rysunku 4. Uchwyt elektrody powinien charakteryzować się dobrą przewodnością, izolacją i odpornością na ciepło, a także powinien być w stanie szybko i bezpiecznie przytrzymać i zwolnić elektrodę, będąc lekkim i elastycznym w użyciu.

3) Maska

Istnieją dwa rodzaje masek: nahełmowe i ręczne, jak pokazano na rysunku 5.

a) Typ ręczny
b) Typ kasku

Zadaniem maski jest ochrona twarzy i oczu operatora przed intensywnym światłem łuku spawalniczego oraz zapobieganie rozpryskiwaniu się stopionego żużlu. Operator może obserwować proces spawania przez zdejmowaną szybkę ochronną na masce. Kolor soczewki ochronnej waha się od ciemnego do jasnego i powinien być dobrany tak, aby wyraźnie widzieć jeziorko spawalnicze.

4) Rękawice spawalnicze i buty izolowane

Rękawice i buty ocieplane stanowią środki ochrony indywidualnej. Rękawice mają długie rękawy, a ich długość nie powinna ograniczać ruchów łokci. Buty izolowane wymagają grubych podeszew i wysokich czubków, zapewniających izolację i odporność na ciepło. Rękawice i buty izolowane używane przez spawaczy powinny skutecznie zapobiegać oparzeniom łukiem elektrycznym i rozpryskom stopionego żużlu, a także porażeniu prądem.

5) Panel ekranu

Panel ekranowy służy dwóm celom: jednym jest oddzielenie obszaru roboczego od otoczenia lub innych operatorów, zapobiegając zranieniu innych osób lub spowodowaniu pożaru przez światło łuku elektrycznego i rozpryski; drugim jest zapobieganie niestabilności łuku elektrycznego przez wiatr. Panel ekranu może być wykonany w różnych formach w zależności od lokalnych warunków.

6) Szczotka druciana

Szczotka druciana służy do usuwania rdzy, zgorzeliny i brudu z obszaru spawania.

7) Młotek, dłuto, młotek żużlowy

Są to narzędzia pomocnicze używane do usuwania żużla spawalniczego. Głowica młotka do usuwania żużlu jest często szlifowana na kształt stożka lub płaskiego dłuta w zależności od rzeczywistych potrzeb.

(3) Pręt spawalniczy

A pręt spawalniczy to elektroda otulona topnikiem stosowana do spawania łukowego. Składa się z dwóch części: powłoki topnika i drutu rdzeniowego. Średnica i długość pręta spawalniczego odnoszą się do średnicy i długości drutu rdzeniowego. Typowe średnice d obejmują 1,6 mm, 2,0 mm, 2,5 mm, 3,2 mm, 4,0 mm, 5,0 mm i 8,0 mm, o długości od 200 do 550 mm, jak pokazano na rysunku 6.

Powłoka 1-Flux
Przewód 2-żyłowy

Drut rdzeniowy to metalowy rdzeń pręta spawalniczego pokryty powłoką topnika. W zależności od zastosowania, drut rdzeniowy może być wykonany z drutu stalowego, drutu z metali nieżelaznych lub drutu odlewanego. Drut rdzeniowy służy dwóm celom: jako elektroda do przewodzenia prądu i generowania łuku oraz jako materiał wypełniający, który stapia się z metalem podstawowym (metalem spoiny), tworząc szew spawalniczy.

Materiały na stalowe druty rdzeniowe obejmują stal konstrukcyjną węglową, stal konstrukcyjną stopową i stal nierdzewną. Gatunek drutu rdzeniowego jest oznaczony przedrostkiem "H", po którym następuje oznaczenie podobne do gatunków stali, takich jak H08 (drut rdzeniowy ze stali węglowej), H08Mn2Si (drut rdzeniowy ze stopowej stali konstrukcyjnej) i H00Cr19Ni9 (drut rdzeniowy ze stali nierdzewnej).

Skuteczne składniki powlekane na powierzchni drutu rdzeniowego nazywane są powłoką topnikową, znaną również jako powłoka. Powłoka topnika pręta spawalniczego to warstwa powłoki wyciśnięta na powierzchnię drutu rdzeniowego, wykonana z surowców takich jak proszek mineralny, proszek żelazostopowy, substancje organiczne i produkty chemiczne zmieszane w określonej proporcji.

Istnieje wiele rodzajów i gatunków prętów spawalniczych. W oparciu o właściwości chemiczne żużla powstającego po stopieniu pręta spawalniczego, pręty spawalnicze można podzielić na dwie kategorie: kwaśne pręty spawalnicze (zwykłe pręty spawalnicze) i zasadowe pręty spawalnicze (pręty spawalnicze o niskiej zawartości wodoru). Gdy tlenków kwasowych (takich jak dwutlenek krzemu, dwutlenek tytanu itp.) w żużlu jest więcej niż tlenków zasadowych (takich jak tlenek wapnia itp.), pręt spawalniczy nazywany jest kwaśnym prętem spawalniczym; w przeciwnym razie nazywany jest podstawowym prętem spawalniczym.

W przypadku stalowych prętów spawalniczych, te z topnikami takimi jak tlenek tytanu, tytan-wapń, ilmenit, tlenek żelaza i celuloza są klasyfikowane jako kwaśne pręty spawalnicze, podczas gdy te z topnikami takimi jak sód o niskiej zawartości wodoru lub potas o niskiej zawartości wodoru są klasyfikowane jako zasadowe pręty spawalnicze. Ponieważ gaz ochronny wytwarzany przez topnik tych prętów spawalniczych podczas spawania zawiera bardzo mało wodoru, są one również znane jako pręty spawalnicze o niskiej zawartości wodoru.

2. Wybór parametrów spawania

Parametry spawania łukowego odnoszą się głównie do średnicy i gatunku drutu spawalniczego, prądu spawania, rodzaju i polaryzacji prądu, napięcia łuku, prędkości spawania i liczby warstw. Parametry spawania mają znaczący wpływ na wydajność i jakość spawania, dlatego muszą być prawidłowo dobrane.

Jednak ze względu na różne specyficzne warunki (takie jak materiał spawanej konstrukcji, jakość montażu przedmiotu obrabianego, nawyki pracy spawacza itp.), dla tego samego przedmiotu obrabianego można wybrać różne parametry spawania. W związku z tym można przedstawić jedynie krótkie wprowadzenie do zasad doboru parametrów spawania.

(1) Wybór średnicy pręta spawalniczego

Wybór średnicy drutu spawalniczego zależy głównie od grubości spawanego elementu. Dodatkowo należy wziąć pod uwagę kształt złącza, pozycję spawania i poziom spawania. Im grubszy element spawany, tym większy wymagany rozmiar spoiny i tym większa średnica wybranego pręta spawalniczego. Dane wymienione w tabeli 1 mogą służyć jako odniesienie.

Tabela 1 Wybór średnicy pręta spawalniczego

W przypadku spawania wielowarstwowego grubych płyt, średnica pręta spawalniczego wybranego do spawania dolnej warstwy nie powinna zasadniczo przekraczać 4 mm, a pręty spawalnicze o większej średnicy mogą być odpowiednio dobrane do kolejnych warstw.

W przypadku spoin pachwinowych i zakładkowych można wybrać pręty spawalnicze o większej średnicy niż w przypadku spoin czołowych. W przypadku spawania pionowego, poziomego i napowietrznego średnica pręta spawalniczego nie powinna przekraczać 4 mm, aby zapobiec zbyt dużemu jeziorku spawalniczemu, powodującemu spływanie stopionego metalu i pogorszenie jakości spoiny.

(2) Wybór prądu spawania

Wybór prądu spawania zależy głównie od średnicy pręta spawalniczego. Jeśli prąd spawania jest zbyt duży, ciepło oporowe samego pręta spawalniczego spowoduje, że pręt zmieni kolor na czerwony, strumień ulegnie pogorszeniu, a nawet duże kawałki odpadną automatycznie, tracąc swoją funkcję ochronną. Drut rdzeniowy stopi się zbyt szybko, obniżając jakość spawania; jeśli prąd spawania jest zbyt mały, łuk będzie niestabilny.

Dlatego dla danej średnicy pręta spawalniczego istnieje odpowiedni zakres użycia prądu. Tabela 2 przedstawia odpowiedni zakres użycia prądu dla różnych średnic prętów spawalniczych ze stali węglowej kwasowej.

Tabela 2 Odniesienie do bieżącego stosowania kwasowych prętów spawalniczych ze stali węglowej

W przypadku stosowania zasadowych prętów spawalniczych, wybrany prąd spawania powinien być o około 10% mniejszy niż w przypadku kwasowych prętów spawalniczych o tej samej średnicy.

W przypadku stosowania ogólnych prętów spawalniczych ze stali konstrukcyjnej, zależność między prądem spawania I a średnicą pręta spawalniczego d można początkowo wybrać za pomocą następującego wzoru empirycznego, a następnie dostosować w oparciu o rzeczywistą sytuację spawania w produkcji:

I=Kd

W formule

• I - Prąd spawania (A);
• d - Średnica pręta spawalniczego (mm);
• K - Współczynnik związany ze średnicą pręta spawalniczego, patrz Tabela 3.

Tabela 3 Wartości K dla różnych średnic prętów spawalniczych

Ponadto, wybór wielkości prądu spawania powinien również kompleksowo uwzględniać grubość przedmiotu obrabianego, kształt złącza, pozycję spawania i warunki użytkowania na miejscu. W przypadku dużej grubości elementu spawanego, spoin pachwinowych, niskiej temperatury otoczenia i szybkiego rozpraszania ciepła, można wybrać górną granicę prądu; jeśli grubość elementu spawanego nie jest duża, a w pozycjach spawania pionowego, poziomego i nad głową, prąd spawania powinien być odpowiednio zmniejszony.

W praktyce wybór prądu opiera się na doświadczeniu spawacza, a przydatność prądu można ocenić na podstawie następujących aspektów:

1) Obserwować rozpryski.

Gdy natężenie prądu jest zbyt duże, siła łuku jest silna, a duże cząstki stopionego metalu można zobaczyć rozpryskujące się z jeziorka spawalniczego, z głośnymi dźwiękami pękania podczas spawania; gdy natężenie prądu jest zbyt małe, siła łuku jest słaba, a stopiony metal i żużel nie są łatwe do oddzielenia.

2) Obserwować tworzenie się spoiny.

Gdy natężenie prądu jest zbyt duże, spoina jest niska, z głębokim wtopieniem, a podcięcie może wystąpić po obu stronach; gdy natężenie prądu jest zbyt małe, spoina jest wąska i wysoka, a stopienie z metalem podstawowym po obu stronach jest słabe.

3) Obserwować stan drutu spawalniczego.

Gdy prąd jest zbyt duży, po spawaniu ponad połowy pręta pozostały pręt zmieni kolor na czerwony, a topnik odpadnie; gdy prąd jest zbyt mały, łuk jest niestabilny, a pręt prawdopodobnie przyklei się do przedmiotu obrabianego; gdy prąd jest odpowiedni, pozostały pręt po spawaniu jest ciemnoczerwony.

Ważne konstrukcje spawalnicze, takie jak kotły i zbiorniki ciśnieniowe, muszą zostać przetestowane i zakwalifikowane poprzez kwalifikację procedury spawania przed określeniem procesu spawania i powiązanych parametrów procesu, które mają być zastosowane.

(3) Wybór napięcia łuku i prędkości spawania

Podczas spawania łukowego napięcie łuku i prędkość spawania są zazwyczaj elastycznie kontrolowane przez spawacza w zależności od konkretnych warunków. Zasadą jest zapewnienie penetracji i uzyskanie spoiny o wymaganym kształcie i rozmiarze.

Napięcie łuku zależy głównie od długości łuku L, która jest zwykle kontrolowana w zakresie od 1 do 4 mm [można ją określić za pomocą wzoru empirycznego L = (0,5 do 1) d, gdzie d to średnica pręta spawalniczego w mm], a odpowiednie napięcie łuku wynosi od 16 do 25 V. Jeśli łuk jest zbyt długi, jest podatny na kołysanie, zwiększone rozpryski i wady, takie jak porowatość, podcięcie i brak wtopienia.

Podczas procesu spawania należy w miarę możliwości stosować spawanie łukiem zwarciowym. Długość łuku powinna być krótsza w przypadku spawania pionowego i górnego niż w przypadku spawania płaskiego. Długość łuku dla elektrod zasadowych powinna być krótsza niż dla elektrod kwaśnych, aby zapewnić stabilność łuku i zapobiec porowatości.

3. Rodzaje rowków w połączeniach spawanych

Złącze spawane to złącze połączone za pomocą metody spawaniaskładające się ze spoiny, strefy wtopienia i strefy wpływu ciepła. Różne połączenia spawane mają różne typy rowków. Typ rowka złącza spawanego składa się głównie z trzech elementów: szczeliny, kąta rowka i wysokości tępej krawędzi. Wybór rowka spawalniczego różni się w zależności od grubości materiału i różnych form połączeń spawanych.

(1) Formy połączeń spawanych

W przypadku spawania konstrukcji stalowych, ze względu na różnice w grubości elementu spawanego, kształcie konstrukcji i warunkach użytkowania, formy połączeń i rodzaje rowków również się różnią. Formy złączy spawanych można podzielić na cztery rodzaje: złącza doczołowe, narożne, teowe i zakładkowe.

1) Połączenie doczołowe

Złącze doczołowe to złącze utworzone przez spawanie dwóch elementów znajdujących się w tej samej płaszczyźnie. Jest to najczęściej stosowana forma złącza w konstrukcjach spawanych. W zależności od grubości elementu spawanego i przygotowania rowka, złącza doczołowe można ogólnie podzielić na pięć typów: bez rowka, z rowkiem w kształcie litery V, z rowkiem w kształcie litery X, z pojedynczym rowkiem w kształcie litery U i z podwójnym rowkiem w kształcie litery U, jak pokazano na rysunku 7.

a) Brak rowka
b) Rowek w kształcie litery V
c) Rowek X
d) Pojedynczy rowek w kształcie litery U
e) Podwójny rowek w kształcie litery U

2) Połączenie narożne

Połączenie narożne to połączenie, w którym powierzchnie czołowe dwóch elementów obrabianych tworzą kąt większy niż 30° i mniejszy niż 135°. W zależności od grubości elementu spawanego i przygotowania rowka, złącza narożne można podzielić na cztery typy: bez rowka, z jednostronnym rowkiem w kształcie litery V, z rowkiem w kształcie litery V i z rowkiem w kształcie litery K, jak pokazano na rysunku 8.

a) Brak rowka
b) Jednostronny rowek w kształcie litery V
c) Rowek w kształcie litery V
d) Rowek K

3) Trójnik

Złącza teowe (w tym ukośne złącza teowe, złącza potrójne i złącza krzyżowe) to złącza, w których prostopadłe lub ukośne elementy obrabiane (dwie lub trzy płyty) są łączone za pomocą spoin pachwinowych. Jest to typowe połączenie spawane łukowo, które może wytrzymać siły i momenty w różnych kierunkach.

Ta forma połączenia jest szeroko stosowana, z około 70% spoin w konstrukcjach kadłubów wykorzystujących tę formę połączenia. W zależności od grubości elementu spawanego i przygotowania rowka, złącza teowe można podzielić na cztery typy: bez rowka, jednostronny rowek w kształcie litery V, rowek w kształcie litery K i podwójny rowek w kształcie litery U, jak pokazano na rysunku 9.

a) Brak rowka
b) Jednostronny rowek w kształcie litery V
c) Rowek K
d) Podwójny rowek w kształcie litery U

Gdy spoina teowa jest stosowana jako spoina łącząca, a grubość blachy stalowej wynosi 2-30 mm, wykonanie rowka nie jest konieczne. Jeśli spoina teowa ma przenosić obciążenia, należy przygotować odpowiedni rowek zgodnie z grubością blachy stalowej i wymaganiami wytrzymałości konstrukcyjnej, aby zapewnić pełne wtopienie i wytrzymałość połączenia.

4) Złącze zakładkowe

Połączenie zakładkowe to połączenie, w którym dwa elementy są częściowo nakładane na siebie lub specjalny element zakładkowy jest dodawany i łączony za pomocą spoin pachwinowych, spoin czołowych lub spoin szczelinowych. W zależności od kształtu konstrukcyjnego i wymagań wytrzymałościowych, połączenia zakładkowe można podzielić na trzy typy: bez rowka, spoina pachwinowa w okrągłym otworze i spoina pachwinowa w długim otworze, jak pokazano na rysunku 10.

a) Brak rowka
b) Wtyczka spawana w okrągłym otworze
c) Spoina pachwinowa w długim otworze

Połączenia zakładkowe bez rowków są zwykle stosowane do blach stalowych o grubości mniejszej niż 12 mm, z długością zakładki L≥2(t₁+t₂) i stosuje się spawanie dwustronne. Wymagania montażowe dla tego złącza nie są wysokie, a nośność złącza jest niska, więc jest ono stosowane tylko w konstrukcjach niekrytycznych.

Gdy obszar zachodzących na siebie blach stalowych jest duży, w celu zapewnienia wytrzymałości konstrukcyjnej można wybrać spoiny czołowe w okrągłych otworach i spoiny pachwinowe w długich otworach. Ta forma jest szczególnie odpowiednia dla wąskich i zamkniętych konstrukcji spawanych. Rozmiar i liczbę okrągłych i długich otworów należy określić na podstawie grubości blachy i wymagań dotyczących wytrzymałości konstrukcji.

(2) Wybór rowka spawalniczego

Utworzenie rowka na spawanej części ma na celu zapewnienie pełnego wtopienia grani spoiny, ułatwienie usuwania żużlu i osiągnięcie lepszego formowania spoiny. Rowek pomaga również dostosować stosunek metalu podstawowego do metalu wypełniającego. Tępa krawędź zapobiega przepaleniu, a jej rozmiar powinien zapewniać penetrację pierwszej warstwy spoiny. Szczelina zapewnia również penetrację rdzenia.

Przy wyborze typu rowka należy wziąć pod uwagę następujące czynniki: zapewnienie wtopienia, łatwość obróbki kształtu rowka, maksymalizacja wydajności produkcji, oszczędność prętów spawalniczych i minimalizacja odkształceń po spawaniu.

W przypadku spawania blach stalowych o grubości mniejszej niż 6 mm, rowki nie są zwykle wykonywane, ale w przypadku ważnych konstrukcji rowki są wymagane, gdy grubość wynosi 3 mm. W przypadku blach stalowych o grubości 6-26 mm stosuje się rowek w kształcie litery V, który jest łatwy w obróbce, ale może prowadzić do deformacji po spawaniu.

W przypadku blach stalowych o grubości 12-60 mm można zastosować rowek w kształcie litery X. W porównaniu do rowka w kształcie litery V, może on zmniejszyć ilość metalu spoiny o około połowę przy tej samej grubości, a odkształcenie i naprężenie wewnętrzne elementu spawanego są również mniejsze. Jest on stosowany głównie w konstrukcjach o dużej grubości i niewielkich odkształceniach. Pojedyncze rowki w kształcie litery U i podwójne rowki w kształcie litery U mają jeszcze mniej metalu spoiny i mniejsze odkształcenia po spawaniu, ale obróbka rowka jest trudna, zwykle stosowana w ważniejszych konstrukcjach spawalniczych.

W przypadku połączeń doczołowych blach o różnych grubościach (patrz rysunek 11), jeśli różnica grubości (t-t₁) nie przekracza specyfikacji podanych w Tabeli 4, podstawowy kształt i rozmiar złącza spawanego powinien być wybrany zgodnie z grubszą blachą; w przeciwnym razie na grubszej blasze należy wykonać pojedynczy lub podwójny skos o długości przerzedzenia L≥3 (t-t₁).

Tabela 4 Zakres różnic grubości (jednostka: mm)

4. Techniki ręcznego spawania łukowego

Ręczne spawanie łukowe to wysoce techniczna metoda ręcznego łączenia procesów. Technika operatora w dużej mierze decyduje o jakości procesu spawania, dlatego operatorzy spawania muszą posiadać dobre umiejętności operacyjne.

(1) Podstawowe operacje ręcznego spawania łukowego

W przypadku ręcznego spawania łukowego, zajarzenie łuku, przesuwanie pręta i wykańczanie to najbardziej podstawowe operacje. Istnieje wiele podstawowych metod działania, a każdy spawacz stosuje nieco inne metody.

1) Metoda łuku elektrycznego

Zajarzenie łuku jest podstawową umiejętnością w ręcznym spawaniu łukowym, szczególnie często wykorzystywaną w spawaniu sczepnym.

① Metoda zdrapywania dla łuku elektrycznego.

Metoda zarysowania polega na lekkim zarysowaniu końcówki pręta spawalniczego po powierzchni przedmiotu obrabianego w celu wytworzenia łuku, a następnie szybkim przesunięciu go do pozycji spawania i utrzymaniu pewnej odległości między prętem a przedmiotem obrabianym w celu utrzymania stabilnego łuku, jak pokazano na rysunku 12.

Metoda zarysowania łuku jest stosunkowo łatwa do opanowania, ale może uszkodzić powierzchnię przedmiotu obrabianego. Nie jest ona odpowiednia dla elementów o rygorystycznych wymaganiach dotyczących powierzchni.

Podczas montażu elementów konstrukcyjnych do spawania sczepnego metoda polega na: zarysowaniu wzdłuż szwu spawalniczego w celu zajarzenia łuku, spawaniu punktu, a następnie lekkim uniesieniu pręta (upewniając się, że łuk nie zgaśnie) i szybkim zarysowaniu wzdłuż szwu spawalniczego na odległość w celu spawania drugiego punktu, kontynuując aż do zakończenia wszystkich punktów spawania na szwie, jak pokazano na rysunku 13.

Metoda ta łączy częste zajarzanie łuku podczas spawania sczepnego i zajarzanie łuku przez zarysowanie, umożliwiając ciągłe spawanie i zajarzanie łuku. Po jej opanowaniu można poprawić wydajność pracy i jakość wyglądu spoin sczepnych.

② Metoda łuku bezpośredniego.

Metoda bezpośredniego uderzenia polega na ustawieniu elektrody prostopadle do spoiny i bezpośrednim uderzeniu końcem elektrody w spoinę w celu wygenerowania łuku. Po wygenerowaniu łuku należy szybko podnieść i kontrolować elektrodę, aby utrzymać pewną odległość od przedmiotu obrabianego, zapewniając stabilność łuku, jak pokazano na rysunku 14.

Siła uderzenia, punkt lądowania i prędkość podnoszenia elektrody w metodzie łuku bezpośredniego są trudne do kontrolowania, co sprawia, że metoda ta jest trudna do opanowania i podatna na przywieranie elektrody do przedmiotu obrabianego. W takich przypadkach należy szybko odchylić uchwyt elektrody, aby odłączyć elektrodę od przedmiotu obrabianego. Jeśli elektroda nadal pozostaje przyklejona, należy zwolnić uchwyt elektrody w celu jej odłączenia, a następnie, po ostygnięciu, strząsnąć ją.

Metoda bezpośredniego zajarzenia łuku może łatwo spowodować odpadnięcie powłoki na końcu elektrody, utratę ochrony i porowatość spoiny. Dlatego też należy zachować ostrożność podczas korzystania z tej metody.

2) Metody manipulacji elektrodami

Podczas procesu spawania łukowego elektrodą, elektroda podlega podstawowym ruchom w trzech kierunkach: podawanie w dół, kołysanie boczne i ruch wzdłużny wzdłuż spoiny, jak pokazano na rysunku 15.

① Celem podawania elektrody w dół jest wypełnienie spoiny w miarę stapiania elektrody i utrzymanie ciągłego łuku. Podczas podawania elektrody w dół należy zwrócić uwagę na wpływ długości łuku na jakość spoiny. Zbyt długi łuk jest podatny na kołysanie, powodując straty ciepła i umożliwiając przedostawanie się powietrza, co skutkuje porowatością spoiny. Odpowiednia długość łuku jest zazwyczaj równa lub nieco mniejsza od średnicy elektrody.

② Boczne wychylenie elektrody pozwala na pełne stopienie krawędzi elementu spawanego, poszerzając spoinę i ułatwiając odprowadzanie żużla i gazu z jeziorka spawalniczego, poprawiając w ten sposób jakość spoiny.

③ Ruch wzdłużny wzdłuż spoiny jest głównym ruchem formującym spoinę. Prędkość ruchu elektrody ma duży wpływ na formowanie spoiny. Jeśli prędkość jest zbyt duża, stapianie jest niewystarczające; jeśli jest zbyt wolna, spoina staje się zbyt głęboka, przegrzewając obrabiany przedmiot, szczególnie w przypadku spawania cienkich blach, co może łatwo spowodować przepalenie.

Połączenie podstawowych ruchów w trzech kierunkach stanowi manipulację elektrodą podczas spawania łukowego. Istnieje wiele metod manipulacji, w tym liniowa, posuwisto-zwrotna liniowa, zygzakowata, trójkątna i kołowa, jak pokazano na rysunku 16.

a) Liniowy
b) Zygzak
c) Trójkątny
d) Okrągły

Wybór metody manipulacji elektrodą zależy od różnych czynników, takich jak grubość spawanego elementu, położenie spoiny, kształt złącza i natężenie prądu spawania. W przypadku spawania sczepnego stosowanego w operacjach spawania na zimno, manipulacja obejmuje głównie podawanie elektrody w dół i odchylanie jej na boki, z krótszym ruchem wzdłużnym wzdłuż spoiny, co ma mniejszy wpływ. W związku z tym manipulacja spawaniem sczepnym jest stosunkowo łatwa do opanowania.

3) Metody wykańczania spoin

Wykończenie spoiny zasadniczo obejmuje zajarzenie łuku i operacje wykończeniowe. Prawidłowe opanowanie metody wykańczania może zapewnić jakość spawania. Główne metody wykańczania są następujące:

① Okrężna metoda wykańczania.

Elektroda wykonuje ruch okrężny w punkcie wykańczania, przerywając łuk po wypełnieniu krateru, jak pokazano na rysunku 17. W przypadku spawania sczepnego, po zajarzeniu łuku, należy wykonać ruch okrężny bezpośrednio w punkcie spawania, aby uzyskać gładki wygląd spoiny.

② Metoda wykańczania wstecznego.

W punkcie końcowym elektroda pozostaje nieruchoma, obniża łuk i porusza się do tyłu, zmieniając kąt elektrody, jak pokazano na rysunku 18. Elektroda przesuwa się z pozycji 1 do pozycji 2 na rysunku, a po wypełnieniu krateru łuk zostaje przerwany.

③ Metoda wykańczania z wielokrotnym łamaniem łuku.

Podczas wykańczania należy kilkakrotnie zapalać i gasić łuk w krótkim czasie, aż krater zostanie wypełniony. Metoda ta jest często stosowana przy spawaniu cienkich blach.

(2) Operacje dla różnych pozycji spawania podczas spawania łukiem elektrodowym

W oparciu o położenie przestrzenne złącza przedmiotu obrabianego, pozycje spawania są podzielone na spawanie płaskie, spawanie pionowe, spawanie poziome i spawanie górne, które można rozróżnić za pomocą różnych kątów szwu spawalniczego i kątów obrotu.

1) Spawanie płaskie

W przypadku spawania płaskiego spoinę można oglądać z góry, co ułatwia obserwację łuku i jeziorka spawalniczego. Stopiona elektroda spływa do jeziorka grawitacyjnie, dzięki czemu proces spawania jest łatwiejszy do kontrolowania. Dlatego, jeśli to możliwe, należy ustawić obrabiany przedmiot płasko, aby umieścić spoinę w płaskiej pozycji spawania. Rysunek 19 przedstawia kąt nachylenia elektrody podczas spawania płaskiego.

2) Spawanie pionowe

Podczas spawania pionowego jeziorko spawalnicze znajduje się na pionowej powierzchni, a stopiony metal i żużel mają tendencję do spływania w dół z powodu grawitacji, co utrudnia operację spawania. Dlatego specyfikacja elektrody i prąd spawania wybrane do spawania pionowego powinny być mniejsze, aby zmniejszyć objętość jeziorka spawalniczego, przyspieszyć jego chłodzenie i zapobiec spływaniu stopionego metalu w dół. Rysunek 20 przedstawia kąt nachylenia elektrody podczas spawania pionowego.

W przypadku spawania pionowego (w tym spawania sczepnego) zazwyczaj stosuje się metodę zajarzenia łuku. Operacja ta polega na zajarzeniu łuku po jednej stronie spoiny, a gdy kropla oderwie się od elektrody, natychmiast podnieś łuk do górnej przekątnej spoiny, a następnie przeciągnij łuk na drugą stronę spoiny. Zatrzymaj się na chwilę, poczekaj, aż kropla odłączy się od elektrody, a następnie ponownie podnieś łuk do górnej przekątnej. Powtórz ten proces, aby wypełnić spoinę kropelkami, jak pokazano na rysunku 21.

Podczas pracy upewnij się, że krople mają wystarczający czas krzepnięcia i staraj się nie przerywać łuku.

3) Spawanie poziome

Spawanie poziome jest również trudne, ponieważ stopiony metal i żużel mają tendencję do spływania w dół pod wpływem grawitacji, powodując podcięcie w górnej części spoiny i ścieg spoiny w dolnej części. Kąt nachylenia elektrody podczas spawania poziomego pokazano na rysunku 22.

Podczas spawania poziomego elektroda jest nachylona pod kątem 15° w kierunku pionowym i tworzy kąt 70° do 80° ze spoiną w kierunku poziomym, przy użyciu krótkiego łuku i posuwisto-zwrotnej manipulacji liniowej wzdłuż spoiny. Ważne jest, aby wybrać nieco mniejsze specyfikacje elektrody i prąd spawania.

4) Spawanie napowietrzne

Spawanie nad głową jest najtrudniejszą operacją spośród różnych pozycji spawania, ponieważ jeziorko spawalnicze jest zawieszone poniżej spoiny, a grawitacja znacząco wpływa na krople, utrudniając tworzenie spoiny.

Spawanie nad głową wymaga użycia najkrótszego możliwego łuku, aby pomóc kroplom przylegać do spoiny. Średnica elektrody używanej do spawania pod napięciem wynosi zazwyczaj od ϕ3 do ϕ4 mm, a prąd spawania może być nieco większy, aby zwiększyć siłę łuku. Podczas spawania elektrodą otuloną, elektroda tworzy kąt 90° z obiema stronami przedmiotu spawanego, jak pokazano na rysunku 23.

Kąt nachylenia elektrody względem kierunku spawania zależy od głębokości wtopienia. Jeśli wymagane jest płytkie wtopienie, aby uniknąć przepalenia, elektroda jest nachylona o około 10° w przeciwnym kierunku spawania, jak pokazano na rysunku 24.

Jeśli wymagane jest głębsze wtopienie, przechyl elektrodę o około 10° w kierunku spawania, jak pokazano na rysunku 25. Elektrodę można przesuwać w linii prostej lub posuwisto-zwrotnej.

(3) Prawidłowe użycie elektrod

Właściwe użycie elektrod jest jednym z ważnych czynników zapewniających jakość spawania. Zastosowanie powszechnie używanych elektrod przedstawiono w tabeli 5.

Tabela 5 Zastosowanie powszechnie używanych elektrod (elektrod ze stali konstrukcyjnej)

Podczas spawania, aby zapewnić jakość spawania, elektrody muszą być suszone i odpowiednio przechowywane. Zasadowe powłoki elektrod wykorzystują szkło wodne jako spoiwo, podczas gdy elektrody kwaśne wykorzystują materiały organiczne jako spoiwa i proszek drzewny jako czynnik gazotwórczy. Czynniki te sprawiają, że temperatura suszenia elektrod nie powinna być zbyt wysoka. Temperatury suszenia dla różnych elektrod przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6 Temperatury suszenia elektrod

Po wysuszeniu elektrody należy umieścić w pojemniku izolacyjnym. Po wyjęciu elektrody pojemnik należy natychmiast przykryć, aby zapobiec zawilgoceniu wysuszonej elektrody przez wilgoć zawartą w powietrzu.

5. Ochrona bezpieczeństwa podczas spawania

Podczas spawania łukowego elektrodą ochrona bezpieczeństwa obejmuje głównie zapobieganie porażeniu prądem elektrycznym, zapobieganie promieniowaniu łuku oraz zapewnienie wentylacji i usuwania pyłu.

(1) Zapobieganie porażeniu prądem elektrycznym

Istnieją dwa rodzaje wypadków porażenia prądem podczas spawania: bezpośrednie porażenie prądem, które wiąże się z kontaktem z częściami pod napięciem, oraz pośrednie porażenie prądem, które wiąże się z kontaktem z częściami niebędącymi pod napięciem, które stają się pod napięciem w wyniku uszkodzenia izolacji lub awarii sprzętu.

Główne formy bezpośredniego porażenia prądem podczas spawania obejmują: kontakt z częściami pod napięciem, takimi jak szczypce spawalnicze i elektrody podczas wymiany elektrod lub przedmiotów obrabianych; słaba izolacja między stopami lub innymi częściami ciała a podłożem lub metalowymi konstrukcjami, takimi jak spawanie wewnątrz kontenerów, rurociągów, w deszczowych, wilgotnych miejscach lub gdy ciało mocno się poci, co może łatwo doprowadzić do porażenia prądem; kontakt z odsłoniętymi zaciskami pod napięciem, słupkami wiążącymi, przewodami itp. skutkujący porażeniem prądem; spawanie w pobliżu sieci wysokiego napięcia, powodujące wyładowanie przebiciowe z powodu nadmiernej bliskości.

Pośrednie porażenie prądem elektrycznym podczas spawania wiąże się głównie z nieszczelnością sprzętu, w tym: nieszczelnością sprzętu spowodowaną przeciążeniem, wewnętrznym nagrzewaniem zwarciowym powodującym obniżenie wydajności izolacji; nieszczelnością spowodowaną uszkodzeniem izolacji cewki przez deszcz lub wilgoć; nieszczelnością spowodowaną uszkodzeniem części izolacyjnej przewodów i kabli itp.

Środki zapobiegające wyciekom obejmują głównie: ścisłe przestrzeganie procedur operacyjnych; prawidłowe noszenie odzieży ochronnej podczas spawania; niezawodne uziemienie powłoki sprzętu spawalniczego, tak aby w przypadku wycieku powłoki rezystancja uziemienia była bardzo mała (≤4Ω), tworząc pętlę między powłoką sprzętu a przewodem uziemiającym, umożliwiając przepływ większości prądu przez tę pętlę zamiast przez ludzkie ciało, zapobiegając w ten sposób porażeniu prądem; wybór wykwalifikowanych przewodów i kabli oraz wzmocnienie kontroli bezpieczeństwa produkcji.

(2) Zapobieganie promieniowaniu łuku elektrycznego

Aby zapobiec zagrożeniom związanym z promieniowaniem łuku spawalniczego i oparzeniami iskrowymi, konieczne jest prawidłowe noszenie odzieży ochronnej, wybranie odpowiedniego odcienia do warunków pracy i ustawienie w miejscu spawania pomieszczenia lub ekranu chroniącego przed łukiem elektrycznym. Ekran powinien być wykonany z materiałów trudnopalnych, z powierzchnią pomalowaną na czarno lub szaro, a jego wysokość nie powinna być mniejsza niż 1,8 m, z 25-centymetrową szczeliną u dołu zapewniającą cyrkulację powietrza.

Spawacze powinni nosić odzież roboczą z płótna bawełnianego i nie powinni nosić odzieży roboczej z włókien syntetycznych. Używana osłona twarzy powinna zakrywać twarz i uszy i nie powinna przepuszczać światła.

(3) Wentylacja i usuwanie pyłu

Wentylacja i usuwanie pyłu są ważnymi środkami ochronnymi zapobiegającymi szkodliwemu wpływowi dymów spawalniczych i szkodliwych gazów na organizm ludzki. Dlatego też należy wdrożyć kompleksową i lokalną wentylację.

Kompleksowa wentylacja jest realizowana poprzez system wentylacji mechanicznej z kanałami i wentylatorami dla całego warsztatu. Powinien on przyjąć metodę indukowanego oddymiania lub wentylacji nadmuchowo-ssącej.

Lokalna wentylacja jest osiągana poprzez lokalny wyciąg, w którym dymy spawalnicze i szkodliwe gazy są skutecznie odsysane przez okap wyciągowy. Lokalne urządzenia wentylacyjne obejmują wyciągi dymu, przenośne małe wentylatory, wyrzutniki sprężonego powietrza oraz urządzenia do usuwania dymu i pyłu.

W przypadku korzystania z lokalnego wyciągu, prędkość wiatru w pobliżu miejsca pracy spawacza powinna być kontrolowana na poziomie 30 m/min, aby zapewnić, że łuk nie zostanie zakłócony. Ponadto, aby spełnić wymagania przeciwpożarowe, odległość między materiałami łatwopalnymi i wybuchowymi a źródłem zapłonu podczas spawania nie powinna być mniejsza niż 10 m.

II. CO₂ Spawanie w osłonie gazów ochronnych

Spawanie w osłonie gazów, w skrócie "spawanie elektryczne gazowe", to metoda spawania łukowego wykorzystująca gaz jako czynnik ochronny. CO₂ Spawanie w osłonie gazów wykorzystuje CO₂ jako gaz osłonowy. Wykorzystuje drut spawalniczy jako elektrodę, a łuk generowany między drutem spawalniczym a przedmiotem obrabianym topi metal, umożliwiając spawanie automatyczne lub półautomatyczne.

CO₂ Spawanie w osłonie gazu ma takie zalety, jak niski koszt, dobra jakość i wysoka wydajność. Jest szeroko stosowane w przemyśle stoczniowym, motoryzacyjnym, pojazdów szynowych i maszyn rolniczych, głównie do spawania stali niskowęglowej i niskostopowej stali konstrukcyjnej.

Rysunek 26 przedstawia zasadę działania czujnika CO₂ spawanie w osłonie gazów. Podczas spawania, CO₂ Gaz jest rozpylany wokół drutu spawalniczego przez dyszę, tworząc lokalną osłonę gazową wokół łuku, mechanicznie izolując kropelki i stopione jeziorko od powietrza, zapewniając stabilny proces spawania i wysokiej jakości spoiny.

1-Workpiece
2-Weld
3-Molten Pool
4-Arc
Dysza 5
6-Drut spawalniczy
7-CO₂ Przepływ gazu ochronnego

W produkcji i obróbce elementów blaszanych obecnie częściej stosuje się spawanie półautomatyczne, w którym drut spawalniczy jest automatycznie podawany przez maszynę, a spawacz trzyma palnik spawalniczy.

1. Sprzęt i narzędzia do przetwarzania

Główne składniki CO₂ urządzenia do spawania w osłonie gazu przedstawiono na rysunku 27. Podczas spawania drut spawalniczy jest podawany przez mechanizm podawania drutu 5 przez wąż podający drut 4 i końcówkę prądową 2. CO₂ Gaz jest rozpylany z dyszy z określonym natężeniem przepływu. Po zajarzeniu łuku, koniec drutu spawalniczego, łuk i jeziorko spawalnicze są otoczone przez CO₂ aby zapobiec szkodliwemu wpływowi powietrza na metal.

1-łukowe źródło prądu spawania
2-stykowa końcówka
Dysza 3-palnikowa
4-przewodowy wąż zasilający
5-przewodowy mechanizm podający
6-Zwijacz drutu spawalniczego
7-CO₂ Butla gazowa
8-Regulator ciśnienia
9-Przepływomierz

Modele emisji CO₂ Spawarki w osłonie gazu obejmują głównie NBC-200, NBC-250, NBC-315, NBC-350, NBC-500 itp. Typowy wygląd serii NBC CO₂ pokazano na rysunku 28, gdzie rysunek 28a przedstawia zintegrowaną maszynę spawalniczą, a rysunek 28b przedstawia dzieloną maszynę spawalniczą.

Podczas spawania drut spawalniczy służy jako spoiwo lub jednocześnie jako przewodzący drut metalowy. Jest to materiał spawalniczy do różnych procesów spawania, takich jak spawanie w osłonie gazów, spawanie łukowe argonem i spawanie elektrożużlowe.

Klasyfikacja drutów spawalniczych jest zazwyczaj następująca: ① Według metody spawania, można je podzielić na CO₂ drut spawalniczy w osłonie gazu, drut spawalniczy z wolframowym gazem obojętnym, drut spawalniczy z topiącym się gazem obojętnym, spawanie łukiem krytym ② Ze względu na kształt i strukturę można je podzielić na drut lity, drut z rdzeniem topnikowym i drut aktywny itp. ③ Ze względu na stosowane materiały metalowe można je podzielić na drut ze stali niskowęglowej, drut ze stali niskostopowej, drut do napawania ze stopów twardych, drut aluminiowy, drut miedziany i drut żeliwny itp.

2. Wybór parametrów spawania

Prawidłowy dobór specyfikacji spawania ma kluczowe znaczenie dla emisji CO₂ spawanie w osłonie gazu. Ma to bezpośredni wpływ nie tylko na jakość spoiny, ale także na ilość odprysków metalu.

(1) Biegunowość CO₂

W przypadku spawania w osłonie gazów, aby zapewnić stabilne zajarzenie łuku, zazwyczaj stosuje się odwrotną biegunowość prądu stałego, przy czym przedmiot obrabiany jest podłączony do elektrody ujemnej, a uchwyt spawalniczy do elektrody dodatniej. Jedynie w przypadku napawania lub naprawy spawalniczej części odlewanych ze stali stosuje się metodę połączenia dodatniego.

(2) Napięcie łuku

Napięcie łuku jest ważnym czynnikiem wpływającym na przenoszenie kropli, rozpryski metalu, częstotliwość zwarć, czas zajarzenia łuku i szerokość spoiny. W przypadku spawania wysokoprądowego napięcie łuku wynosi zazwyczaj 30-50 V.

(3) Prąd spawania

Ogólnie rzecz biorąc, wraz ze wzrostem natężenia prądu spawania, głębokość wtopienia znacznie wzrośnie, a szerokość spoiny i wzmocnienie również odpowiednio wzrosną. Wielkość prądu spawania należy dobrać na podstawie grubości spawanego elementu, materiału drutu spawalniczego, średnicy drutu spawalniczego, położenia przestrzennego spoiny i wymaganej formy przenoszenia kropli.

(4) Prędkość spawania

Wraz ze wzrostem (lub spadkiem) prędkości spawania, szerokość, wzmocnienie i wtopienie spoiny będą się odpowiednio zmniejszać (lub zwiększać).

(5) Długość przedłużenia drutu spawalniczego

Długość wysuwu drutu spawalniczego odnosi się do długości drutu spawalniczego wysuwającego się z końcówki prądowej podczas spawania. Ogólnie rzecz biorąc, w przypadku cienkiego drutu CO₂ spawanie w osłonie gazu, długość przedłużenia wynosi 8-14 mm; dla grubego drutu CO₂ spawanie w osłonie gazu, długość przedłużenia wynosi 10-20 mm.

(6) CO₂ Natężenie przepływu gazu

W przypadku emisji CO₂ należy dobierać w zależności od natężenia prądu spawania, prędkości spawania, długości wysuwu drutu i średnicy dyszy. Gdy natężenie prądu spawania jest duże, prędkość spawania jest duża, a długość wysuwu drutu jest długa, przepływ gazu CO₂ powinien być odpowiednio większy. Ogólnie rzecz biorąc, przepływ CO₂ Zakres przepływu gazu wynosi od 8 do 25 l/min.

Wśród powyższych parametrów specyfikacji, niektóre są zasadniczo stałe, takie jak polaryzacja, długość przedłużenia przewodu i przepływ gazu. W związku z tym, wybór czujnika CO₂ Specyfikacje spawania w osłonie gazów obejmują głównie wybór parametrów, takich jak średnica drutu, prąd spawania, napięcie łuku i prędkość spawania. Dobór tych parametrów powinien być kompleksowo rozważony w oparciu o rzeczywiste warunki, takie jak grubość przedmiotu obrabianego, kształt złącza i pozycja spawania. Tabela 7 przedstawia powszechnie stosowane półautomatyczne urządzenia CO₂ parametry specyfikacji spawania w osłonie gazu.

Tabela 7 Powszechnie stosowane półautomatyczne czujniki CO₂ parametry specyfikacji spawania w osłonie gazu

Grubość/mm	Wspólny formularz	Szczelina montażowa b/mm	Średnica drutu/mm	Prąd spawania/A	Napięcie łuku/V	Przepływ gazu/(L/min)
≤1.2		≤0.3	0.6	30～50	18～19	6～7
1.5			0.7	60～80	19～20	6～7
2		≤0.5	0.8	80～100	20～21	7～8
2.5
3			0.8～0.9	90～115	21～23	8～10
4
≤1.2		≤0.3	0.6	35～55	19～20	6～7
1.5			0.7	65～85	20～21	8～10
2		≤0.5	0.7～0.8	80～100	21~22	10～11
2.5			0.8	90～110	22～23	10～11
3			0.8～0.9	95～115	21～23	11～13
4			0.8～0.9	100～120	21～23	13～15

3. CO₂ techniki spawania w osłonie gazów ochronnych

CO₂ Metody spawania w osłonie gazu można podzielić na spawanie w lewo (patrz rysunek 29a) i spawanie w prawo (patrz rysunek 29b) w oparciu o kierunek ruchu palnika spawalniczego (w lewo lub w prawo).

W przypadku stosowania metody spawania w prawo, widoczność jeziorka spawalniczego i efekt osłony gazowej są stosunkowo dobre, ale obserwacja szczeliny podczas spawania jest niewygodna, co może łatwo prowadzić do odchyleń podczas spawania. Ponadto, ponieważ drut spawalniczy jest skierowany bezpośrednio na jeziorko spawalnicze, łuk spawalniczy działa szorująco na jeziorko. W przypadku nieprawidłowej obsługi może to spowodować nadmierną wysokość ściegu spoiny, wpływając na formowanie spoiny.

Podczas korzystania z metody spawania w lewo, dysza nie blokuje widoku spawacza, umożliwiając wyraźny widok spoiny, co zmniejsza prawdopodobieństwo jej odchylenia. Pozwala to również na uzyskanie większej szerokości stopionego materiału, co skutkuje gładką i estetyczną spoiną. W związku z tym zazwyczaj stosuje się metodę spawania w lewo. W międzyczasie spawacz musi prawidłowo kontrolować kąt między palnikiem spawalniczym a przedmiotem obrabianym oraz wysokość dyszy, aby utrzymać odpowiednią względną pozycję między palnikiem a przedmiotem obrabianym.

(1) Podstawowe operacje CO₂ spawanie w osłonie gazu

Podczas emisji CO₂ Podczas spawania w osłonie gazu należy upewnić się, że ramię trzymające palnik jest w naturalnym stanie, a nadgarstek może elastycznie i swobodnie poruszać palnikiem podczas różnych operacji. Pozycje robocze dla różnych pozycji spawania w osłonie CO₂ Spawanie w osłonie gazów przedstawiono na rysunku 30.

a) Spawanie w pozycji stojącej
b) Spawanie w pozycji siedzącej
c) Pozycja spawania w lewo
d) Pozycja spawania w prawo

Podobnie jak w przypadku spawania łukowego elektrodą otuloną, inicjacja łuku, ruch łuku i zakończenie łuku to najbardziej podstawowe operacje w spawaniu CO₂ spawanie w osłonie gazu, ale techniki pracy różnią się od spawania łukowego elektrodą otuloną.

1) Inicjacja łuku

Poszczególne kroki inicjowania łuku są następujące: najpierw należy nacisnąć przełącznik impulsowy na pilocie zdalnego sterowania lub przełącznik sterowania na uchwycie spawalniczym, aby wysunąć odcinek drutu spawalniczego, upewniając się, że wysunięta długość jest mniejsza niż odległość, która powinna być zachowana między dyszą a elementem spawanym. Następnie umieść uchwyt spawalniczy w wymaganym punkcie zajarzenia łuku (zachowując odpowiedni kąt i wysokość dyszy), upewniając się, że koniec drutu spawalniczego nie styka się z elementem spawanym, a wysokość dyszy zależy od natężenia prądu spawania.

Jeśli nie masz wprawy w obsłudze uchwytu, najlepiej trzymać go obiema rękami. Na koniec naciśnij przełącznik sterowania na uchwycie spawalniczym, a spawarka automatycznie poda gaz i opóźni podłączenie zasilania. Utrzymuj wysokie napięcie, a gdy drut spawalniczy zetknie się z przedmiotem obrabianym i dojdzie do zwarcia, łuk automatycznie się zapali.

Podczas zwarcia uchwyt spawalniczy ma tendencję do automatycznego podnoszenia się. Podczas inicjowania łuku należy lekko docisnąć uchwyt, aby zapobiec jego zbyt wysokiemu uniesieniu i zgaszeniu łuku z powodu zbyt długiego łuku. Cały proces zajarzenia łuku pokazano na rysunku 31.

2) Ruch po łuku

Aby kontrolować szerokość spoiny i zapewnić jakość stapiania, CO₂ Spawanie w osłonie gazu wymaga od palnika spawalniczego wykonywania bocznych oscylacji, podobnie jak w przypadku spawania łukowego elektrodą otuloną. Ogólnie rzecz biorąc, aby zmniejszyć ilość wprowadzanego ciepła i strefę wpływu ciepła oraz zminimalizować odkształcenia, nie należy stosować dużych oscylacji bocznych w celu uzyskania szerokiej spoiny. Zamiast tego, w przypadku grubych blach należy stosować wielowarstwowe spawanie wielościegowe. Główne formy oscylacji i zakresy zastosowania uchwytu spawalniczego przedstawiono w tabeli 8.

Tabela 8 Główne formy oscylacji i zakresy zastosowania uchwytu spawalniczego

Zakres zastosowań i kluczowe punkty	Forma oscylacji
Root pass dla cienkich i średnio grubych płyt
Gdy występuje szczelina u nasady cienkich płyt lub gdy rowek ma stalową płytę nośną
Mały rowek lub root pass dla płyt o średniej grubości, z przerwą 0,5 s po obu stronach rowka. Lewa i prawa strona
Oscylacja boczna po drugiej warstwie podczas spawania grubych blach, z przerwą 0,5 s po obu stronach rowka
Pierwsza warstwa w spawaniu wielowarstwowym
Gdy rowek jest duży, z przerwą 0,5 s po obu stronach rowka

3) Zakończenie łuku

CO₂ Spawarki w osłonie gazów posiadają obwód kontroli krateru. Gdy palnik spawalniczy przestaje się przesuwać w punkcie zakończenia łuku, obwód ten jest jednocześnie aktywowany, powodując automatyczne zmniejszenie prądu spawania i napięcia łuku, a zasilanie jest odcinane po wypełnieniu jeziorka spawalniczego.

Jeśli urządzenie spawalnicze nie jest wyposażone w obwód kontroli krateru lub jeśli obwód kontroli krateru nie jest używany z powodu niskiego natężenia prądu spawania, uchwyt spawalniczy zatrzymuje się w punkcie zakończenia łuku i może wielokrotnie przerywać łuk przed zestaleniem jeziorka. Konieczne może być kilkukrotne zajarzenie łuku do momentu wypełnienia krateru. Należy pamiętać, że operacja powinna być szybka; jeśli jeziorko zestali się przed zainicjowaniem łuku, może to spowodować brak wtopienia i wady porowatości.

Podczas kończenia łuku należy zatrzymać się na chwilę przy kraterze, a następnie powoli podnieść uchwyt spawalniczy. Pozwala to stopionemu metalowi wypełnić krater i zapewnia, że stopiony metal jeziorka jest nadal chroniony przez gaz przed zestaleniem. Jeśli zakończenie łuku jest zbyt szybkie, w kraterze mogą pojawić się pęknięcia i porowatość.

(2) CO₂ operacje spawania w osłonie gazów dla różnych pozycji spawania płyt

Pozycje spawania płyt dzielą się na spawanie płaskie, spawanie poziome, spawanie pionowe itp. W przypadku różnych pozycji spawania, podczas wykonywania spawania CO₂ spawanie w osłonie gazów ochronnych.

1) Spawanie płaskie

W przypadku spawania doczołowego blach płaskich zazwyczaj stosuje się metodę spawania w lewo. W przypadku spawania doczołowego cienkich blach płaskich palnik spawalniczy porusza się w linii prostej. Jeśli występuje szczelina, palnik może wykonywać odpowiednie oscylacje boczne, ale amplituda nie powinna być zbyt duża, aby uniknąć wpływu na efekt osłony gazowej na stopione jeziorko. W przypadku spawania doczołowego rowków V o średniej i grubej płycie, przejście graniowe powinno odbywać się w linii prostej, a palnik może wykonywać odpowiednie oscylacje boczne podczas spawania górnych warstw.

W przypadku spawania pachwinowego i zakładkowego można zastosować metodę spawania w lewo lub w prawo, ale metoda spawania w prawo zapewnia pełniejszy wygląd. Podczas spawania kąt nachylenia palnika spawalniczego powinien być kontrolowany w oparciu o grubość blachy i rozmiar nogi spoiny. W przypadku spawania pachwinowego złączy teowych elementów o nierównej grubości, łuk powinien być skierowany w stronę grubszej płyty, aby zapewnić równomierne nagrzewanie obu płyt.

Podczas spawania płyt o równej grubości, jeśli rozmiar nogi spoiny jest mniejszy niż 5 mm, palnik spawalniczy można skierować bezpośrednio na narożnik, jak pokazano na rysunku 32a. Gdy rozmiar nogi spawalniczej jest większy niż 5 mm, palnik musi być przesunięty w poziomie o 1-2 mm, zachowując kąt 75°-80° w stosunku do kierunku spawania, jak pokazano na rysunku 32b.

2) Spawanie pionowe i poziome

Istnieją dwie metody spawania pionowego: jedna polega na spawaniu od dołu do góry, co skutkuje większym wtopieniem spoiny. Wykonując trójkątne oscylacje podczas pracy, można kontrolować szerokość stopionego materiału i poprawić formowanie spoiny. Metoda ta jest zwykle stosowana do spawania cienkim drutem średnich i grubych blach. Inną metodą jest spawanie od góry do dołu, które jest szybkie i wygodne, co skutkuje gładką i estetyczną spoiną, ale z płytkim wtopieniem i słabszą wytrzymałością połączenia, zwykle stosowaną do spawania cienkich blach.

Spawanie poziome wykorzystuje głównie metodę spawania w lewo, przy czym palnik spawalniczy wykonuje ruchy liniowe lub może wykonywać niewielkie oscylacje posuwisto-zwrotne. Rysunki 33a i 33b przedstawiają względne pozycje uchwytu spawalniczego i przedmiotu obrabianego podczas spawania pionowego i poziomego.

3) Spawanie napowietrzne

Spawanie górne powinno wykorzystywać cieńszy drut spawalniczy, mniejsze natężenie prądu spawania i krótki łuk, aby zwiększyć stabilność procesu spawania. Aby zwiększyć stabilność procesu spawania, należy stosować system CO₂ przepływ gazu powinien być również nieco większy niż podczas spawania płaskiego i pionowego.

W przypadku spawania cienkich blach, zazwyczaj stosuje się oscylacje posuwisto-zwrotne o małej amplitudzie. W przypadku spawania średnich i grubych blach należy wykonać odpowiednie oscylacje boczne, a po obu stronach spoiny lub rowka należy zrobić krótką przerwę, aby zapobiec wybrzuszeniu ściegu spoiny na środku i spłynięciu ciekłego metalu. Przestrzenne położenie uchwytu spawalniczego podczas spawania z góry pokazano na rysunku 34.

(3) Prawidłowy dobór drutu spawalniczego

Ponieważ CO₂ jest gazem utleniającym, może rozkładać się na CO i O w wysokich temperaturach łuku, powodując utratę węgla, manganu, krzemu i innych pierwiastków stopowych w stali. Aby zapewnić elementy stopowe w spoinie, należy stosować druty spawalnicze o wyższej zawartości manganu i krzemu ze stali niskowęglowej lub druty ze stali stopowej zawierające odpowiednie elementy stopowe. Na przykład drut H08MnSiA jest powszechnie stosowany do spawania stali niskowęglowej, a drut H08Mn2SiA jest powszechnie stosowany do spawania niskostopowej stali konstrukcyjnej.

Tabela 9 zawiera zalecane druty spawalnicze dla powszechnie stosowanych materiałów metalowych przy stosowaniu CO₂ spawanie w osłonie gazów lub spawanie łukiem argonowym.

Tabela 9 Zalecane druty spawalnicze do powszechnie stosowanych materiałów metalowych przy stosowaniu CO₂ spawanie w osłonie gazów lub spawanie łukowe argonem

4. Zabezpieczenie przed CO₂ spawanie w osłonie gazu

Podobnie jak w przypadku spawania łukowego elektrodą otuloną, CO₂ Operacje spawania w osłonie gazów stwarzają trzy zagrożenia: porażenie prądem, promieniowanie łuku oraz szkodliwe gazy i opary. W związku z tym, oprócz przestrzegania przepisów bezpieczeństwa dotyczących spawania łukowego elektrodą otuloną, należy podjąć następujące środki bezpieczeństwa zgodnie z charakterystyką CO₂ spawanie w osłonie gazu.

(1) Zapobieganie zagrożeniom związanym z promieniowaniem łuku elektrycznego

Promieniowanie łuku elektrycznego wytwarzane przez CO₂ Spawanie w osłonie gazu jest znacznie silniejsze i bardziej szkodliwe niż spawanie łukowe elektrodą otuloną.

Zapobieganie promieniowaniu łukowemu obejmuje głównie zapobieganie zagrożeniom związanym z promieniowaniem ultrafioletowym, podczerwonym i widzialnym. Intensywna ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe może powodować zapalenie skóry, skutkujące zaczerwienieniem i małymi pęcherzami. Ekspozycja na promieniowanie ultrafioletowe może powodować fotokeratozę, prowadzącą do zaczerwienienia oczu, łzawienia i pieczenia. Gdy oczy są narażone na intensywne promieniowanie podczerwone, mogą doznać poważnych oparzeń i bólu, a nawet oparzeń siatkówki.

Światło widzialne łuku spawalniczego jest około dziesięć tysięcy razy silniejsze niż normalne natężenie światła, które może wytrzymać gołe oko. W przypadku wystawienia na działanie światła widzialnego łuku spawalniczego z bliskiej odległości, ludzkie oko nie jest w stanie dostrzec otaczających obiektów, co jest powszechnie znane jako "oślepienie".

Aby zapobiec zagrożeniom związanym z promieniowaniem łuku elektrycznego, należy podjąć następujące środki:

① Spawacze nie powinni odsłaniać skóry, a przed rozpoczęciem spawania powinni dokładnie sprawdzić, czy skóra nie jest odsłonięta;
② W miejscach pracy z dużą liczbą spawaczy należy ustawić między nimi bariery blokujące światło.

(2) Zapobieganie oparzeniom i pożarom

Sytuacja związana z rozpryskami CO₂ Spawanie w osłonie gazów jest bardziej dotkliwe niż spawanie łukowe elektrodą otuloną. Podczas spawania należy chronić się przed oparzeniami i pożarami. Aby zapobiec oparzeniom i pożarom, należy podjąć następujące środki:

① W zależności od warunków panujących w miejscu pracy spawacze powinni zapewnić sobie najlepszą pozycję, aby uniknąć poparzenia odpryskami;
② Przed rozpoczęciem spawania należy uważnie obserwować obszar spawania i otoczenie (gdzie mogą spadać odpryski) pod kątem obecności materiałów łatwopalnych i wybuchowych;
③ Po zakończeniu pracy należy dokładnie sprawdzić miejsce pracy i otoczenie pod kątem pozostałości płomieni i opuścić je dopiero po potwierdzeniu bezpieczeństwa.

(3) Zapobieganie szkodliwym gazom i oparom

Powszechnie występujące szkodliwe gazy podczas emisji CO₂ Spawanie w osłonie gazów obejmuje CO₂, CO, NO₂itp. W przypadku stosowania drutów rdzeniowych emitowanych jest więcej oparów, a ich skład jest bardziej złożony. Długotrwałe wdychanie może prowadzić do chorób zawodowych, takich jak pylica płuc i zatrucie manganem. Dlatego należy podjąć następujące środki ochronne:

① Spawacze powinni zwiększyć świadomość w zakresie ochrony osobistej i nosić maski przeciwpyłowe;
② Podczas pracy spawacze powinni znajdować się w pozycji "pod wiatr", aby ograniczyć inwazję szkodliwych gazów;
③ Wzmocnienie wentylacji i środków usuwania pyłu.

(4) Bezpieczne wykorzystanie CO₂ butle gazowe

Podczas wykonywania pomiarów CO₂ Podczas spawania w osłonie gazu należy przestrzegać odpowiednich przepisów dotyczących nadzoru bezpieczeństwa butli gazowych, głównie w następujących aspektach:

① CO₂ Butle gazowe muszą być sprawdzone i posiadać stalowy znak producenta butli gazowej, a stalowy znak kontrolny na szyjce butli powinien wskazywać, że butla mieści się w dopuszczalnym okresie;
② Najlepiej jest używać ramy podczas podnoszenia CO₂ butle gazowe, aby zapobiec ich upadkowi z wysokości;
③ CO₂ butle z gazem powinny być używane w pozycji pionowej i wyposażone w środki zabezpieczające przed upadkiem i obrażeniami;
④ CO₂ butle gazowe powinny być wyposażone w osłony przeciwsłoneczne, aby zapobiec ekspozycji na słońce;
⑤ Gaz w CO₂ butle z gazem nie powinny być wyczerpane, a pozostałe ciśnienie nie powinno być niższe niż 1 MPa.

III. Spawanie łukiem argonowym

Argon jest gazem obojętnym, który nie wchodzi w reakcje chemiczne z metale nie rozpuszcza się w ciekłych metalach, skutecznie zapobiegając szkodliwemu wpływowi powietrza na stopiony basen.

Spawanie łukiem argonowym wykorzystuje argon jako gaz ochronny, dzięki czemu nadaje się do spawania różnych stali stopowych, łatwo utleniających się metali nieżelaznych i rzadkich metali, takich jak cyrkon, tantal i molibden. Ponieważ łuk spala się w strumieniu sprężonego powietrza, ciepło jest skoncentrowane, jeziorko stopionego metalu jest małe, prędkość spawania jest duża, strefa wpływu ciepła jest wąska, a odkształcenie przedmiotu obrabianego po spawaniu jest niewielkie.

Spawanie łukiem argonowym może być stosowane do prawie wszystkich metali i stopów. Obecnie stosuje się go głównie do spawania aluminium, magnezu, tytanu i ich stopów, stali niskostopowej, stali żaroodpornej, stali nierdzewnej itp. Trudniej jest spawać metale o niskiej temperaturze topnienia i łatwym parowaniu (takie jak ołów, cyna, cynk). Ze względu na wysoki koszt argonu, sprzęt i system sterowania do spawania łukowego argonem są stosunkowo złożone, a aby zapobiec zakłóceniom przepływu gazu ochronnego, spawanie łukowe argonem można wykonywać tylko w pomieszczeniach.

Argon do spawania jest zazwyczaj transportowany w stalowych butlach, które są pomalowane na szaro z napisem "Pure Argon" w kolorze ciemnozielonym na zewnątrz. Obecność tlenu, azotu, dwutlenku węgla lub wilgoci w argonie może zmniejszyć jego działanie ochronne i powodować wady, takie jak wtrącenia żużla i pory gazowe. Dlatego podczas spawania aluminium, magnezu i ich stopów czystość argonu nie powinna być mniejsza niż 99,9% (ułamek masowy); podczas spawania stali nierdzewnej, stali żaroodpornej, miedzi i ich stopów czystość argonu nie powinna być mniejsza niż 99,7% (ułamek masowy).

Spawanie łukowe argonem dzieli się na dwa rodzaje: spawanie łukowe argonem elektrodą topliwą i spawanie łukowe argonem elektrodą wolframową (patrz rysunek 35).

a) Spawanie łukowe argonem elektrodą topliwą
b) Spawanie łukowe argonem elektrodą wolframową

a) Na rysunku:
1-Drut spawalniczy
Końcówka 2-kontaktowa
Dysza 3
4 Rura wlotowa
Przepływ 5-argonowy
6-Arc
7-Materiał bazowy
8-przewodowa rolka podająca

b) Na rysunku:
1 - Elektroda wolframowa
Końcówka 2-kontaktowa
Dysza 3
4 Rura wlotowa
Przepływ 5-argonowy
6-Arc
7-Materiał bazowy
8-Przewód wypełniający

Spawanie łukowe argonem elektrodą topliwą wykorzystuje metalowy drut topliwy jako elektrodę, która służy również jako materiał wypełniający podczas spawania. Można je podzielić na spawanie automatyczne i półautomatyczne. W przypadku spawania półautomatycznego spawacz obsługuje palnik (uchwyt spawalniczy) ręcznie. Spawanie łukowe argonem elektrodą topliwą pozwala na użycie większych prądów i nadaje się do spawania grubszych elementów.

Spawanie łukowe argonem elektrodą wolframową wykorzystuje wolfram lub stop wolframu jako elektrodę. Podczas spawania między elektrodą wolframową a spawanym przedmiotem wytwarzany jest łuk elektryczny. Ponieważ elektroda wolframowa nie topi się, metoda ta nazywana jest również spawaniem łukowym argonem elektrodą nietopliwą. Spawanie łukowe argonem elektrodą wolframową wymaga dodatkowego drutu elektrodowego, który jest wtapiany w jeziorko spawalnicze. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia pręta wolframowego używanego jako elektroda i powolne zużycie elektrody wolframowej, jest ona łatwa do zmechanizowania. Wydajność prądowa elektrody wolframowej jest jednak ograniczona, więc nadaje się ona tylko do spawania cienkich elementów.

Spawanie łukowe argonem elektrodą wolframową można podzielić na automatyczne i ręczne. Rysunek 36 przedstawia schematycznie skład sprzętu do ręcznego spawania łukowego elektrodą wolframową w osłonie argonu. Sprzęt można podzielić na system zasilania spawania, system sterowania, system zasilania gazem i palnik.

Z punktu widzenia produktywności, zakres grubości blach spawanych elektrodą wolframową w osłonie argonu powinien wynosić poniżej 3 mm. W przypadku niektórych grubościennych ważnych elementów (takich jak zbiorniki ciśnieniowe i rurociągi), spawanie łukiem argonowym jest często stosowane do ściegu graniowego, aby zapewnić jakość spoiny graniowej podczas spawania w pełnym położeniu i spawania wąskoszczelinowego.

Różne materiały metalowe wymagają różnych rodzajów i polaryzacji prądu podczas spawania łukowego argonem elektrodą wolframową. Aluminium, magnez i ich stopy zazwyczaj wykorzystują prąd przemienny, podczas gdy inne metale są spawane prądem stałym z połączeniem dodatnim.

Spawanie łukowe elektrodą wolframową z argonem prądem stałym wykorzystuje prąd stały bez zmiany biegunowości, co skutkuje bardzo stabilnym łukiem. Ma jednak biegunowość dodatnią i ujemną. Gdy przedmiot obrabiany jest podłączony do dodatniego zacisku źródła zasilania, a elektroda wolframowa do zacisku ujemnego, nazywa się to metodą połączenia dodatniego; metoda odwrotna nazywana jest metodą połączenia odwrotnego.

Stosując metodę dodatniego połączenia prądem stałym, elektroda wolframowa spala się w bardzo niewielkim stopniu, a łuk jest stosunkowo stabilny, ale nie jest w stanie usunąć warstwy tlenku na powierzchni metalu. Z wyjątkiem stopów aluminium i magnezu, inne powierzchnie metalowe nie mają problemów z warstwą tlenku o wysokiej temperaturze topnienia, więc ta metoda połączenia jest zwykle stosowana do spawania innych metali. Metoda odwrotnego połączenia prądem stałym jest rzadko stosowana w rzeczywistej produkcji.

Biegunowość prądu spawania argonowego elektrodą wolframową prądem przemiennym zmienia się okresowo, co odpowiada półfalowemu połączeniu dodatniemu prądu stałego i półfalowemu połączeniu wstecznemu prądu stałego w każdym cyklu. Podczas półfali połączenia dodatniego, elektroda wolframowa może emitować wystarczającą ilość elektronów bez przegrzania, co jest korzystne dla stabilności łuku; podczas półfali połączenia odwrotnego, warstwa tlenku wytworzona na powierzchni przedmiotu obrabianego może być łatwo usunięta, co skutkuje jasną i estetyczną spoiną o dobrym formowaniu.

W ten sposób jednocześnie uwzględnia efekt czyszczenia katodowego i korzyści wynikające z niskiego wypalania elektrody wolframowej i dobrej stabilności łuku. Spawanie łukowe argonem prądem przemiennym jest zwykle wybierane do metali o wysokiej reaktywności, takich jak aluminium, magnez i ich stopy, a także brąz aluminiowy.

Podczas spawania elektrodą wolframową w osłonie argonu należy zachować prawidłowe położenie względne między palnikiem, drutem elektrodowym i elementem spawanym (patrz rysunek 37). Odległość między końcem dyszy palnika a elementem spawanym powinna wynosić 8-14 mm. Im większa odległość, tym gorszy efekt osłony gazowej, ale jeśli odległość jest zbyt mała, wpłynie to na wzrok spawacza i łatwo spowoduje kontakt elektrody wolframowej z jeziorkiem spawalniczym i zwarcie, powodując wtrącenia wolframu.

a) Spawanie łukiem argonowym doczołowo
b) Spawanie łukiem argonowym narożników
c) Płaskie spawanie doczołowe automatycznym łukiem argonowym
d) Automatyczne spawanie łukiem argonowym szwów obwodowych

Spawanie spoiną prostą zazwyczaj wykorzystuje metodę spawania w lewo. Kąt pomiędzy drutem elektrodowym a elementem spawanym nie powinien być zbyt duży, w przeciwnym razie zakłóci to stabilność łuku i przepływu gazu. W przypadku ręcznego spawania łukowego elektrodą wolframową w osłonie argonu, drut elektrodowy może być podawany w sposób przerywany lub ciągły, ale ważne jest, aby zapobiec kontaktowi drutu elektrodowego z wysokotemperaturową elektrodą wolframową, aby uniknąć zanieczyszczenia, przepalenia i uszkodzenia stabilności łuku.

Dodatkowo, przy przerywanym podawaniu drutu, konieczne jest zapobieganie wysuwaniu się końca drutu elektrodowego poza strefę ochrony gazowej i jego utlenianiu. Podczas spawania obwodowego automatyczną elektrodą wolframową w osłonie argonu, palnik powinien być odsunięty od linii środkowej elementu spawanego w przeciwnym kierunku obrotu, aby ułatwić podawanie drutu i zapewnić dobre formowanie spoiny.

Drut spawalniczy do spawania łukiem argonowym jest zwykle wybierany na podstawie składu chemicznego materiału podstawowego i właściwości mechanicznych spoiny. Czasami paski materiału podstawowego mogą być używane jako drut spawalniczy do ręcznego spawania łukowego argonem elektrodą wolframową.

Zalecany drut spawalniczy do spawania łukiem argonowym dla powszechnie stosowanych materiałów metalowych można znaleźć w tabeli 9.

IV. Wybór metod spawania dla powszechnie stosowanych materiałów metalowych

Procesy spawania można podzielić na trzy główne kategorie w oparciu o ich charakterystykę technologiczną i stan metalu podstawowego: spawanie, zgrzewanie ciśnieniowe i lutowanie twarde.

Spawanie termojądrowe to metoda wykorzystująca miejscowe ogrzewanie w celu podgrzania złącza elementów do stanu stopionego, umożliwiając ich stopienie i połączenie po schłodzeniu. Obejmuje ona głównie spawanie łukowe, spawanie gazowe, spawanie plazmowe, spawanie wiązką elektronów itp.

Zgrzewanie dociskowe polega na wywieraniu określonego nacisku na łączone powierzchnie dwóch przedmiotów obrabianych, podgrzanych lub nie, w celu promowania wiązania atomowego i uzyskania silnego połączenia między przedmiotami obrabianymi. Obejmuje ono głównie zgrzewanie oporowe, zgrzewanie tarciowespawanie prądem wysokiej częstotliwości itp.

Lutowanie twarde polega na podgrzaniu zarówno spoiwa, które ma niższą temperaturę topnienia niż elementy spawane, jak i samych elementów spawanych, co powoduje stopienie spoiwa (podczas gdy elementy spawane nie ulegają stopieniu). Ciekły metal wypełniający zwilża elementy obrabiane i wypełnia szczelinę złącza, uzyskując wiązanie w stanie stałym między spawanymi metalami po schłodzeniu. Obejmuje to głównie lutowanie, lutowanie miedzi itp.

Zgodnie z obecnym poziomem technologii spawania, większość materiałów metalowych stosowanych w przemyśle jest spawalna, chociaż łatwość spawania jest różna. Zalecane metody spawania dla powszechnie stosowanych materiałów metalowych można wybrać, odwołując się do tabeli 10.

Tabela 10 Zalecane metody spawania dla powszechnie stosowanych materiałów metalowych

Uwaga: W tabeli A - najbardziej odpowiedni, B - odpowiedni, C - lekko odpowiedni, D - nieodpowiedni.

V. Nitowanie

Nitowanie to metoda działania, która łączy dwie lub więcej części w nierozłączną całość za pomocą nitów. Proces nitowania pokazano na rysunku 38. Podczas nitowania nit jest wkładany w otwory dwóch łączonych elementów, a łeb nitu jest mocno dociskany do powierzchni elementu. Następnie wywierany jest nacisk, aby zdenerwować część nitu wystającą z powierzchni przedmiotu obrabianego, tworząc łeb nitu, łącząc w ten sposób dwa przedmioty obrabiane.

1-Trzpień nitu
2-Oryginalny łeb nitu
3-Nit zrywalny (łeb nitu)

Chociaż zastosowanie nitowanych konstrukcji spada wraz z ciągłym rozwojem technologii spawania, nitowanie ma zalety prostej technologii przetwarzania, niezawodnego połączenia, odporności na wibracje, odporności na uderzenia oraz wytrzymałości i plastyczności wyższej niż spawanie. Dlatego też nitowanie jest nadal szeroko stosowane w połączeniach różnych metali i w niektórych wytrzymałych konstrukcjach stalowych, które często przenoszą obciążenia dynamiczne.

1. Rodzaje i zastosowania nitów

Nity są najbardziej podstawowymi elementami łączącymi w konstrukcjach nitowanych. Składają się z cylindrycznego trzonu nitu, łba nitu i łba zrywalnego. Istnieje wiele rodzajów nitów. W połączeniach konstrukcji stalowych powszechne formy nitów obejmują nity z łbem okrągłym, nity z łbem płaskim stożkowym, nity z łbem stożkowym, nity z łbem częściowo stożkowym, nity z łbem płaskim, nity z łbem płaskim okrągłym i nity z łbem płaskim.

Wśród nich nity z łbem okrągłym, nity z łbem płaskim stożkowym i nity z łbem płaskim są używane do mocnego nitowania; nity z łbem stożkowym płaskim okrągłym są używane w miejscach, w których powierzchnia nitowanego obszaru ma niewielkie wypukłości, aby zapobiec ześlizgiwaniu się lub do łączenia materiałów niemetalowych; nity z łbem stożkowym są używane do nitowania, gdy wymagana jest gładka powierzchnia przedmiotu obrabianego.

Przy wyborze nitów, materiał nitu powinien być taki sam jak materiał nitowanych części i powinien mieć dobrą plastyczność. Popularne nity stalowe to Q195, Q235, 10, 15 itp.; nity miedziane to T3, H62 itp.; nity aluminiowe to 1050A, 2A01, 2A10, 5B05 itp. Typowe rodzaje i zastosowania nitów przedstawiono w tabeli 11.

Tabela 11 Typowe rodzaje i zastosowania nitów

Nazwa	Schemat	Standard	Trzpień nitu		Ogólne zastosowanie
			d/mm	L/mm
Nit z łbem okrągłym		GB863.1-1986 (Szorstki)	12～36	20～200	Szwy nitowe przenoszące duże obciążenia boczne w kotłach, więźbach dachowych, mostach, pojazdach itp.
		GB/T 867-1986	0.6～16	1～100
Nit z łbem stożkowym płaskim		GB/T 864-1986 (Szorstki)	12～36	20～200	Duża głowica, odporna na korozję, stosowana na statkach, w kotłach
		GB 868-1986	2～16	3～110
Nit z łbem stożkowym		GB 865-1986 (Szorstki)	12～36	20～200	Konstrukcje przenoszące duże siły i wymagające, aby nity nie wystawały lub nie wystawały całkowicie z powierzchni przedmiotu obrabianego
		GB/T 869-1986	1～16	2～100
Nit z łbem stożkowym		GB 866-1986 (Gruboziarnisty)	12～36	20～200
		GB/T 870-1986	11～6	2～100
Nit z łbem płaskim		GB/T 872-1986	2～10	1.5～50	Łączenie cienkich płyt i metali nieżelaznych, odpowiednie do nitowania na zimno
Nit płaski z łbem okrągłym		GB/T 871-1986	1.2～10	1.5～50

Ponadto nity drążone lub otwarte pokazane na rysunku 39 są również powszechnie stosowane w małych konstrukcjach.

a) Typ semi-hollow
b) Typ drążony
c) Typ otwarty
d) Mocowanie na wcisk
e) Typ gwintowany
f) Typ przewiercony

Gdy nity półpuste są prawidłowo zmontowane, zasadniczo stają się solidnymi komponentami, ponieważ głębokość otworu jest wystarczająca do utworzenia łba nitu, więc są one używane głównie do połączeń, w których nacisk łba nitu nie jest zbyt duży. Nity drążone są używane do nitowania włókien, arkuszy plastiku lub innych miękkich materiałów.

2. Kluczowe punkty i środki ostrożności podczas nitowania

Ze względu na różne temperatury nitowania, nitowanie można podzielić na nitowanie na gorąco i nitowanie na zimno. Główne metody nitowania to nitowanie ręczne i nitowanie mechaniczne. Ogólnie rzecz biorąc, nity wykonane z metali nieżelaznych i metali lekkich o dobrej plastyczności, takich jak miedź i aluminium, są zwykle nitowane na zimno. Maksymalna średnica nitów stalowych do nitowania na zimno wynosi zazwyczaj ϕ8 mm w przypadku nitowania ręcznego, ϕ13 mm w przypadku nitowania nitownicą i ϕ20 mm w przypadku nitowania maszynowego.

Podczas nitowania wysokowytrzymałej niskostopowej stali konstrukcyjnej Q345 i nitów o większej średnicy wymagane jest nitowanie na gorąco, które polega na podgrzaniu nitu do określonej temperatury przed nitowaniem. Temperatura nagrzewania nitów do nitowania na gorąco wynosi 1000-1300 ℃, a temperatura zakończenia nie powinna być niższa niż 500 ℃, aby zapobiec spadkowi temperatury nitu do niebieskiego, kruchego zakresu temperatur materiału, co mogłoby spowodować pęknięcia podczas nitowania.

(1) Nitowanie ręczne

Nitowanie ręczne jest zwykle używane do nitowania na zimno małych nitów, ale może również zastąpić inne metody nitowania, gdy warunki sprzętowe są słabe. Kluczem do ręcznego nitowania jest to, że po włożeniu nitu do otworu, łeb nitu powinien zostać mocno dociśnięty, a następnie wystający trzon nitu powinien zostać wbity (młotkiem do nitów) w szorstki kształt nasadki lub spłaszczony.

Jeśli jest to nitowanie na gorąco, należy użyć formy pokrywy o kształcie podobnym do łba nitu, a młot kowalski powinien być używany do uderzania w formę pokrywy podczas ciągłego obracania jej, aż nit zostanie prawidłowo przynitowany.

1) Nitowanie nitów z łbem półokrągłym

Rysunek 40 przedstawia proces nitowania nitów z łbem półokrągłym.

Przed nitowaniem należy oczyścić obrabiany przedmiot, upewniając się, że nitowane części są płaskie i gładkie, a zadziory na krawędziach powierzchni styku oraz rdza, plamy oleju itp. na powierzchni styku powinny zostać usunięte.

Podczas nitowania nitowany element powinien być ciasno dopasowany po wywierceniu otworu, nit powinien być włożony od spodu elementu do otworu, wsparty na kulistym zagłębieniu górnej formy, a element powinien być mocno dociśnięty. Uderz młotkiem w stempel dociskowy, aby zagęścić element łączący (patrz rysunek 40a); następnie użyj młotka, aby uderzyć w wystającą część nitu, aby wypełnić otwór i pogrubić łeb trzpienia (patrz rysunek 40b); użyj młotka, aby uderzyć w obrzeże pogrubionej części pod odpowiednim kątem (patrz rysunek 40c); na koniec użyj formy pokrywy, aby przyciąć i ukształtować (patrz rysunek 40d).

2) Nitowanie nitów z łbem stożkowym

Podobnie jak w przypadku nitów z łbem półokrągłym, przed nitowaniem nitów z łbem stożkowym należy oczyścić obrabiany przedmiot. Istnieją dwa rodzaje nitów z łbem stożkowym: jeden to gotowe nity z łbem stożkowym, a drugi to nity wykonane poprzez przycięcie okrągłej stali do wymaganej długości.

Podczas nitowania należy włożyć wyciętą okrągłą stal do otworu, mocno docisnąć element łączący, zagęścić wystające części obu końców nitu, zanitować najpierw drugą powierzchnię, a następnie pierwszą powierzchnię, a na koniec wygładzić wystające części. Metoda ta nie jest łatwa do zagęszczenia elementu łączącego i jest rzadko stosowana.

3) Nitowanie nitów zrywalnych

Proces nitowania nitów zrywalnych pokazano na rysunku 41. Podobnie, po oczyszczeniu przedmiotu obrabianego, włóż nit do otworu w przedmiocie obrabianym i mocno dociśnij łeb nitu. Najpierw użyj stożkowego stempla, aby nacisnąć raz, aby otworzyć otwór nitu i dopasować go ściśle do otworu przedmiotu obrabianego (patrz rysunek 41a), a następnie użyj specjalnego stempla z płaską krawędzią, aby obrócić i uderzyć, dzięki czemu otwór nitu dopasuje się płasko do otworu przedmiotu obrabianego (patrz rysunek 41b).

4) Szczelne i bezpieczne nitowanie

Chociaż nity mogą być wyposażone w uszczelniacz, ich połączenia nie są zabezpieczone przed wodą i gazem. W przypadku elementów wymagających szczelnego i bezpiecznego nitowania, oprócz wykonywania operacji nitowania opisanych powyżej, szwy czołowe nitów lub nitowanych części powinny być wzmocnione i zabezpieczone, zwykle przy użyciu metod uszczelniania nitów i uszczelniania szwów.

① Nity uszczelniające

Jeśli na łbie nitu znajduje się zaślepka, jak pokazano na rysunku 42, zaślepkę należy najpierw odciąć dłutem krawędziowym (głębokość rowka tnącego powinna być mniejsza niż 0,5 mm), a następnie łeb nitu należy uszczelnić dłutem uszczelniającym, aby ściśle przylegał do powierzchni płyty.

② Uszczelnianie szwów

Użyj dłuta do uszczelniania, aby utworzyć skos 75° na szwie końcowej powierzchni nitowanej części, aby szew był szczelny, jak pokazano na rysunku 43.

(2) Operacja nitowania mechanicznego

Nitowanie mechaniczne obejmuje głównie nitowanie pneumatyczne i nitowanie hydrauliczne. Nitowanie pneumatyczne wykorzystuje sprężone powietrze do napędzania bloku tłokowego w cylindrze, który porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym, uderzając w stempel zainstalowany na tłoczysku w celu dokończenia nitowania pod szybkim młotkiem. Nitowanie hydrauliczne wykorzystuje zasady hydrauliczne do nitowania i jest podzielone na typy stacjonarne i mobilne.

Stałe nitownice hydrauliczne są zwykle używane tylko do nitowania specjalistycznych produktów, wyposażone w automatyczne urządzenia podające i rozładowujące, dzięki czemu mają wysoką wydajność produkcji i niską pracochłonność, nadając się głównie do nitowania dużych partii znormalizowanych produktów; mobilne nitownice hydrauliczne są wyposażone w przednie i tylne, lewe i prawe urządzenia ruchowe, a nawet urządzenia podnoszące w górę iw dół w zależności od potrzeb produktu, co czyni je obecnie stosunkowo idealną metodą nitowania.

Ze względu na dużą prędkość nitowania mechanicznego, podczas nitowania na gorąco, aby zapewnić, że temperatura nitu po nitowaniu nie jest zbyt wysoka, co zmniejszyłoby wytrzymałość i wpłynęło na jakość nitowania, temperatura ogrzewania dla nitowania mechanicznego powinna wynosić około 800 ℃, nie za wysoka. W przeciwnym razie temperatura nitu na końcu nitowania byłaby zbyt wysoka, a wytrzymałość nie spełniałaby wymagań, obniżając jakość połączenia nitowego.

W razie potrzeby po obu stronach nitu można wylać wodę, stosując metody sztucznego wymuszonego chłodzenia w celu szybkiego obniżenia temperatury, zwiększenia wytrzymałości, skrócenia czasu chłodzenia i zmniejszenia ryzyka wyżarzania łba nitu pod wpływem ciepła.

(3) Kluczowe punkty procesu nitowania

Kluczowe punkty procesu nitowania są warunkami wstępnymi dla zapewnienia jakości nitowania. Wszelkie problemy związane z poniższymi elementami będą miały wpływ na jakość nitowania.

1) Określenie średnicy nitu d

Podczas nitowania, jeśli średnica nitu jest zbyt duża, trudno jest uformować łeb nitu, co może łatwo zdeformować materiał arkusza; jeśli średnica nitu jest zbyt mała, wytrzymałość nitu jest niewystarczająca, co zwiększa liczbę nitów, co jest niewygodne w obróbce.

Wybór średnicy nitu d jest określany głównie na podstawie grubości t nitowanych części, a grubość t nitowanych części jest określana zgodnie z następującymi trzema zasadami: ① W przypadku nakładania się płyt, jeśli grubości płyt są podobne, oblicza się na podstawie grubszej płyty; ② W przypadku dużej różnicy grubości płyt, oblicza się na podstawie cieńszej płyty; ③ W przypadku nitowania blachy i profilu, oblicza się na podstawie średniej grubości obu materiałów.

Ogólnie rzecz biorąc, całkowita grubość nitowanych części nie powinna przekraczać 4-krotności średnicy nitu. Średnicę d nitu można obliczyć za pomocą poniższego wzoru, ale w produkcji masowej należy wcześniej przeprowadzić próbną korektę nitu.

d=√(50t-4)

W formule

• t - grubość nitowanej części (mm);
• d - średnica nitu (mm).

Dodatkowo, średnica d nitu może być również określona poprzez odniesienie do Tabeli 12.

Tabela 12 Wybór średnicy nitu d (jednostka: mm)

2) Określenie długości nitu L

Podczas nitowania, jeśli trzon nitu jest zbyt długi, spowoduje to zbyt duży lub zbyt wysoki łeb nitu, a trzon nitu jest podatny na zginanie podczas procesu nitowania; jeśli trzon nitu jest zbyt krótki, łeb nitu będzie zbyt mały, co wpłynie na wytrzymałość nitu. Wymagana długość L nitu powinna być określona na podstawie całkowitej grubości ∑t nitowanych części i części zarezerwowanej na łeb nitu. Długość nitu L można obliczyć za pomocą następującego wzoru:

L=1,1∑t+1,4d (głowica półokrągła)
L=1,1∑t+1,1d (głowica półpłaska)
L=1,1∑t+0,8d (głowica spłukująca)

W formule

• ∑t - całkowita grubość nitowanych części (mm);
• d - średnica nitu (mm).

3) Określenie średnicy otworu nitu d₀

Dopasowanie pomiędzy średnicą otworu nitu d₀ i średnica nitu d muszą być odpowiednie. Jeśli średnica otworu jest zbyt duża, trzon nitu jest podatny na zginanie podczas nitowania, co wpływa na jakość nitu; jeśli średnica otworu jest równa lub mniejsza niż średnica nitu, trudno będzie włożyć nit do otworu podczas nitowania lub może to spowodować nierówną powierzchnię na płycie, a nawet uszkodzić płytę z powodu rozszerzania się nitu.

Ogólnie rzecz biorąc, podczas nitowania na zimno średnica otworu nitu d₀ jest zbliżona do średnicy trzpienia nitu d, natomiast podczas nitowania kątowników stalowych i płyt, średnica otworu powinna być zwiększona o 2%; podczas nitowania na gorąco, d₀ jest nieco większa niż d; podczas nitowania płyt wielowarstwowych otwór należy wywiercić, a następnie rozwiercić (pozostawiając naddatek na rozwiercenie 0,5 ~ 1 mm). Średnicę otworu na nit można dobrać zgodnie z tabelą 13.

Tabela 13 Średnica otworu na nit d₀ (jednostka: mm)

(4) Środki ostrożności podczas nitowania

Nitowanie jest połączeniem trwałym. Jeśli podczas konserwacji konieczny jest demontaż, nit należy wywiercić i wymienić. Jeśli wymagane jest zapewnienie, że odchylenie wymiarów połączonego elementu jest mniejsze niż ±0,03 mm, nitowanie nie powinno być stosowane.

Jakość nitowania można sprawdzić za pomocą kontroli wizualnej, testów młotkowych, szablonów, linii kredowych lub kombinacji tych metod.

Metoda kontroli wizualnej sprawdza głównie jakość i wady powierzchni nitu, takie jak to, czy łeb nitu jest zbyt duży lub zbyt mały oraz czy występują pęknięcia, niewspółosiowość lub uszkodzenia powierzchni. Stukanie w łeb nitu małym młotkiem i słuchanie wydawanego przez niego dźwięku to podstawowa metoda sprawdzania, czy nit jest wystarczająco szczelny.

Jeśli podczas kontroli okaże się, że nit nie spełnia wymagań, należy go usunąć i ponownie zanitować. Metodą usuwania jest użycie przenośnej wiertarki pneumatycznej do wywiercenia łba nitu, ale nie powinno to mieć wpływu na rozmiar otworu nitu. Jeśli dwie próby ponownego nitowania nie spełnią wymagań, otwór na nit nie może być nitowany zgodnie z oryginalną średnicą, a do ponownego nitowania należy wybrać nit o większej średnicy, aby zapewnić jakość nitu.

Ponadto podczas operacji nitowania należy przestrzegać wymogów bezpieczeństwa i cywilizowanej produkcji oraz zwracać uwagę na następujące kwestie:

1) Utrzymywanie czystego środowiska pracy z wystarczającą przestrzenią roboczą. Elementy robocze i narzędzia powinny być rozmieszczone w wyznaczonych miejscach i uporządkowane. Podczas pracy należy nosić kompletny sprzęt ochrony osobistej.

2) Podczas nitowania na gorąco piec grzewczy powinien być wyposażony w urządzenia zapobiegające pożarom, usuwające pył i odprowadzające dym. Po każdym użyciu należy ugasić pozostały ogień i dokładnie posprzątać. Podczas rzucania i łapania rozgrzanych nitów, niezbędne narzędzia powinny być kompletne, a operatorzy powinni skoordynować i opanować prawidłowe techniki rzucania i łapania.

3) Podczas używania nitownicy do nitowania surowo zabrania się kierowania lufy w stronę ludzi. Gdy nitownica nie jest używana, należy zdjąć osłonę umieszczoną w lufie pistoletu i zakładać ją i zdejmować w razie potrzeby, kultywując dobre nawyki obsługi.

4) Podczas nitowania ręcznego należy opanować metodę obsługi młotka; podczas przekształcania za pomocą formy pokrywy należy zachować ostrożność, aby zapobiec błędnym uderzeniom, które mogłyby spowodować odbicie formy pokrywy i zranienie kogoś.

VI. Zszywanie

Metoda łączenia poprzez składanie i zazębianie krawędzi dwóch cienkich płyt i dociskanie ich mocno (ręczne zszywanie jest dokręcane młotkiem) nazywana jest zszywaniem, znanym również jako składanie szwów lub blokowanie szwów. Zszywanie ma stosunkowo wysoką wytrzymałość i może zastąpić lutowanie, a także ma pewien stopień uszczelnienia, dzięki czemu jest szeroko stosowane, szczególnie nadaje się do łączenia cienkich płyt o grubości do 1 mm.

1. Strukturalne formy zszywania

Istnieje wiele form konstrukcyjnych zszywania, a Tabela 14 zawiera listę powszechnie stosowanych form zszywania.

Tabela 14 Typowe formy zszywania

Nazwa	Szew narożny
	Półzamek		Pojedynczy zamek		Podwójna blokada
Schemat
Współczynnik przydziału K	KA=2, KB=1
Opis	Patrz uwagi 1~4

Nazwa	Szew narożny		Płaski szew
	Snap	Klamra stożkowa (klamra Pittsburgh)	Wisząca klamra	Pojedyncza klamra	Wewnętrzna płaska pojedyncza klamra	Zewnętrzna płaska pojedyncza klamra
Prosty schemat
Współczynnik przydziału K	KA=2.5, KB=1.5, KA=3, KB=1		KA=2, KB=1
Opis	Patrz uwagi 1~4		Patrz uwagi 5~7		Patrz uwagi 6, 7

Nazwa	Płaski szew		Szew stojący
	Podwójna blokada	Blokada złożona	Blokada tulei	Pojedynczy zamek	Podwójna blokada
Prosty schemat
Współczynnik przydziału K	KA=3, KB=2	KA=4, KB=2	KA=1, całkowity zbiór B Długość 4,5b	KA=2, KB=1	KA=3, KB=2
Wyjaśnienie	Patrz uwagi 6, 7

Uwaga:

1. Szwy narożne są szeroko stosowane w połączeniach kątowych, takich jak górne (dolne) połączenia podstawy umywalek, wiader, skrzynek i pokryw oraz połączenia różnych zakrzywionych powierzchni z podstawą.
2. Dla ogólnych płyt składowych t=0.2～1.5mm, przyjąć b=5～8mm.
3. Zamki stożkowe są stosowane do powierzchni cylindrycznych o różnych kształtach rur, duże elementy mogą przyjmować b = 12,7 mm.
4. Przedstawioną pozycję można obrócić o 90° w celu użycia.
5. Używany do połączeń niekrytycznych (niewymagających wysokiej wytrzymałości), takich jak ogólne obszary dachów, żelazne drzwi.
6. Najszerzej stosowane, mogą być używane do płaskich, cylindrycznych lub innych zakrzywionych połączeń powierzchni różnych komponentów i małych połączeń płytowych. W przypadku połączeń obwodowych części cylindrycznych należy użyć wewnętrznego płaskiego pojedynczego zamka do gładkich ścian wewnętrznych i zewnętrznego płaskiego pojedynczego zamka do płaskich powierzchni zewnętrznych, mających zastosowanie zarówno do okrągłych, jak i kwadratowych cylindrów.
7. Gdy grubość materiału t = 0,2 ～ 0,5 mm jest używana do ogólnego gryzienia komponentów, należy przyjąć b = 3 ～ 5 mm; gdy t = 0,5 ～ 0,75 mm, należy przyjąć b = 5 ～ 8 mm; w przypadku łączenia dużych powierzchni należy przyjąć b = 12 ～ 20 mm; w przypadku dużych połączeń kolankowych należy przyjąć b = 7 ～ 12 mm.
8. W tabeli, K_A i K_B odpowiednio reprezentują współczynniki tolerancji części A i B na wykresie.
9. Spośród powyższych struktur gryzących, blokada złożona ma najwyższą wytrzymałość połączenia i skuteczność uszczelniania, a następnie podwójna blokada, pojedyncza blokada jest wyższa niż pół-zamek, a blokada tulei i blokada karty są nieco wyższe niż podwójna blokada.

2. Metody gryzienia i środki ostrożności

Operacje gryzienia dzielą się na dwie metody: gryzienie ręczne i gryzienie mechaniczne.

(1) Ręczne kroki operacji gryzienia

Poniżej przedstawiono kroki dla ręcznych operacji gryzienia.

1) Płaski szew

2) Podwójny szew stojący

Kroki operacji dla pierwszego zgięcia części A są takie same jak a)～d)

3) Stożkowa blokada

Kroki operacji dla pierwszego zgięcia części A są takie same jak b)～d)

(2) Mechaniczne etapy operacji gryzienia

Etapy operacyjne zszywania mechanicznego są zasadniczo takie same jak w przypadku zszywania ręcznego. W przypadku wsadowych połączeń zszywanych można wykonać specjalny sprzęt do obróbki zszywania. Rysunek 44 przedstawia etapy przetwarzania klamer stożkowych przy użyciu składarka.

1-Dolny pasek wkładki i zagięcie krawędzi
2-Dolny stół warsztatowy
3-Górny pasek wkładki
Blok 4-przyciskowy
5-Workpiece A
6-Część robocza B

(3) Określenie rozmiaru zaślepki do zszywania

Rozmiar wykroju L dla zszywania można określić za pomocą następującego wzoru:

L=L₀+Z

W formule

• L₀-Rozmiar nominalny części;
• Z - naddatek na szew, określony przez Z = Kb, gdzie K jest współczynnikiem naddatku (patrz Tabela 14 dla współczynnika naddatku K w różnych formach zszywania), b jest szerokością szwu, zwykle przyjmowaną jako b = (8～ 12) t.

(4) Środki ostrożności podczas zszywania

Głównymi narzędziami używanymi podczas ręcznego zszywania są młotki, szczypce z wygiętym noskiem, deski do gwintowania, skrzynki z żelaza kątowego i żelazka pomiarowe. Podczas pracy, półfabrykaty do zszywania muszą pozostawiać wystarczający naddatek na zszywanie zgodnie z wymaganiami rozmiaru wykroju zszywania, w przeciwnym razie gotowe części staną się odpadami.

Zszywanie ręczne jest połączone przez wzajemne blokowanie, więc określenie ilości zszywania jest kluczowe. Ilość szwów dla różnych szwów należy określić w odniesieniu do tabeli 14. Ponadto pierwsze i drugie zagięcie krawędzi łączników blokujących musi być dopasowane; w przeciwnym razie zszycie nie spełni wymagań, na co należy zwrócić szczególną uwagę podczas pracy.

Forma klamer szwu nie powinna ograniczać się do wzorów strukturalnych wymienionych w Tabeli 14. Można je stosować elastycznie i wszechstronnie w zależności od konkretnych sytuacji. Na przykład rysunek 45a przedstawia zastosowanie płaskiego połączenia szwu w przekroju poprzecznym powierzchni cylindrycznej; rysunek 45b przedstawia zastosowanie połączenia klamry tulejowej do wzdłużnego szwu narożnego; rysunek 45c przedstawia konstrukcję, w której w kanale 1 zastosowano przesuwną klamrę w kształcie litery S, a w kanale 2 zastosowano połączenie klamry tulejowej. W przypadku zastosowania połączenia klamry tulejowej wszystkie części połączenia muszą być proste; w przeciwnym razie krawędzie całego kanału będą nierówne. Rysunek 45d przedstawia zastosowanie dwóch cienkich arkuszy do wykonania tulei dla drewnianej deski, z jednym arkuszem przybitym do drewnianej deski za pomocą klamry S i połączonym z drugim arkuszem za pomocą klamry przesuwnej.

Rysunek 46 przedstawia połączenie klamrowe czopowe do łączenia cylindra i kołnierza, tj. dzielenie końca cylindra lub owalnej rury na parzystą liczbę szwów, zginanie co drugiego elementu pod kątem prostym jako blok czopowy (patrz rysunek 46a), a następnie dopasowanie kołnierz, wbijając prosty czop, aby owinąć go wokół kołnierza, który ma zostać połączony (patrz Rysunek 46b). Jeśli wymagane jest uszczelnienie, do zamocowania szwu można użyć lutowania miękkiego.

VII. Połączenie gwintowane

Połączenie gwintowane to odłączane połączenie stałe składające się z części gwintowanych. Jego zaletami są prosta konstrukcja, niezawodne połączenie, łatwy montaż i demontaż oraz niski koszt, ale mocowanie jest powolne, a czas montażu i demontażu jest dłuższy. Chociaż udział połączeń gwintowanych w elementach blaszanych nie jest duży, jest to niezbędna metoda łączenia.

1. Formy połączeń gwintowanych

Zgodnie z formą części łączących, połączenia gwintowe można podzielić na połączenia śrubowe i połączenia śrubowe; zgodnie z celem połączenia, połączenia gwintowe można podzielić na połączenia mocne i połączenia szczelne.

Mocne połączenia zapewniają jedynie wytrzymałość połączenia, podczas gdy szczelne połączenia muszą zapewniać zarówno wytrzymałość połączenia, jak i uszczelnienie części łączących. Na przykład, stosowane w manometrach i połączeniach rurociągów gazowych lub cieczowych, połączenia gwintowe pełnią również funkcję uszczelniającą.

W przypadku szczelnych połączeń gwintowych często stosuje się uszczelniające gwinty rurowe, stożkowe gwinty wewnętrzne lub zewnętrzne, cylindryczne połączenia gwintowe wewnętrzne i zewnętrzne lub zwykłe gwinty z materiałami uszczelniającymi (szczeliwa, taśmy uszczelniające itp.).

W przypadku połączeń gwintowanych, które przenoszą obciążenia o dużej wytrzymałości, często stosuje się połączenia śrubowe o wysokiej wytrzymałości (połączenia śrubowe o wysokiej wytrzymałości opierają się na oporze tarcia między łączonymi częściami w celu przeniesienia obciążenia). Śruby o wysokiej wytrzymałości wykonane są ze stali stopowej (35VB, 35CrMo) i wysokiej jakości węglowej stali konstrukcyjnej (stal 45), ze specyfikacją gwintu zgrubnego w zakresie od M12 do M30.

Tabela 16 przedstawia formy połączeń gwintowych.

Tabela 16 Formy połączeń gwintowych

Formularz połączenia		Schemat	Opis
Połączenie śrubowe	Zwykły		Średnica otworu na śrubę jest o 1,5 mm większa niż średnica pręta śruby, wymagania dotyczące wykonywania otworów nie są wysokie, konstrukcja jest prosta, łatwa w montażu i demontażu i jest najczęściej stosowana.
	Dopasowanie		Pręt śruby z rozwierconym otworem pasuje do otworu przelotowego za pomocą pasowania przejściowego, opierając się na naprężeniu ścinającym pręta śruby i wytłaczaniu powierzchni złącza w celu zrównoważenia obciążenia zewnętrznego, z dobrą nośnością boczną i możliwością pozycjonowania.
	Wysoka wytrzymałość		Średnica otworu na śrubę jest większa niż średnica pręta śruby, polegając na naprężeniu śruby i nacisku powierzchni złącza w celu wytworzenia tarcia równoważącego obciążenie zewnętrzne. Metoda ta jest często stosowana w połączeniach konstrukcji stalowych w celu zastąpienia nitowania.
Podwójne połączenie śrubowe			Oba końce dwustronnego kołka mają gwinty, przy czym jeden koniec ma krótszy gwint, który jest wkręcany w gwintowany otwór grubej połączonej części, a drugi koniec przechodzi przez otwór przelotowy cienkiej połączonej części, łącząc obie części poprzez dokręcenie nakrętki. Nadaje się do sytuacji, w których wymagany jest częsty montaż i demontaż, gdy jedna z połączonych części jest zbyt gruba, aby wykonać otwór przelotowy lub gdy ograniczenia konstrukcyjne uniemożliwiają użycie połączeń śrubowych.
Połączenie śrubowe			Bezpośrednio przełóż śrubę przez otwór przelotowy jednej połączonej części i wkręć ją w gwintowany otwór drugiej połączonej części, aby dokręcić i połączyć obie części. Nadaje się do sytuacji, w których częsty demontaż nie jest wskazany, gdy jedna z połączonych części jest stosunkowo gruba i niewygodna do wykonania otworu przelotowego lub gdy ograniczenia konstrukcyjne uniemożliwiają użycie połączeń śrubowych.

2. Działanie połączenia gwintowanego

Obsługa połączeń gwintowych obejmuje głównie obróbkę gwintów i dokręcanie śrub.

(1) Przetwarzanie wątków

W zależności od rodzaju łączonego gwintu, różna jest także metoda jego obróbki. Typowe metody obróbki gwintów obejmują toczenie, wytłaczanie, walcowanie, przeciąganie itp.

Dla obróbka blachy Najczęściej używane są zwykłe gwinty, a najczęściej stosowaną metodą obróbki jest wiercenie i gwintowanie, tj. użycie wiertarki ręcznej lub wiertarki do wywiercenia dolnego otworu gwintu, a następnie ręczne gwintowanie gwintu lub użycie wiertarki do gwintowania gwintu. Średnica wiertła d₂ dla wiercenia otworu dolnego gwintu przed gwintowaniem można określić w następujący sposób.

W przypadku gwintów metrycznych, gdy skok t<1 mm, d₂=d-t; gdy podziałka t>1 mm, d₂=d-(1.04~1.06)t. Tutaj d jest nominalną średnicą gwintu.

W przypadku gwintów calowych, gdy średnica nominalna gwintu d=3/16～5/8 cala^㊀średnica wiertła dla dolnego otworu gwintów żeliwnych i brązowych wynosi d₂=25(d-1/n); dla gwintów stalowych i mosiężnych średnica wiertła wynosi d₂=25(d-1/n)+0,1. Gdy nominalna średnica gwintu d=3/4～(1+1/2)in, średnica wiertła dla dolnego otworu gwintu z żeliwa i brązu wynosi d₂=25(d-1/n); dla gwintów stalowych i mosiężnych średnica wiertła wynosi d₂=25(d-1/n) +0,2. Tutaj d jest nominalną średnicą gwintu (in), a n jest liczbą gwintów na cal. (Uwaga ㊀1in=25,4 mm)

(2) Dokręcanie śrub

Śruby należy dokręcać co najmniej dwukrotnie, wybierając odpowiednią kolejność dokręcania. Dokręcanie śrub w kolejności zapewnia, że każda śruba w grupie jest równomiernie naprężona.

Sekwencja dokręcania śrub ma dwa wymagania: jedno to liczba dokręceń samej śruby, a drugie to sekwencja dokręcania między śrubami. Sekwencja dokręcania śrub jest podzielona na konstrukcje kołnierzowe (patrz rysunek 47a) i węzły płytowe, skrzynkowe (patrz rysunek 47b, c).

a) Typ kołnierza
b) Węzeł typu płytowego
c) Węzeł typu Box
Uwaga: ①～⑧ oznacza kolejność dokręcania śrub.

1) Kolejność dokręcania śrub konstrukcji kołnierzowej

Śruby na zbiornikach ciśnieniowych są często ułożone w kształcie pierścienia. W połączeniach kołnierzowych, dokręcanie śrub w kolejności zapewnia, że śruby są równomiernie naprężone, zapewniając stabilne uszczelnienie. Rysunek 48 przedstawia sekwencję dokręcania śrub kołnierza zaślepiającego podczas próby ciśnieniowej.

a) Sekwencja dokręcania po przekątnej podczas dokręcania pod obciążeniem
b) Sekwencja dokręcania podczas końcowego dokręcania

Wstępne dokręcanie obejmuje głównie prawidłowe umieszczenie i zamocowanie pierścienia uszczelniającego i zaślepki kołnierza na kołnierzu łączącym za pomocą śrub. Połączenie między śrubami jest tylko dokręcone, ale nie do końca. Wstępne dokręcenie jest szczególnie ważne w przypadku umieszczania pionowych i nachylonych płyt zaślepiających kołnierza, ponieważ znacząco wpływa na jakość uszczelnienia. W przypadku kołnierzy wypukłych i wklęsłych należy upewnić się, że uszczelka jest dokładnie osadzona przed przystąpieniem do dokręcania.

Po sprawdzeniu, przed przystąpieniem do dokręcania obciążenia należy upewnić się, że uszczelka jest prawidłowo umieszczona i że każda śruba jest równomiernie naprężona. Sekwencja dokręcania śrub powinna być ukośna, jak pokazano na Rysunek 48a.

Liczba dokręceń obciążenia jest związana ze średnicą śruby i profilem gwintu. Liczba dokręceń wzrasta wraz ze średnicą śruby, a gwinty o profilu trapezowym lub piłokształtnym wymagają większej liczby dokręceń.

Podczas końcowego procesu dokręcania sekwencja dokręcania jest wykonywana sekwencyjnie od pierwszego punktu, jak pokazano na rysunku 48b. Różni się to wyraźnie od sekwencji dokręcania pod obciążeniem. Liczba końcowych dokręceń jest taka sama jak w przypadku dokręcania pod obciążeniem.

2) Sekwencja dokręcania śrub typu płytowego, skrzynkowego o wysokiej wytrzymałości

Dokręcanie śrub o wysokiej wytrzymałości w węzłach płytowych i skrzynkowych odbywa się w kierunku na zewnątrz lub symetrycznie od środka połączenia płyt węzła, jak pokazano na rysunku 47b, c.

3) Sekwencja dokręcania śrub o wysokiej wytrzymałości

Początkowe i końcowe sekwencje dokręcania zwykle przebiegają od środka grupy śrub do końców lub na zewnątrz. Elementy sterujące na rurociągach, takie jak odwadniacze, kompensatory, zawory grzybkowe, zawory redukcyjne, zawory bezpieczeństwa, zawory dławiące, zawory zwrotne i stożkowe kołnierze zaślepiające muszą zapewniać zgodność kierunku instalacji z kierunkiem przepływu medium.

VIII. Złącze kompensacyjne

Złącze kompensacyjne jest metodą wywierania nacisku na wewnętrzną ścianę materiału rury, powodując odkształcenie plastyczne rury i elastyczne odkształcenie arkusza rury, rozszerzając w ten sposób koniec, aby uzyskać szczelne połączenie między materiałem rury a otworem w arkuszu rury. Metoda ta jest szeroko stosowana w produkcji kotłów i wymienników ciepła.

1. Wspólne formularze

W Tabeli 17 przedstawiono kilka popularnych form złączy kompensacyjnych i ich odpowiednie zakresy.

Tabela 17 Kilka popularnych form szczelin dylatacyjnych i odpowiednie zakresy

Złącze kompensacyjne	Kompensator z gładkim otworem	Kompensator kołnierzowy	Rozszerzane złącze kompensacyjne	Rowkowane złącze kompensacyjne	Złącze rozprężne z pierścieniem spawanym od strony czołowej
					Kompensator z gładkim otworem	Rowkowane złącze kompensacyjne
Schemat
Opis	Długość złącza kompensacyjnego ≤20 mm Warunki pracy: ciśnienie robocze poniżej 0,6 MPa; temperatura robocza poniżej 300 ℃.	α=12°~15° Warunki pracy: ciśnienie robocze większe lub równe 0,1 MPa, ale mniejsze niż 1,6 MPa (kocioł niskociśnieniowy)	Warunki pracy: takie same jak w przypadku kompensatora kołnierzowego	Długość złącza kompensacyjnego ≤20 mm Warunki pracy: ciśnienie robocze poniżej 3,9 MPa; temperatura robocza poniżej 300 ℃.	Warunki pracy: ciśnienie robocze poniżej 7 MPa Temperatura poniżej 350℃	Warunki pracy: wysoka temperatura i wysokie ciśnienie

2. Metody i narzędzia rozszerzania rur

W obróbce blach powszechnie stosowaną metodą rozszerzania rur jest mechaniczne rozszerzanie rur. Stosowane narzędzia obejmują spiralne ekspandery rur (odpowiednie do rur miedzianych lub jako narzędzia pomocnicze), ekspandery rur do przodu (odpowiednie do rur o średnicy ϕ10～ϕ180 mm, patrz rysunek 49) i ekspandery rur do tyłu (odpowiednie do grubych rur o małej średnicy).

1-Walec obrotowy
2-Trzy rolki z otworami rozprężnymi (ekspandery)
3-Pręt rozprężny
4-Powłoka rozszerzająca

3. Kluczowe punkty przetwarzania rozszerzalności rur

Ogólnie rzecz biorąc, proces rozszerzania rur przebiega w następujący sposób: wyżarzanie rur (temperatura wyżarzania: rura ze stali węglowej 600～650 ℃, rura ze stali stopowej 650～700 ℃) → sprawdź i dokładnie wyczyść otwór w rurze i płycie → początkowe pozycjonowanie rozszerzenia → ponowne rozszerzenie → kołnierzowanie → spoina na końcu rury → sprawdź szczelność rozszerzenia.

Ze względu na wiele czynników wpływających na jakość rozszerzania rur, w rzeczywistej eksploatacji jakość przetwarzania każdego procesu rozszerzania rur powinna być ściśle kontrolowana, głównie z uwzględnieniem następujących aspektów.

(1) Szczelność

Szczelność dylatacji ma bezpośredni wpływ na jakość obróbki dylatacji rur, dlatego szczelność dylatacji powinna być kontrolowana w określonym zakresie. Niewystarczające rozszerzenie i nadmierne rozszerzenie wpłynie na wytrzymałość i szczelność połączenia. Podczas rzeczywistej pracy należy ściśle kontrolować średnicę otworu rozprężnego i zewnętrzną średnicę materiału rury.

To, czy szczelność rozprężania jest odpowiednia, zależy głównie od odczucia siły ramienia, dźwięku ekspandera rury i stopnia odkształcenia materiału rury. Dodatkowo, zjawisko złuszczania się pęknięć warstwy tlenku wokół otworu płyty może być również wykorzystane do oceny, czy szczelność rozprężania spełnia wymagania.

(2) Określenie odstępu między otworem w płycie rury a materiałem rury

Rozsądny odstęp między otworem w płycie rury a materiałem rury jest ważnym czynnikiem zapewniającym szybkość i jakość rozszerzania. Zbyt duża szczelina zmniejszy stopień rozszerzalności, wpływając na wytrzymałość połączenia; zbyt mała szczelina utrudni włożenie rury podczas montażu.

Wybór rozsądnej szczeliny jest niezbędnym zadaniem przed montażem rozszerzenia materiału rury, które można wykonać poprzez rzeczywisty pomiar w oparciu o określone warunki wielkości. Tabela 18 przedstawia maksymalną szczelinę między otworem w płycie rury a rurą wymiany ciepła.

Tabela 18 Maksymalny odstęp między otworem w płycie rury a rurą wymiany ciepła

(3) Obróbka końców rur

Obróbka końców rur obejmuje zmiękczającą obróbkę cieplną i usuwanie rdzy. Celem zmiękczającej obróbki cieplnej końców rur jest uzyskanie dobrego efektu rozszerzalności poprzez wyżarzanie odprężające końców rur wymiany ciepła w celu uzyskania zmiękczenia. Metoda wyżarzania odprężającego polega na podgrzaniu końców rur powyżej temperatury rekrystalizacji i powolnym schłodzeniu.

Zawartość siarki w paliwie grzewczym do wyżarzania powinna być ściśle kontrolowana, aby uniknąć infiltracji siarki podczas ogrzewania. Warstwa tlenku na powierzchni końców rur poddanych obróbce cieplnej powinna zostać usunięta, aby zapewnić jakość rozszerzenia.

Temperatura wyżarzania dla rur ze stali węglowej wynosi 600 ~ 650 ℃, dla rur ze stali stopowej 650 ~ 700 ℃. Długość wyżarzania powinna wynosić grubość płyty rurowej t plus 100 mm, z czasem utrzymywania 10-15 minut i powolnym chłodzeniem w wapnie lub popiele piecowym.

Ogrzewanie końca rury może wykorzystywać koks i inne źródła ciepła lub ogrzewanie w kąpieli ołowiowej. Ogrzewanie w kąpieli ołowiowej charakteryzuje się równomiernym ogrzewaniem, zapobieganiem infiltracji siarki oraz wygodną i ścisłą kontrolą temperatury. Aby zapobiec utlenianiu ołowiu i szkodliwemu działaniu oparów ołowiu, powierzchnię cieczy ołowiowej można pokryć warstwą ochronną popiołu piecowego o grubości 10 mm.

(4) Smarowanie podczas rozszerzania rurki

Smarowanie kielichownicy podczas kielichowania pomaga w obróbce i chroni kielichownicę. Należy jednak uważać, aby nie dopuścić do przedostania się oleju smarowego do obszaru rozszerzania między płytką rury a końcem rury, aby uniknąć zmniejszenia skuteczności uszczelnienia rozszerzenia i zapobiec powstawaniu porów podczas rozszerzania. Jeśli obszar rozprężania zostanie przypadkowo zanieczyszczony olejem smarowym, można go wyczyścić acetonem.

(5) Sekwencja rozszerzania rurki

Wybór rozsądnej sekwencji rozszerzania rur jest korzystny dla poprawy jakości rozszerzania. Ogólna zasada sekwencji rozszerzania jest następująca: najpierw przerywane rozszerzanie w celu ustalenia odległości płyty rury, a następnie ciągłe rozszerzanie wszystkich materiałów rury.

W przypadku skrzynek rurowych połączonych z płytami rurowymi, niewłaściwa sekwencja rozszerzania może spowodować znaczne odkształcenie płyty rurowej (zginanie lub przybieranie kształtu talerza), a nawet spowodować uszkodzenie powierzchni uszczelniającej płyty rurowej.

Powodem odkształcenia jest to, że niektóre materiały rurowe w początkowym rozszerzeniu ustaliły odległość płyty rurowej. Jeśli inne materiały rurowe są rozszerzane w kolejności, osiowe wydłużenie materiałów rurowych będzie utrudnione przez płytę rurową, powodując, że każdy materiał rurowy popchnie płytę rurową i ją zdeformuje. Prawidłową sekwencję rozszerzania rur w przypadku skrzynek rurowych połączonych z płytami rurowymi pokazano na rysunku 50.

Główne punkty operacyjne to: po pierwsze, rozszerzanie materiałów rurowych oznaczonych od 1 do 6 w pierwszym okręgu w kolejności, zapewniając odległość między dwiema płytami rurowymi i że płyta rurowa i materiały rurowe są prostopadłe do siebie; po drugie, aby zwiększyć sztywność płyty rurowej, niektóre materiały rurowe w drugim i trzecim okręgu, które są oddalone od wcześniej rozszerzonych materiałów rurowych, można rozszerzyć, ale należy zwrócić uwagę na ich symetryczne rozszerzenie, podobnie jak materiały rurowe od 1 do 6.

Wreszcie, aby zapewnić równomierne naprężenie na każdym złączu, należy najpierw rozszerzyć nieparzyste rzędy (takie jak pierwszy, trzeci i piąty rząd pokazany na rysunku 50) materiałów rurowych, a następnie rozszerzyć parzyste rzędy.