9-10 | 2011
ZVÁR ANIE
odborný časopis so zameraním na zváranie a príbuzné technológie | ročník 60
SVAŘOVÁNÍ
ISSN 0044-5525
Rakúsko opäť bližšie
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 1 / 2 0 0 8
a
Výskum a vývoj
základný a aplikovaný výskum
posudky, štúdie, expertízy
analýzy príčin poškodenia
skúšky a nedeštruktívne skúšanie
projektové činnosti a vývoj
jednoúčelových zariadení
Račianska 71, 832 59 Bratislava 3
tel.: +421/2/49 246 823
fax: +421/2/49 246 369
e-mail: [email protected]
www.vuz.sk
O B SAH
■ ODB ORNÉ ČLÁNKY
193 Pokles dlouhodobé žárupevnosti svarového spoje lité oceli P91
| TOMÁŠ VLASÁK – JAN HAKL – JIŘÍ SOCHOR – JAN ČECH
197 Mechanizmy riadenia oxidačnej schopnosti zvarových trosiek |
I. A. GONČAROV – V. I. GALINIČ – D. D. MIŠČENKO –
V. G. KUZMENKO – V. E. SOKOĽSKIJ – V. S. SUDAVCOVA
201 Role ochranné atmosféry při laserovém svařování | LIBOR
MRŇA – JAROSLAV KUBÍČEK
■ ZVÁRANIE PRE PRAX
207 Mechanizované a robotizované spôsoby zvárania oceľových
konštrukcií | MARIAN BARTOŠ
9-10/2011
60. ročník
Odborný časopis so zameraním na
zváranie, spájkovanie, lepenie, rezanie,
striekanie, materiálové inžinierstvo
a tepelné spracovanie, mechanické
a nedeštruktívne skúšanie materiálov
a zvarkov, zabezpečenie kvality,
hygieny a bezpečnosti práce.
Odborné články sú recenzované.
Periodicita 6 dvojčísel ročne.
Evid. č. MK SR EV. 203/08
Vydáva
■ ZAUJÍMAVOSTI
212 Návrh oceľovej konštrukcie cyklomosta Devínska Nová Ves –
Schlosshof | ZOLTÁN AGÓCS – MARCEL VANKO – ANDREJ
PÁLFI
■ AKCIE
220 XXXIX. medzinárodná konferencia ZVÁRANIE 2011 | REDAKCIA
Výskumný ústav zváračský
Priemyselný inštitút SR
člen medzinárodných organizácií
International Institute
of Welding (IIW)
a European Federation
for Welding, Joining
and Cutting (EWF)
Generálny riaditeľ: Ing. Peter Klamo
Šéfredaktor: Ing. Tibor Zajíc
226 Kolokvium pri príležitosti životného jubilea prof. Ing. Ivana
Hrivňáka, DrSc. | KATARÍNA ČIEFOVÁ
225 Pripravované výstavy a veľtrhy v roku 2012
233 Veľtrhy wire a Tube od 26. do 30. marca 2012 opäť spoločne
v Düsseldorfe
■ PREDSTAVUJEME ZVÁRAČSKÉ ČASOPISY
230 Obsah časopisu Welding Journal 2010 – 2. časť | REDAKCIA
Redakčná rada:
Predseda: prof. Ing. Pavol Juhás, DrSc.
Podpredseda:
prof. Ing. Peter Grgač, CSc.
Členovia: Ing. Jiří Brynda, Ing. Pavel Flégl,
prof. Ing. Ernest Gondár, PhD., Ing. Ivan Horňák,
doc. Ing. Viliam Hrnčiar, PhD., doc. Ing. Július
Hudák, PhD., prof. Ing. Jozef Janovec, DrSc.,
doc. Ing. Karol Kálna, DrSc., Ing. Július
Krajčovič, Dr. Ing. Zdeněk Kuboň,
doc. Ing. Vladimír Magula, PhD., doc. Ing. Harold
Mäsiar, PhD., Ing. Ľuboš Mráz, PhD.,
Ing. Miroslav Mucha, PhD., doc. Ing. Jozef
Pecha, PhD., Ing. Pavol Radič, doc. Ing. Pavol
Sejč, PhD., Dr. Ing. František Simančík,
Ing. Tomáš Žáček, PhD.
Preklad: Mgr. Margita Zatřepálková
■ NOVÉ KNIHY
231 Schrägkabelbrücken. 40 Jahre Erfahrung weltweit | IVAN BALÁŽ
■ JUBILEÁ
228 Dr. h. c. prof. Ing. Ivan Hrivňák, DrSc., emeritný profesor,
oslavuje 80. narodeniny | REDAKCIA
232 K životnímu jubileu prof. Ing. Jaroslava Koukala, CSc. |
DRAHOMÍR SCHWARZ
■ NEWSLET TER 29
234 Nová smernica 252; EWF smernica 652; EWF ANDROID;
Zoznam aktualizovaných smerníc
192
Adresa a kontakty na redakciu:
Výskumný ústav zváračský
Priemyselný inštitút SR
redakcia časopisu ZVÁRANIE-SVAŘOVÁNÍ
Račianska 71, 832 59 Bratislava 3
tel.: +421/(0)2/49 246 514, 49 246 300,
fax: +421/(0)2/49 246 296
e-mail: [email protected]
http://www.vuz.sk
Grafická príprava:
TYPOCON, s. r. o., Bratislava
tel./fax: +421/(0)2/44 45 71 61
Tlač: FIDAT, s. r. o., Bratislava
tel./fax: +421/(0)2/45 258 463
Distribúcia: VÚZ – PI SR, RIKA
a Slovenská pošta, a. s.
Objednávky časopisu
prijíma VÚZ – PI SR, každá pošta
a doručovatelia Slovenskej pošty.
Objednávky do zahraničia vybavuje
VÚZ – PI SR; Slovenská pošta, a. s.,
Stredisko predplatného tlače,
Uzbecká 4, P.O.BOX 164, 820 14 Bratislava 214,
e-mail: [email protected];
do ČR aj RIKA (Popradská 55,
821 06 Bratislava 214) a VÚZ – PI SR.
Cena dvojčísla: 4 €
pre zahraničie: 4,20 € bez DPH, 5 € s DPH
Toto dvojčíslo vyšlo v januári 2012
© VÚZ – PI SR, Bratislava 2012
Za obsahovú správnosť inzercie
Zzodpovedá
VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ
jej objednávateľ | 1/ 2 0 0 8
O D B O R N É Č L Á NKY
Pokles dlouhodobé žárupevnosti
svarového spoje lité oceli P91
Long Term Strength Reduction of Cast Steel P91 Weld Joints
TOMÁŠ VLASÁK – JA N H A K L – JI Ř Í SOC H O R – J A N Č E C H
Ing. T. Vlasák, PhD. – doc. Ing. J. Hakl, CSc., SVÚM a. s., Praha – Ing. J. Sochor – Ing. J. Čech, ŽĎAS a. s., Žďár nad Sázavou, Česká republika
Sledovaný materiál byla litá martenzitická ocel P91, mezinárodně označována GX 12CrMoVNbN91, legovaná
9%Cr-1%Mo a dále menším množstvím V, Nb a kontrolovaným obsahem N  Jedná se o špičkový vysokoteplotní
materiál, užívaný při teplotách i nad 600 °C  Začal se ve světě používat koncem 90 let minulého století
v energetice, zejména při výrobě potrubí kotlů, ale vzhledem k velmi dobrým korozním vlastnostem také
v chemickém průmyslu  Práce je zaměřena na kvantitativní popis redukce žárupevnosti svarového spoje ve
vztahu k vlastnostem základního materiálu  Svarový spoj je slabou částí konstrukce a pro potřeby konstruktéra
je nutné pokles žárupevnosti znát  Základní materiál i svarové spoje byly vyrobeny z jedné tavby, zhotovené ve
ŽĎAS a. s.  To je základní podmínkou pro správné vyhodnocení změn žárupevnosti svaru  Časové snižování
žárupevnosti svarového spoje je charakterizováno pevnostním součinitelem, který vyjadřuje poměr creepových
vlastností svarového spoje a základního materiálu v závislosti na době a teplotě použití
Investigated material was cast martensitic steel P91, internationally marked GX 12 CrMoVNbN91, containing
9%Cr-1%Mo and minor amount of V, Nb and controlled content of N. It deals with top class high temperature
material which is used in temperatures even over 600 °C. It has been used in the end of the 90 years previous
century in energy, mainly for production of boiler pipelines. But considering to very good corrosion properties
also in chemical industry was used. In recent time its application is constantly magnifying. Aim of our work was
quantitative description of high temperature properties of weldment reduction in relation to creep properties of
base material. The weld joint is weak part of construction and for requirements of designer it is necessary to
know reduction of high temperature properties. Base material and weldment was made from the one heat
produced in ŽĎAS a.s. It is a basic requirement for proper evaluation of alternation weldment properties. Time
reduction of high temperature properties of weldment is characterized by strength coefficient which reflects.
Ve vyspělých státech patří 9%Cr-1%Mo ocel P91
mezi špičkové martenzitické žárupevné materiály a je již rozsáhle používána při výrobě kotlů a parních
turbín. Má vynikající žárupevnost a odolnost proti korozi a díky tomu je aplikována i při teplotách přesahujících
600 °C. O tomto materiálu je možno nalézt v literatuře
spoustu informací. V tuzemských publikacích je množství údajů o vlastnostech kupř. v [1, 2]. Podrobné informace o creepových vlastnostech podávají práce [3, 4].
V naší předchozí práci [5] bylo prokázáno, že technologie
odlévané oceli P91 (též označované GS12CrMoVNbN91)
ve ŽĎAS a. s., Žďár nad Sázavou je na takové úrovni, aby
mechanické vlastnosti při pokojové teplotě i creepové
vlastnosti byly plně dostačující. V rámci pokračování ověřování vlastností byl následně proveden i výzkum redukce
žárupevnosti, ke které dochází u svarových spojů.
>
730 kg. Minimální tloušťka stěny je na obr. 1 a chemické složení je uvedeno v tab. 1. Tento materiál byl tepelně
zpracován postupem 1070 °C/15 h/pec + rychlé ochlazení vzduchem + 760 °C/15 h/pec + 730 °C/8 h/pec.
1 EXPERIMENTÁLNÍ MATERIÁL
Obr. 1 Tvar experimentálního odlitku
Fig. 1 Shape of experimental cast
Pro experimenty byl vyroben odlitek o hmotnosti zhruba
Tab. 1 Chemické složení experimentálního odlitku
Tab. 1 Chemical composition of experimental casting
Požadováno
Required
Odlitek / Casting
Min
C
0,08
Mn
0,30
Si
0,20
Max
0,14
0,60
0,50
0,02
0,01
9,50
0,11
0,52
0,40
0,018
0,002
8,95
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
P
S
Cr
8,00
Ni
Mo
0,85
V
0,18
Nb
0,05
Al
0,4
1,05
0,33
0,98
N
0,03
0,25
0,10
0,04
0,07
0,21
0,079
0,01
0,0375
193
Pokles dlouhodobé žárupevnosti svarového spoje lité oceli P91
Obr. 2 Vzorek pro zkoušky základního materiálu
Fig. 2 Specimen for tests of base material
Tab. 2 Mechanické vlastnosti experimentálního odlitku při pokojové teplotě
Tab. 2 Mechanical properties of experimental casting at RT
Rp0,2 (MPa)
509
Rm (MPa)
672
A 5 (%)
20
Z (%)
64
KV (J)
69, 102, 99
Po odstranění nálitku byla deska použita pro výrobu
zkušebních tyčí, charakterizujících základní vlastnosti
materiálu při pokojové teplotě a dále creepové vlastnosti základního materiálu i svaru. Základní mechanické vlastnosti uvádí tab. 2.
Svařování bylo provedeno ručně obalenou elektrodou
Böhler FOX C9MV. Po svaření bylo provedeno tepelné zpracování postupem 740 °C/12 h/vzduch. Po této
operaci byl svařenec (tj. svarový kov, tepelně ovlivněná
oblast, základní materiál) nedestruktivně kontrolován
vizuálně, magnetickou kontrolou, ultrazvukovou kontrolou a RTG. Nebyly shledány žádné závady.
Zkoušky tečení základního materiálu, provedené při
teplotách 550 – 700 °C a napětí 50 až 240 MPa, byly
uskutečněny s měřenou deformací. Byly tedy snímány creepové křivky. Pro tyto zkoušky byly zhotoveny
tyče s měrnými rozměry Ø 6 x 30 mm (obr. 2). Svarové
spoje byly testovány pomocí tyčí, které měly tepelně
ovlivněnou zónu (TOZ) uprostřed měrné délky a měly
rozměry Ø 8 x 40 mm (obr. 3). V tomto případě byla
zjišťována pouze doba do lomu. Tyto zkoušky probíhaly v rozsahu teplot 550 – 700 °C a napětí 45 až 220
MPa.
Obr. 3 Vzorek pro zkoušky svarových spojů
Fig. 3 Specimen for tests of weldments
Svarový kov – Weld metal
Obr. 4a Porovnání provedených experimentů základního materiálu
s literárními daty
Fig. 4a Performed experiments of base materials experiments in
comparison to literature data
Napětí – Stress, Naše experimentální data – Our experimental data,
Pokračující experimenty – Ongoing experiments
2 VLASTNOSTI ZÁKLADNÍHO MATERIÁLU
V prvé řadě byla pevnost při tečení, respektující základní materiál, porovnána s literaturou. K tomu účelu
byly použity výsledky z roku 2005, hodnotící žárupevnost devíti litých taveb, zkoušených v rozsahu teplot
550 – 650 °C do časů 10 5 h [6]. Tyto výsledky, které
byly původně vyhodnoceny metodou Manson-Haferd
ve tvaru:
(In tr – In ta) / T – Ta) = f ()
Obr. 4b Lomová tažnost základního materiálu
Fig. 4b Rupture elongation of base material
Tažnost – Ductility
(1)
kde tr je doba do lomu (h),
T – teplota (K),
f () – napěťová závislost,
Ta a ln ta – materiálové konstanty, uvedené v tab. 3.
Pro napěťovou závislost byla použita funkce:
f () = ß0 + ß1 . log + ß2 . log2 + ß3 . log3
kde  je napětí (MPa),
ß0-3 – materiálové konstanty, které uvádí tab. 3.
194
(2)
Obr. 4c Lomová kontrakce základního materiálu
Fig. 4c Rupture reduction of area of base material
Kontrakce – Reduction of area
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Tab. 3 Konstanty ze vztahů (1) a (2) pro litou ocel P91
Tab. 3 Constants from relations (1) and (2) for cast steel P91
Konstanta
Constant
Hodnota
Value
Ta
ln ta
β0
β1
β2
β3
590
32,7190208
2,47219276
-3,74460554
1,86186361
-0,31367442
Tab. 4 Hodnoty redukčních součinitelů WSF(t)
Tab. 4 Values of reduction factors WSF(t)
Doba expozice 10 5(h)
Exposure time 10 5 (h)
Teplota / Temperature
575
600
625
Vlastní experimenty
Proper experiments
0,87
0,83
0,80
Podle [9]
According to [9]
0,87
0,79
0,74
Hodnoty meze pevnosti při tečení byly použity pro stanovení závislosti napětí – parametr Larson-Miller. Námi použitá volná konstanta měla hodnotu 30 tak, jak je to pro
ocel P91 nejběžnější [kupř. 7]. Tato závislost, reprezentující průběh středních hodnot lité oceli P91, je znázorněna
na obr. 4a plnou linií. Kromě toho je slabými čarami vyznačeno i rozptylové pole ±20 % napětí. V tomto obrázku jsou vyneseny i naše výsledky, dosažené na materiálu experimentální tavby. Z obr. 4a je zřejmé, že výsledky
jsou okolo průběhu střední hodnoty rozloženy zcela náhodně a nepřesahují povolený rozptyl. Lze tedy konstatovat, že námi dosažené hodnoty žárupevnosti lité oceli
P91 jsou plně ve shodě s hodnotami publikovanými v [6].
Výsledky lomových tažností a kontrakcí základního materiálu byly vyneseny shodně (obr. 4b, 4c). Zde nám
není znám žádný literární podklad pro srovnání. Výsledky tedy uvádíme pro informaci o úrovni těchto vlastností.
Stejně jako v naší práci zaměřené na creepové vlastnosti
šesti taveb lité oceli P91 [5], mají obě plastické charakteristiky tendenci nejprve růst a pak klesat.
3 VLASTNOSTI SVAROVÉHO SPOJE
Grafické zpracování vyhodnocení creepových experimentů svarových spojů je uvedeno na obr. 5. V Larson-Millerově parametru PLM byla opět použita volná konstanta 30. Kromě průběhu středních hodnot je slabými
čarami vyznačeno ±20 % rozptylové pole. Je zřejmé, že
výsledky creepových zkoušek tyto meze nepřekračují.
Ještě uvádíme, že k lomům docházelo v TOZ.
4 REDUKCE ŽÁRUPEVNOSTI SVAROVÉHO
SPOJE
Po tomto zhodnocení creepových vlastností základního
materiálu a svarového spoje jsme mohli přistoupit k hodnocení redukce žárupevnosti vlivem svaru v konstrukci.
Časové snižování žárupevnosti svarového spoje podle
metodiky Evropského výboru pro creep [8] je možno
charakterizovat pevnostním součinitelem, který vyjadřuje poměr žárupevných vlastností svarového spoje a základního materiálu. K tomu se používá vztah
WSF (t ) 
Ru ( w) / t / T
,
Ru / t / T
(3)
kde WSF(t) je redukční součinitel pevnosti spoje,
Ru(w)/t/T – mez pevnosti při tečení spoje při teplotě
T a době do lomu t,
Ru/t/T – mez pevnosti při tečení základního materiálu při teplotě T a době do lomu t.
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Obr. 5 Žárupevnost svarového spoje
Fig. 5 Creep properties of weldment
Napětí – Stress
Obr. 6 Grafické znázornění vyhodnocení žárupevnosti základního
materiálu ocele P91 a výsledků creepových zkoušek svarového spoje
Fig. 6 Graphical interpretation of creep properties evaluation of P91 steel
base material of P91 steel and creep tests results of weldments
Napětí – Stress, Pevnost při tečení pro 105h při teplotě – Creep strength
for 105h at temperature
Vyhodnocení creepových zkoušek základního materiálu a svarového spoje je graficky zpracováno na obr. 6.
Je zřejmé, že svarové spoje mají při nižších creepových
parametrech srovnatelnou životnost jako základní materiál. Při vyšších parametrech však svarové spoje mají životnost nižší.
Spolehlivě hodnotit WSF(t) je možné pouze v případě, že
tato časová a teplotní závislost se určuje na stejném materiálu, který byl použit pro studium jak základního materiálu
tak i pro svarový spoj. Toto studium je časově a ekonomicky značně náročné. Proto je velmi obtížné v literatuře nalézt potřebné informace. Nám se podařilo nalézt hodnoty
WSF(t) pouze pro tvářenou ocel P91 [9]. Srovnání redukce žárupevnosti s našimi experimenty je uvedeno v tab. 4.
Je zřejmé, že rozdíly hodnot faktoru WSF(t) jsou minimální. Nižší hodnoty tvářené varianty mají zřejmě příčinu v tom, že vliv svaru na žárupevnost tvářené varianty je
mírně významnější neboť žárupevnost tvářené varianty
je vyšší. Ačkoli dosažené výsledky ukazují na zvládnutí
technologie lití a svařování na dobré úrovni, doporučujeme však při návrhu konstrukce použít hodnoty redukčních součinitelů podle [9]. Tyto hodnoty jsou bezpečnější, protože analýza Kimury a kol. se opírá o řadu taveb
a nejdelší zkoušky byly až 105h.
195
Pokles dlouhodobé žárupevnosti svarového spoje lité oceli P91
ZÁVĚR
Článek shrnuje poznatky o žárupevnosti základního materiálu a svarových spojů lité oceli P91. Zhotovení základního materiálu i svařování bylo provedeno ve ŽĎAS
a. s., Žďár nad Sázavou.
Hlavní závěry je možné formulovat takto:
a) základní materiál vykazoval žárupevnost srovnatelnou s creepovými vlastnostmi taveb, testovaných při
teplotě 550 – 650 °C do časů 105 h [6],
b) creepové vlastnosti základního materiálu a svarových
spojů byly sledovány na jedné tavbě oceli P91,
c) redukce žárupevnosti svarového spoje WSF(t) byla
vyhodnocena postupem doporučeným ECCC,
d) snížení žárupevnosti svarového spoje je při krátkých
časech a nižších teplotách nulové, ale s rostoucí teplotou a dobou expozice narůstá.
CONCLUSIONS
The presented paper summarizes the knowledge about
creep resistance of base material and welded joints of
P91 cast steel. The manufacture of base material and
welding were carried out in ŽĎAS a. s., Žďár nad Sázavou. The following major conclusions can be drawn:
a) base material exhibited creep resistance comparable with creep properties of heats tested at 550 –
650 °C temperature up to 105 h times [6],
b) creep properties of base material and welded joints
were studied in one heat of P91 steel,
c) creep resistance reduction of WSF(t) welded joint
was evaluated by ECCC recommended procedure,
d) creep resistance reduction of welded joint is zero at
short times and lower temperatures. However, it increases with rising temperature and exposure time.
Literatura
[1] Jakobová, A. – Velíšek, J. – Hubáček, M. – Staněk, B.: Nová
progresivní ocel 5 P91, její použití a zkušenosti s výrobou
v a. s. Vítkovice. Sborník konference Progresivní materiály
pro energetické a chemické strojírenství, str. III 1 – 7. VTS
Vítkovice, Soláň 1993
[2] Jakabová, A. – Purmenský, J. – Foldyna, V.: Vlastnosti
výrobků z oceli P91 vyráběných v a. s. Vítkovice [1], str. III
9 – 17
[3] Hakl, J. – Vlasák, T.: Creepové vlastnosti ocele P91 Sborník
2. konference Zvyšování životnosti komponent energetických
zařízení v elektrárnách. str. 168 – 171, Srní, 2007
[4] Hakl., J. – Vlasák, T. – Kudrman, J.: Creepové vlastnosti
a struktura oceli P91. Sborník 17. konference METAL 2008,
Hradec nad Moravicí, referát C14, 2008
[5] Vlasák, T. – Hakl, J. – Sochor, J. – Čech, J.: Vlastnosti lité
oceli P91 vyráběné v ŽĎAS a. s. Sborník 5. konference
Zvyšování životnosti komponent energetických zařízení, str.
65 – 68. Srní, 2010
[6] ECCC Data Sheets. Published by ETD
[7] The book. Ferritic pipe for high temperature use in boilers
and petrochemical applications. Vallourec Industries, France,
1992
[8] ECCC Recommendation 2001: Creep data validation and
assessment procedures, ERA Technology Ltd., UK, 2001
[9] Kimura, K. a spol.: Long-term Creep Strength Reduction
Factor for Welded Joints of ASME Grades 91, 92 and
122 Type steels, Proc. Safety and Reliability of
Welded Components in Energy and Processing
Industry, 10 – 11 July 2008, Graz, Austria
<
Článok recenzoval:
Ing. Peter Brziak, PhD., VÚZ – PI SR, Bratislava
Pozývame Vás na XII. konferenciu
Kvalita vo zváraní 2012
v hoteli Titris Odborár v Tatranskej Lomnici
Termín konania:
Organizační garanti:
18. – 20. 4. 2012
Ing. Beáta Machová, Ing. Rut Balogová
9êVNXPQê~VWDY]YiUDþVNê– Priemyselný inštitút SR
5DþLDQVND%UDWLVODYD
WHOID[
HPDLOPDFKRYDE#YX]VNEDORJRYDU#YX]VN, ZZZYX]VN
196
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Mechanizmy riadenia oxidačnej schopnosti
zvarových trosiek
Control mechanisms of oxidative capacity of welding slags
I. A. GONČAROV – V. I. GALINIČ – D. D. MIŠČENKO – V. G. KUZMENKO – V. E. SOKOĽSKIJ – V. S. SUDAVCOVA
I. A. Gončarov – V. I. Galinič – D. D. Miščenko – V. G. Kuzmenko, Zváračský inštitút E. O. Patona, Kyjev, Ukrajina – V. E. Sokoľskij
– V. S. Sudavcova, Národná univerzita T. G. Ševčenka, Kyjev, Ukrajina
V článku sú uvedené výsledky teoretickej analýzy a experimentálneho skúmania tvorby nových zváracích tavív s
regulovanou oxidačnou schopnosťou  Na základe experimentálnych údajov difrakčných meraní bola navrhnutá
koncepcia štruktúrnej zásaditosti taviva  Bola vypracovaná metodika prognózovania termodynamických vlastností
tavenín z koordinátov likvidu stavového diagramu v oblasti rovnováh tuhá fáza – tavenina  Boli vykonané
experimentálne výskumy termodynamickej aktivity zložiek troskových tavenín a najmä oxidu kremíka
This report presents the results of theoretical and experimental research of creation of new welding fluxes with
a controlled oxidative capacity. Based on the experimental data of diffraction measurements there was
suggested a concept of structural basicity of the flux. A predicting technique of the thermodynamic properties
of melt from the coordinates of the liquidus phase diagram for the equilibrium “solid component – solution”
has been worked out. Experimental studies of the thermodynamic activity of components of slag melts and,
in particular, the silicon oxide were performed.
V posledných rokoch dochádza k postupnému nahradzovaniu nízkolegovaných ocelí
feritoperlitického typu oceľami pevnostnej triedy X-80 s bainitickou
štruktúrou. V týchto oceliach je podstatne nižší obsah uhlíka a na mikrolegovanie sa používa Nb a V za
účelom riadenia procesu rekryštalizácie austenitu a disperzného spevnenia pri kontrolovanom valcovaní.
Na získanie jemnozrnnej štruktúry
bainitu sa vo veľkom používa dodatočné mikrolegovanie titánom a bórom pri obmedzení obsahu dusíka
a zrýchlené ochladzovanie valcovaného materiálu. Pre vysokopevné
ocele X-80 na výrobu rúr je dôležité dodržanie veľmi nízkeho obsahu
síry, optimalizácia zloženia a tvaru
jej nekovových vtrúsenín. Danými
technológiami sa pri dodatočnom
použití Mo, Ni a Cu dosahuje úroveň
pevnosti ocelí X-100. Plánuje sa príprava ocele X-120.
Zváranie takých ocelí si vyžaduje
použitie celej škály zodpovedajúcich metalurgických procesov. Na
zabezpečenie rastúcich požiadaviek na úroveň rázovej húževnatosti a pevnosti zvarov je potrebné mať
nástroje na riadenie obsahu kyslíka
a síry v zvare prostredníctvom procesov mikrolegovania, formovania
nekovových vtrúsenín a štruktúry
v procese kryštalizácie a chladenia
>
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
zvaru. Pritom sa kladú vysoké požiadavky na zváračsko-technologické vlastnosti taviva. Napríklad je potrebné zabezpečovať bezdefektné
formovanie zvarov pri rýchlostiach
do 170 m/h pri štvoroblúkovom zváraní. Pri zváraní rúr s hrúbkou steny
do 46 mm musí tavivo zabezpečovať kvalitné päťoblúkové zváranie pri
prúde do 1900 A.
TAVIVÁ NA ZVÁRANIE OCELÍ
VYŠŠÍCH PEVNOSTÍ
Pri zváraní ocelí bežnej pevnosti sa
používajú tavivá troskového systému MnO-SiO2-CaF2, ktoré majú výborné technologické vlastnosti, avšak obmedzené možnosti vplývať
na mechanické vlastnosti zvarového kovu, najmä na rázovú húževnatosť. Preto sa pri zváraní ocelí vyššej
pevnosti obsah MnO a SiO2 v tavive
znižuje a nahrádzajú sa inými oxidmi. Na získanie vysokých hodnôt
mechanických vlastností sa obyčajne používajú vysokozásadité tavivá
s vysokým obsahom oxidu a fluoridu vápnika. Tieto tavivá však neumožňujú dosiahnuť stabilný proces zvárania a kvallitné formovanie
zvarov pri viacoblúkovom zváraní
oceľových rúr rýchlosťou viac ako
100 m/h.
Na zabezpečenie vysokej úrovne
pevnosti a plasticity pri zváraní vy-
sokopevných ocelí pevnostnej triedy X-80 sa vyžaduje možnosť regulovania obsahu kyslíka v kove zvaru
a procesov tvarovania nekovových
vtrúsenín. Tie v značnej miere ovplyvňujú formovanie štruktúry kovu zvaru
a jeho mechanické vlastnosti. Výroba nových tavív s regulovateľnou oxidačnou schopnosťou je možná na
základe uskutočnenia teoretického
a experimentálneho výskumu stavby a fyzikálno-chemických vlastností
troskových tavenín. Ďalej sa uvádzajú niektoré z výskumov, ktoré v tejto
oblasti v posledných rokoch uskutočnili špecialisti zváračského inštitútu E. O. Patona a Národnej univerzity
T. G. Ševčenka.
HODNOTENIE OXIDAČNEJ
SCHOPNOSTI ZVÁRACÍCH TAVÍV
Oxidačná schopnosť zváracích tavív
sa obvykle hodnotí ukazovateľom
zásaditosti. Existujú viac ako dve
desiatky rôznych vzorcov na určenie zásadistosti taviva, ktoré sú empirického charakteru.
Na základe experimentálnych údajov difrakčných meraní bola navrhnutá koncepcia štruktúrnej zásaditosti taviva. Za základ sa brali
výsledky vyhodnocovania kriviek radiálneho rozdelenia atómov (KRRA,
rtg. difraktogram) príslušných tavív. Základná myšlienka takej metó-
197
Mechanizmy riadenia oxidačnej schopnosti zvarových trosiek
Obr. 1 Charakter zmeny teplotnej závislosti štruktúrnej zásaditosti Vs zváracích tavív v roztavenom stave
Fig. 1 Character of change of temperature dependence of structural basicity Vs of welding fluxes in
molten condition
zásaditosť – basicity, kyslé tavivo – acidic flux., zásadité tavivo – basic flux., neutrálne tavivo
hlinitanového typu – neutral flux on aluminium oxide basis, teplota K – temperature K
a)
a neutrálneho hlinitanového typu.
Zatiaľ čo zásaditá troska (tavivo AN-15M) ihneď po roztavení svoju zásaditosť prudko zvyšuje, u neutrálnej trosky hlinitanového typu proces
zmeny zásaditosti prebieha miernejšie. Pri teplotách rádovo 1523
K sa správa ako kyslá. Také teploty sú typické pre kráterovú (koncovú) časť zvarového kúpeľa, v ktorej
prebiehajú procesy tvarovania zvaru. Pri teplotách nad 1750 K sa hlinitanová troska správa ako zásaditá. Pri týchto teplotách dochádza
k metalurgickým procesom určujúcim zloženie kovu zvaru a formovania nekovových vtrúsenín. Tak možno dôjsť k záveru, že pri pridaní asi
30 % oxidu hliníka do základu taviva má troska dobré technologické
a zároveň metalurgické vlastnosti
pri zváraní.
b)
Obr. 2 Izoaktivity SiO2 v taveninách MgO-Al2O3-SiO2 (a), MgO-CaF2-SiO2 (b) pri 1800 K
Fig. 2 SiO2 activities in melts type MgO-Al2O3-SiO2 (a), MgO-CaF2-SiO2 (b) at 1800 K
dy dešifrovania profilu krivky KRRA
spočíva v dostatočne presnom modelovaní jej prvých dvoch vrcholov
a plôch zo zohľadnenia systematiky
iónových kryštálov Šennona a Priutta a manipulovaním v dovolených
medziach umiestnenia vrcholov, ich
výšky a disperzie. Význam plôch pre
každú koordináciu sa určuje z podmienky najlepšieho súladu vypočítanej a experimentálnej KRRA. Pre
tento účel boli vypracované príslušné programy s použitím počítačovej
grafiky, ktoré zabezpečovali operatívne porovnanie vypočítaných a experimentálnych údajov.
Výpočty sa robili pre výborné typy
zváracích trosiek: kyslú (tavivo AN-348-A), zásaditú (tavivo AN-15M)
a neutrálnu trosku hlinitanového
198
typu. Pri výpočtoch boli použité experimentálne získané krivky intenzít (KI), po spracovaní ktorých boli
získané štruktúrne parametre (SF,
KRRA) z tavby spomínaných trosiek
v teplotnom rozsahu 1523 – 1773 K.
Tieto údaje umožnili vypočítať zásaditosť Vs uvedených typov trosiek
v závislosti od teploty (obr. 1).
Jednotlivé grafické závislosti znázorňujú principiálne rozdiely v správaní zásaditosti tavív v závislosti od
stupňa ich ohrevu. Zásaditosť kyslej
trosky (tavivo AN-348-A) sa po roztavení mierne zvyšuje, no pri ďalšom
ohreve sa znižuje, v dôsledku čoho
sa troska stáva ešte kyslejšou ako
bola pôvodná troska.
Naopak pôsobí ohrev na zmenu zásaditosti trosiek zásaditého
Pri viacoblúkovom zváraní rúr vyššou rýchlosťou na zabezpečenie
požadovaných technologických
vlastností musí mať tavivo plynulú
zmenu teplotnej závislosti húževnatosti v rozsahu od 1100 do 1400
°C, čo sa obvykle dosahuje pridaním oxidu kremíka do taviva. Práve
on určuje stupeň polymerizácie taveniny a tým aj vlastnosti závislé od
štruktúry. Preto nemožno úplne vylúčiť oxid kremíka zo zloženia týchto
tavív. Predsa však jeho prítomnosť
v tavive pri zváraní súčasných ocelí
spôsobuje redukciu kremíka v kove
zvaru a vznik kremičitanových nekovových vtrúsenín, čo je príčinou
zhoršenia mechanických vlastností kovu zvaru. Naše výskumy boli
zamerané na hľadanie troskovéZ VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Obr. 3 Izoaktivity SiO2 v tavenine MgO-Al2O3-SiO2-CaF2 pri 1800 K
pre c(CaF2)=0,25
Fig. 3 SiO2 isoactivities in the melt type MgO-Al2O3-SiO2-CaF2 at 1800 K
for c(CaF2)=0.25
Obr. 5 Závislosť aktivity SiO2 od obsahu MgO
Fig. 5 Dependence of SiO2 activity on MgO content
ho systému a zloženia taviva, ktoré
zabezpečujú spojenie optimálnych
technologických a metalurgických
ukazovateľov.
Na prognózovanie metalurgických
a technologických vlastností zváracích materiálov je potrené poznať
ich termodynamické vlastnosti. Experimentálne výskumy oxidových
tavenín sú zložité z dôvodu ich agresívnosti a ťažkej taviteľnosti. Vypracovali sme metódu prognózovania termodynamických vlastností
tavenín z koordinátov likvidu stavového diagramu v oblasti rovnováhy
tuhá fáza – tavenina. Výskum termoZ VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Obr. 4 Schéma koncentračného prvku na meranie aktivity SiO2
Fig. 4 Chart of concentration element for measurement of SiO2 activity
1 – podložka z nióbového plechu a BNA – backing from niobium plate
and BNA
2 – korundový téglik – corundum crucible
3 – jadro Fe-Si, spojené s W na prívod prúdu – Fe-Si core, connected
with W for current supply
4 – Fe-Si v púzdre z SiO2 spojené s W na prívod prúdu – Fe-Si in SiO2
bushing connected with W for current supply
5 – 5/20 W-Re termočlánok – 5/20 W-Re thermocouple
6 – miešadlo – stirrer
dynamických vlastností sa robil pomocou troskového systému MgO-Al2O3 -SiO2-CaF2.
Bol vytvorený špeciálny program
odvodzujúci iziočiary nadbytočných
energií Gibbsa alebo aktivít komponentov do štvorzložkovej sústavy alebo jej ternárny (trojzložkový)
rez so stálou koncentráciou štvrtého
komponentu pre štvorzložkovú sústavu. Takto vypočítané izoaktivity
SiO2 v dvoch zo skúmaných trojzložkových sústav sú uvedené na obr. 2.
Pre taveniny binárnej sústavy MgO-SiO2 je typické rozvrstvenie v oblasti 0,6<xSiO 2<0,99. V súvislos-
ti s tým majú vypočítané izoaktivity
SiO2 v tejto a v blízkej oblasti zložitý charakter a presnosť výpočtu nie
je vysoká. Predsa však pri znížení koncentrácie SiO2 v týchto taveninách prevládajú záporné odchýlky od Raulovho zákona. Izoaktivity
SiO2 pre rez c(CaF2)=0,25 štvorzložkovej sústavy MgO-Al2O3 -SiO2-CaF2
sú uvedené na obr. 3. Nami vypočítané údaje sa dobre zhodujú s údajmi z literatúry [1].
Tak sa potvrdili nami predpokladané
odchýlky zmeny znamienka od ideálnych roztokov pre sústavu MgO-SiO2, ako aj koncentračná závislosť
aktivity SiO2 v sústave Al2O3-SiO2.
Z obr. 2 a 3 je zrejmé, že zvýšenie
obsahu oxidu mangánu v taveninách MgO-Al2O3 -SiO2, MgO-CaF2
-SiO2, MgO-Al2O3 -SiO2-CaF2 spôsobuje zníženie termodynamickej
aktivity SiO2 v tavenine. Takým spôsobom je možné potlačiť z hľadiska metalurgie zvárania nízkolegovaných vysokopevných ocelí neželané
procesy redukcie kremíka a tvorby
kremičitých nekovových vtrúsenín
a pritom zachovať priaznivú stavbu taveniny a jej fyzikálno-chemické vlastnosti z hľadiska zabezpečenia požadovaných technologických
vlastností zváracích tavív. Na hodnotenie oxidačnej schopnosti tros-
199
Mechanizmy riadenia oxidačnej schopnosti zvarových trosiek
Ti), silikovápnik (30 hmot. % Ca, 70
hmot. % Si), feromangán (90 hmot.
% Fe, 10 hmot. % Mn) a čistý metalický Mn. Mólový zlomok oxidu kremičitého v sledovaných tavivách
predstavoval xSi = 0,26. Meranie
aktivity SiO2 v taveninách sústavy MgO-Al2O3 - SiO2-CaF2 s malým
množstvom ferosilícia, ferotitánu, silikovápnika a feromangánu sa robilo
metódou EMS s použitím už zmieneného koncentračného prvku (obr. 4).
Niektoré výsledky týchto meraní sú
uvedené v tab. 1. Z uvedeného vidno, že aktivita SiO2 podstatne klesá
dodaním ferozliatin do trosky.
ZÁVER
Obr. 6 Výsledky skúšok na rázový ohyb kovu zvaru pri zváraní pod tavivom (oceľ 10G2FB, drôt
Sv-08G1NMA)
Fig. 6 Results of impact bend tests of weld in submered arc welding (10G2FB steel, Sv-08G1NMA wire)
Tavené mangánovo-kremičité tavivo An-60 – fused manganese-silicic flux – type An-60
Aglomerované hlinito-zásadité tavivo OR-192 – agglomerated alumino-basic flux type OR-192
Aglomerované hlinito-zásadité tavivo OR-132 – agglomerated alumino-basic flux type OR-132
Nové aglomerované tavivo na báze tavených poloproduktov značky ANKS-28 – new agglomerated
flux based on fused semi-products of ANKS-28 mark
Tab 1 Aktivty SiO2 v tavenine sústavy SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 pri dodaní ferozliatin a čistého Mn
Tab. 1 SiO2 activities in the melt of SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 system in supply of ferroalloys and metallic Mn
E, mV
ASiO2
tavivo / flux
75,5
0,123
tavivo+Fe-Mn / flux+Fe-Mn
114
0,042
141,7
0,020
tavivo+Fe-Si / flux+Fe-Si
161
0,011
tavivo+Fe-Ti / flux+Fe-Ti
277,5
0,001
tavivo+Ca-Si / flux+Ca-Si
332,5
0,0001
Sústava / System
tavivo+Mn / flux+Mn
kových tavenín sú dôležité expresné
experimentálne výskumy termodynamickej aktivity zložiek troskových
tavenín a najmä oxidu kremíka.
Najpresnejšou metódou určenia aktivity komponentov v zliatinách je
metóda elektromotorickej sily (ems)
[2]. Vyvinuli sme originálny elektrolytický snímač na rýchle určenie aktivity SiO2 v oxidových a oxido-halogenidných taveninách pri vyšších
teplotách. Schéma koncentračného
prvku, ktorý sa použil na rýchle určenie aktivty SiO2 v oxidových a oxido-halogenidových taveninách je
uvedená na obr. 4.
Kontrola presnosti a správnosti vypracovanej metodiky sa robila na
troskách sústavy CaO – SiO2, ktorá
je dobre preskúmaná rôznymi autormi. Ukázalo sa, že nami určené aktivity SiO2, v medziach nepresnosti
experimentu, sa zhodujú s údajmi
z literatúry [3]. Toto bolo dôvodom
na to, aby sa prešlo na určenie aktivity oxidu kremičitého SiO2 v modelových troskách sústavy SiO2-Al2O3-
200
-MgO-CaF2, do ktorej patrí celý rad
tavív na zváranie rúr veľkých priemerov z nízkolegovaných vysokopevných ocelí. My sme napríklad skúmali závislosť vplyvu MgO na aktivitu
SiO2. Získané výsledky sú uvedené
na obr. 5, kde vidno, že zavedenie
MgO do trosiek sústavy SiO2-Al2O3-MgO-CaF2 spôsobuje podstatné
zníženie aktivity oxidu kremičitého.
To možno vysvetliť tvorbou asociátov, zložením blízkych k silikátom
mangánu, ktoré sú veľmi ťažko taviteľné a tepelnodynamicky stabilné.
Pri zváracej teplote zložky tavív vzájomne pôsobia s legujúcimi prvkami,
ktoré sú obsiahnuté v elektródovom
drôte, oceli a tiež v legujúcom základe aglomerovaných tavív. S cieľom
preskúmať toto vzájomné pôsobenie, sme pomocou lievika s korundovou rúrkou do oxido-soľnej taveniny
(20 hmot. % SiO2, 35 hmot. % Al2O3,
20 hmot. % MgO, 25 hmot. % CaF2)
pridali práškové zliatiny: ferosilícium
(25 hmot. % Fe, 75 hmot. % Si), ferotitán (25 hmot. % Fe, 75 hmot. %
Uskutočnené výskumy boli použité pri vývoji aglomerovaného taviva
značky ANKS-28, s výrobou ktorého sa na Ukrajine v súčasnosti začína v „Zaporožsteklofľus“, a. s. Výsledky skúšok na rázovú pevnosť
kovu zvarov zvarených použitím taviva ANKS-28 a niektorých tavených a aglomerovaných tavív používaných pri výrobe zváraných rúr sú
uvedené na obr. 6.
CONCLUSIONS
The carried out studies were used
in the development of agglomerated flux ANKS-28 mark the manufacture of which was launched
in „Zaporožsteklofľus“, Inc. in the
Ukraine recently. The results of impact strength of metal of the welds
fabricated with use of ANKS-28 flux
and some fused and agglomerated
fluxes used in manufacture of to-bewelded pipes are visible in the fig. 6.
Literatúra
[1] Jung, In-Ho – Decterov, S. A. A –
Pelton, D.: Critical thermodynamic
evaluation an optimizoation of the
MgO-Al2O3, CaO-MgO-Al2O3 and MgOAl2O3-SiO2 systems // Journal of Ohase
Equilibria and Diffusion, 2004, No. 4,
Vol. 25, s. 329 – 345
[2] Sudavcova, V. S. – Makara, V. A. –
Galinič, V. I.: Termodynamika
metalurgických a zváracích tavenín,
časť 1 (zliatiny na báze železa
a hliníka). K. Logos, 2005. 192 s.
[3] Taylor, J. R. – Dinsdale, A. T.:
Thermodynamic and phase
diagram data for the CaO-SiO2
system // Calphad. – 1990.v.14-N 1.-s. 71 – 88
<
Poznámka: Táto práca bola realizovaná
s podporou Agentúry na podporu výskumu
a vývoja v rámci projektu SK-UA-0051-09
Článok recenzoval:
Ing. Dušan Šefčík, VÚZ – PI SR, Bratislava
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Role ochranné atmosféry při laserovém
svařování
Role of shielding atmosphere in laser beam welding
L IB OR MRŇA – JA R OSL AV KU BÍ Č E K
RNDr. L. Mrňa, Ph.D., VUT v Brně, FSI, Brno a Ústav přístrojové techniky AV ČR, v.v.i, Brno – Ing. J. Kubíček, EWE, FSI, VUT v Brně,
Česká republika
Studium vlivu plynů ochranné atmosféry (He, Ar a N2) na geometrii a vlastnosti svarů při laserovém svařování
CO2 a Yb-YAG laserem  Prokázána výrazná rozdílnost geometrie svarů a jejich mikrostruktury pro různé druhy
plynu a různé materiály zdůvodnitelné dvěma odlišnými mechanismy plynoucími z působení jednotlivých plynů na
svarovou lázeň a laserem indukované plazma v obláčku nad key hole
The study of the effect of shielding atmosphere (He, Ar and N2) on the geometry and properties of welds in laser
beam welding with CO2 and Yb-YAG lasers was outlined. The expressive difference in geometry of welds and
their microstructure for different types of gases and various materials justifiable by two different mechanisms
resulting from the effect of single gases on the weld pool and the laser induced plasma in the plume above the
key hole has been proved.
Laserové svařování patří do
skupiny tavného svařování. Fyzikální procesy, při kterých vzniká
paroplynový kanál (dále key hole)
a svarová lázeň jsou však odlišné
než při obloukovém svařování. Proto i plyny ochranné atmosféry hrají
ve svařovacím procesu poněkud jinou roli. Samozřejmě primární role –
ochrana svarové lázně před účinky
kyslíku z ovzduší je stejná.
>
JEVY TVOŘÍCÍ LASEROVÝ
SVAŘOVACÍ PROCES
Samozřejmě nejdůležitějším procesem je přenos energie fotonů laserového paprsku do materiálu – tedy
absorpce. Pokud je hustota záření v zaostřeném laserovém svazku
vyšší než určitá hodnota (pro daný
materiál), dojde k sublimaci materiálu v místě dopadu a vzniká paroplynová kapilára běžně nazývána key hole. Tento svařovací režim
se nazývá penetrační na rozdíl od
kondukčního, kdy svarová lázeň
vzniká pouze na povrch kovu (tento režim tvarem svarové lázně při-
pomíná obloukové svařování). V penetračním režimu unikají páry kovu
vstupním otvorem key hole a v závislosti na vlnové délce použitého
laserového svazku a hustotě záření dochází k dodatečnému ohřevu
až do vzniku plazmatu (tzv. efekt
Bremsestrahlung) [1]. Ohřev plazmatu jednak odebírá energii laserovému svazku – tím dochází k útlumu
(a menšímu průvaru) a navíc, vlivem
jeho optických vlastností dochází
i k defokusaci svazku (obláček plazmatu funguje jako rozptylná čočka)
[2]. Kromě těchto efektů je důležité ještě lokální rozložení intenzity
na stěnách key hole, které také závisí na vícenásobných odrazech.
Při příliš vysoké intenzitě může dojít
až k lokálnímu varu roztavené stěny
key hole. Var je doprovázen vznikem
malých kapiček na kterých dochází k velmi intenzivnímu rozptylu dopadajícího laserového svazku (tzv.
mie rozptyl). Tento rozptyl je řádově
mnohem silnější, než rozptyl působením optických vlastností obláčku
plazmatu. Všechny tyto jevy jsou vlivem extrémních podmínek těžko po-
zorovatelné a lze je odvozovat jednak z chování obláčku plazmatu
a jednak z výsledného tvaru svaru.
PLYNY OCHRANNÉ
ATMOSFÉRY
Chování obláčku plazmatu i podmínky uvnitř key hole lze ovlivnit
plynem svařovací atmosféry. Nejčastěji se používá buď argon, helium, případně dusík. Všechny plyny
se svými fyzikálními vlastnostmi liší
(tab. 1).
Je zřejmé, že vlivem vysoké hodnoty ionizační energie a vysoké tepelné vodivosti bude hélium potlačovat vznik obláčku plazmatu. Z druhé
strany argon vlivem vysoké molekulové hmotnosti bude zase dobře krýt
svarovou lázeň [3].
EXPERIMENTY V BLOKU 1
Při experimentech v bloku 1, kdy se
využíval CO2 laser, jehož vlnová délka má za následek jeho silnou absorpci ve vznikajícím plazmatu jsme
se zaměřovali hlavně na studium
Tab. 1 Fyzikální vlastnosti plynů
Tab. 1 Physical properties of gases
Ar
Mol. hmotnost
g.mol -1
Mol. weight
g.mol -1
40
Tepelná vodivost
W.m -1.K-1
Thermal conductivity
W.m -1.K-1
0,01732
Rel. hmotnost
ke vzduchu
Relative weight
to air
1,38
Ionizační energie
eV
Ionisation energy
eV
15,8
0,348
N2
28
0,02555
0,96
15,6+9,7 dis
0,375
0,147
He
4
0,15363
0,14
24,6
0,186
1,592
Plyn
Gas
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
d0
nm
Dif. koeficient
cm2.s -1
Dif. coefficient
cm2.s -1
0,144
201
Role ochranné atmosféry při laserovém svařování
Obr. 1 Schéma experimentu. 1 – ZnSe čočka, 2 – těleso svařovací hlavy, 3 – cross jet, 4 – tlakový
vzduch, 5 – clona, 6 – boční plynová tryska, 7 – zaměřovací LED, 8 – průtokoměr, 9 – ovládací
ventil, 10 – tlaková láhev s plynem ochranné atmosféry, 11 – šedý filtr, 12 – optické vlákno, 13 –
spektrometr Ocean Optic HR2000+, 14 – PC
Fig. 1 Layout of experiment. 1 – ZnSe lens, 2 – body of welding head, 3 – cross jet, 4 – air pressure, 5 –
protective boom, 6 – side gas nozzle, 7 – sighting LED, 8 – flow meter, 9 – operating valve, 10 – shielding
gas cylinder, 11 – grey filter, 12 – optical fiber, 13 – spectrometer Ocean Optics HR2000+, 14 – PC
obláčku plazmatu, jeho přímý vliv
na geometrii svaru a možné ovlivňování pomocí plynů ochranné atmosféry. Pro hlubší pochopení jevů
probíhajících v key hole byla použita následující aparatura. Bylo využito řezacího centra AMADA FO3015
s 4 kW CO2 laserem pracujícím na
vlnové délce 10,6 μm. Pro toto centrum byla zkonstruována nová svařovací hlava (a upraveny některé ze
systémů). Schéma experimentu je
na obr. 1.
V prvním bloku se zkoumala geometrie svarů, velikost obláčku plazmatu nad svarem a v některých případech se snímalo spektrum záření
a to pro eliminaci některých typů
svarových vad vždy v plném materiálu pro běžnou konstrukční uhlíkovou ocel S235JRG2 (11 375) a austenitickou ocel X5CrNi18-10 (17 240).
Obr. 2a Spektrum ocel – Ar
Fig. 2a Spectrum of steel – Ar
Obr. 2b Spektrum nerez – He
Fig. 2b Spectrum of inox – He
202
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Tab. 2 Teploty prvků (v Kelvinech) v plazmatu při jednotlivých experimentech
Tab. 2 Temperature of elements (in Kelvin) in plasma for individual experiments
Kombinace/prvek
Combination/element
Fe
Ar
He
–
Ocel-Ar / Steel-Ar
3 600 K
16 600
Nerez-Ar / inox-Ar
3 760
18 000
–
Ocel-He / Steel-He
3 200
–
nelze
Nerez-He / inox-He
3 650
–
19 700
Obr. 3 Fotografie obláčku plazmatu pro různé kombinace materiálů, atmosféry a rychlosti při
svařovacím výkonu 2 kW
Fig. 3 Photo of plasma plume for different combinations of materials, shielding gases and speeds at
2 kW laser power
Obr. 4a Geometrie svarů pro ocel a různé svařovací parametry
Obr. 4a Geometry of welds for mild steel and different welding parameters
Výkon laseru – Laser power, Svařovací rychlost – Welding speed
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Výkon laseru
daný prvek lze vypočíst i teplotu. Příklady naměřených spekter s identifikovanými spektrálními čárami jsou
na obr. 2, naměřené teploty pro různé kombinace a prvky jsou uvedeny v tab. 2. Program umožňuje pevně nastavit, které spektrální čáry se
mají pro výpočet použít a toto nastavení jsme aplikovali na všechna mě-
Výkon laseru
Byly prováděny svary vždy pro čtyři
různé svařovací rychlosti a pro oba
typy svařovací atmosféry.
Pro vyhodnocení naměřených spekter byl použit program Spectrum
Analyzer [4], který umožňuje přiřadit
spektrální čáry jednotlivým prvkům
(vybraným z databáze). Kromě toho
z intenzity rozpoznaných čar pro
řená spektra, abychom dostali srovnatelné výsledky. Vzhledem k faktu,
že spektrum železa obsahuje velký počet spektrálních čar, nemusí být přiřazení vždy zcela korektní.
Nicméně z proměření více spekter
byly získány alespoň střední hodnoty teplot. Při použití hélia bylo stanovení teploty tohoto prvku v podstatě nemožné, neboť bylo k dispozici
málo spektrálních čar navíc s nízkou intenzitou. Nicméně lze konstatovat, že plazma vzniklé nad nerezovým materiálem má vyšší teplotu
oproti běžné oceli a dále argonová
ochranná atmosféra poskytuje vyšší
teplotu odpařovaným prvkům oproti
héliu. Velké rozdíly naměřených teplot jednotlivých prvků vedou k domněnce, že celý obláček plazmatu
je v silné termodynamické nerovnováze. Po konzultacích s dalšími odborníky, např. Dr. Konukem z university Twente v Holandsku (zabývá
se přímo touto problematikou), jsme
došli k názoru, že taky máme pravděpodobně příliš velké zorné pole
spektrometru zabírající kromě obláčku plazmatu i svarovou lázeň,
čímž dochází ke zkreslení.
Při svařovacích experimentech byly
pořizovány snímky obláčku plazmatu nad svarem pomocí digitálního fotoaparátu s předsazeným svařovacím sklem č. 9. Kvůli tomu byl
k vozíku se svařovací hlavou připojen speciální držák umožňující souběžný posuv fotoaparátu se svařovací hlavou. Výsledky jsou uvedeny
na obr. 3. Je vidět diametrální rozdíl
velikosti obláčků při použití argonu
nebo hélia. Je tedy zřejmé, že vysoký ionizační potenciál a hlavně vyso-
Obr. 4b Geometrie svarů pro nerez a různé svařovací parametry
Fig. 4b Geometry of welds for inox and different welding parameters
203
Role ochranné atmosféry při laserovém svařování
Obr. 5 Pracoviště s vláknovým laserem, robotem a svařovací hlavou
Fig. 5 Workshop with fibre laser, robotic arm and welding head
Obr. 6 Mikrostruktura svarů duplexní oceli
Fig. 6 Microstructure of welds in duplex steel
Vzorek č. 2 – Specimen No. 2
ká tepelná vodivost hélia silně ovlivňují tvorbu plazmatu.
Dále byly ze vzniklých svarů pořízeny makrovýbrusy. Celkový souhrn
je uveden na obr. 4a, 4b. Z nich je
patrný velice markantní vliv plynu
na geometrii svaru – zvláště na výslednou hloubku svaru. Je patrné,
že pro oba materiály jednoznačně
vznikají podstatně hlubší svary při
použití héliové atmosféry. Tento
rozdíl má více příčin:
• v první řadě při použití hélia je
potlačena velikost obláčku plazmatu jak bylo prokázáno výše –
to znamená sníží se absorpce
a refrakce obláčku. Protože dle
výpočtů [2] se absorpce pohybuje v jednotkách %, nestačí jen
tento efekt na plné vysvětlení
rozdílnosti svarů;
• kromě vysoké tepelné vodivosti
vykazuje hélium i vysokou difuzivitu – až 10x vyšší oproti jiným
plynům. Lze proto předpokládat, že díky tomu hélium proniká až do key hole, kde se podílí
na ochlazování kapalných stěn.
Proto potlačuje var kovu s následnou tvorbou kapiček zapříčiňujících vznik mie rozptylu.
Tento jev je výraznější u nerezového materiálu s třikrát menším
koeficientem tepelné vodivosti, kdy teplo ze stěn key hole se
nestačí dostatečně rychle odvádět do materiálu a proto snadno dochází k přehřátí kapalné
vrstvy až do stavu varu. Z druhé strany zvláště u konstrukční
oceli důsledky masivního varu
roztaveného kovu při použití argonu způsobí při vyšších výkonech praktický kolaps průniku
laserového svazku při vniku do
materiálu.
EXPERIMENTY V BLOKU 2
Obr. 7 Histogram vyhodnocení zrnitosti svaru
Fig. 7 Histogram of evaluation of weld grain size
Relativní četnost – Relative probability, Velikost zrna – Grain size
204
Při experimentech v bloku 2 bylo
cílem svařování daného materiálu pomocí laseru. Další experiment
byl proveden s využitím svařovacího pracoviště vybaveným Yb-YAG
vláknovým laserem YLS2000 o výkonu 2 kW od firmy IPG photonics,
svařovací hlavou Precitec YW30
upevněnou na rameni 6ti osého robota ABB IRB1600. Součástí pracoviště je ještě doplňkové 2-osé polohovadlo IRBP250 a přípravkovací
stůl, na kterém probíhaly experimenty (obr. 5). Pracovní vlnová délka 1,07 μm není laserem indukovaným plazmatem v obláčku již tak
absorbována, proto je vliv plazmatu
do značné míry eliminován.
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
O D B O R N É Č L Á NKY
Pro experimenty byla použita duplexní ocel X2CrNiMoCuN25-5-3
dle EN 10088-1 a číselným označením 1.4462, tloušťka 5 mm [5], na
které byly vyhotoveny svařovacími
parametry P = 2kW, v = 0,6m.min -1,
f = –2,0 mm pod povrchem svaru natupo. Při svařování se použily tři rozdílné svařovací atmosféry Ar a He, s přibližným průtokem
10 l.min -1 a N 2 o třech rozdílných
průtocích cca 10, 20 a 30 l.min -1.
V poslední třetině vzorku o celkové délce svaru 80 mm byl proveden příčný řez a na něm bylo
provedeno metalografické vyhodnocení. Pro pozorování a pořízení
snímků byl použit laserový konfokální mikroskop OLYMPUS LEXT
350. Důvodem použití třetí, dusíkové, atmosféry je poznatek, že dusík samotný je v této oceli obsažen
a ovlivňuje obsah austenitu. Protože při těchto vysokoenergetických
metodách svařování se vytvoří ve
svarové lázni typická jehlicovitá struktura feritových zrn s negativními důsledky na mechanické
vlastnosti spoje [6], cílem bylo prozkoumat, zda dusíková atmosféra dokáže difundovat do vnitřních
částí key hole a ovlivnit tak poměr
austenit-ferit a tím také potlačit
vznik příliš velkých jehlic feritu.
Z obrázku mikrostruktury (obr. 6)
je patrné, že volba různé svařovací atmosféry má skutečně vliv
na výslednou strukturu svarového
kovu. Zatímco při použitém argonu
je po celé délce svaru patrná charakteristická jehlicovitá struktura,
u vzorků s použitím dusíku i hélia
je patrné zjemnění struktury v horní a střední části svaru. Pro kvantitativní podporu tohoto zjištění
byla navíc provedena morfologická analýza struktury svaru, která
stanovila plochy jednotlivých zrn
ve svarovém kovu a poté byly tyto
plochy vyneseny do histogramu,
ze kterého lze již porovnat jednotlivé svary. Princip analýzy a vzniklé
histogramy jsou na obr. 7. Je zřetelně patrné, že u všech vzorků
s atmosférou N 2 a He je větší zastoupení částic s menší plochou
ve středu histogramu, což potvrzuje skutečné kvalitativní zjemnění struktury.
Lze opět předpokládat, že vlivem
vysokého difuzního koeficientu hélia tento plyn difunduje do hloubky
key hole během svařovacího procesu a zde vlivem své tepelné vodivosti ochlazuje kov svarové lázně (obklopující key hole), což má
za následek její rychlejší ztuhnutí
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
bez možnosti vývinu hrubší krystalové struktury. Toto zjištění je
v souladu s výsledky experimentu 1. Naproti tomu u atmosféry dusíku lze předpokládat kombinovaný vliv zvýšené rychlosti chladnutí
(u vyšších průtoků dusíku) spojené
s rozpouštěním dusíku ve svarové
lázni, které se bude podílet na zvýšení množství austenitu oproti feritu. Rozpustnost dusíku v tavenině
je při teplotách uvnitř key hole cca
2 – 5x vyšší než v pevné fázi.
Při experimentech bylo pro nás primární porovnat rozdíly v dosažené hloubce průvaru v závislosti na
použité ochranné atmosféře. Z tohoto pohledu hélium dává lepší výsledky. Jiný pohled je samozřejmě
stabilita a optimalizace celého svařovacího procesu a výsledná kvalita svaru. Jak jsme dále zjistili, tyto
faktory závisí na poloze ohniska
vzhledem k povrchu materiálu kvůli
rozložení intenzity laserového svazku podél stěn key hole. Při prováděných experimentech jsme měli
ohnisko na povrchu materiálu, což
se z hlediska kvality svaru ukázalo jako ne zcela optimální a proto
i výsledný svar vykazuje pórovitost.
Tato problematika je předmětem
současného výzkumu.
ZÁVĚR
Z provedených experimentů je
patrné, že rolí, kterou hrají plyny
ochranné atmosféry při laserovém
svařování je více. Lze konstatovat,
že hélium má v obou typech experimentů (za použití různých druhů
laserů) pozitivní vliv na vlastní proces i na výslednou svarovou strukturu. Z druhé strany je potřeba brát
v úvahu jeho nízkou relativní hustotu a proto i možné špatné krytí
svarové lázně a v neposlední řadě
i ekonomické hledisko – hélium je
dražší než argon a dusík. U duplexní oceli bylo prokázáno zjemnění makrostruktury svaru při použití
dusíku a hélia (oproti argonu). Toto
zjemnění je vysvětlováno dvěma
různými fyzikálními jevy v závislosti
od použitého plynu. Navíc tento typ
experimentů umožňuje i lepší vhled
na celkovou dynamiku laserového
svařovacího procesu.
CONCLUSIONS
From the carried-out experiments it
is evident that the roles which the
shielding gases play in laser beam
welding are several. It can be concluded that helium in both types of
experiments (with use of different
lasers) has a positive effect on the
proper process and the resulting
weld structure. On the other hand
its low relative density and thus
also possible poor shielding of the
weld pool and last but not least
also the economic aspect – helium
is more expensive than argon and
nitrogen – have to be considered.
In duplex steel the refinement of
weld macrostructure has been
proved with use of nitrogen and
helium (unlike argon). This refinement is explained by two different
physical phenomena depending
on the type of used shielding gas.
Furthermore, this type of experiments allows also a better insight
to the total dynamics of laser beam
welding process.
Literatura
[1] Duley, W. W.: Laser welding, New York
1999, A.Wiley-Interscience publication,
ISBN 0-471-24679-4
[2] Beck, M. – Berger, P. – Hugel, H.: The
effect of plasma formation on beam
focusing in deep penetration welding
with CO2 lasers, J.Phys D: Appl. Phys.
28, 1995, s. 2430 – 2442, ISSN 00223727/95/122430
[3] Berkmanns, J. – Faerber, M.: Raskroi.
ru [online].Linde Gas, 2004 [cit. 201005-22]. Laser technology. Dostupné
z WWW: <http://raskroi.ru/files/articles/
fa.lt.eng.lazernaya_svarka.pdf>.
[4] Navrátil, Z. – Trunec, D. – Šmíd, R. –
Lazar, L.: A software for optical
emission spectroscopy – problem
formulation and application to plasma
diagnostics. Czechoslovak Journal of
Physics 56, 2006, Suppl. B, B944–951
[5] Fueracher, I. a kol.: Lexikon
technických materiálů se zahraničními
ekvivalenty: Kovy, plasty, keramika,
kompozity. Dashöfer Verlag, 2002
Praha, ISBN 80-86229-02-5
[6] Kubíček, J. – Mrňa, L.: Svarak.cz
[online]. 2008 [cit. 2010-05-17].
Technické aspekty svařování laserem.
Dostupné z www: http://www.
svarak.cz/images/stories/pdf/
Svarov%C3%A1ni%20laserem.
pdf
<
Poděkování
Příspěvek vznikl v rámci programu FSI-S-1078 Posouzení možností tavného svařování
moderních ocelí vysokovýkonnými technologiemi. Při experimentech byla použita laserová svařovací hlava vyvinutá v rámci projektu
TIP č. 2A-3TP1/113, Výzkum dynamiky laserového svařovacího procesu a jeho řízení.
Experiment 2 vznikl na pracovišti vybudovaném za podpory Evropské komise a MŠMT
(projekt č. CZ.1.05/2.1.00/01.0017).
Článok recenzoval:
Ing. Peter Blažíček, VÚZ – PI SR, Bratislava
205
ýasopis Transfer
Infolinka
+421 02 49 212 474
[email protected]
STU Scientific, s.r.o.
Pionierska 15
831 02 Bratislava
Z VÁ R AN I E PR E P R A X
Mechanizované a robotizované spôsoby
zvárania oceľových konštrukcií
MARIANNABART
MARIAN
MATYSOVÁ
OŠ – PAVOL SEJČ
Ing. Marian Bartoš IWE, SAG Elektrovod, Bratislava, Slovensko
Kedy nahradiť ručné oblúkové zváranie mechanizáciou  Možnosti mechanizácie a robotizácie zvárania  Zváranie
vysokonapäťových ohraňovaných stožiarov, konštrukčných uzlov, nosníkov a stĺpov
Téma mechanizácie a robotizácie zvárania je v súčasnosti, t. j. v období vrcholiaceho úsilia
o znižovanie výrobných nákladov
s hlavným cieľom ostať cenovo konkurencieschopným na trhu, veľmi hlboko a široko rozpracovaná.
Je životne dôležitou pre veľké, ale
i solventné firmy, ktorých existencia je založená na prosperite. Medzi ne patria napr. vagónky s tisíckami podvozkov, automobilky, ako aj
stovkové série rámov horských bicyklov z ľahkých zliatin na báze Al.
Tieto firmy, čiže týchto bohatých zákazníkov, servisujú úzko zamerané
a vysoko sofistikované servisné firmy zamerané na nasadzovanie najmodernejších výkrikov robotizačnej techniky. To sú vlastne výkladné
skrine úrovne techniky daného štátu. Ale s rýchlym a hlavne prekvapivým presťahovaním výroby obvykle smerom na východ odíde aj
ich často medializovaná a iste zaslúžene obdivovaná technická úroveň.
Darmo, prázdne haly predsa len nezaručujú kontinuitu technickej úrovne, aj keď špičkovej. Pár odborne
zdatných zamestnancov sa roztratí v okolí v náhodne získaných pracovných príležitostiach. Nemajúc
na smelšie investície tam už zväčša
nenájdu predpoklady k nadviazaniu trendu, ale hlavne neprodukujú
štedrú veľkosériovú výrobu.
Obr. 1 Automatické navádzanie osi zváracieho
horáka na zvarovú medzeru pomocou CCD
kamery, pričom zvarenec sa pohybuje
Obr. 2 Automatické navádzanie osi zváracieho horáka na zvarovú medzeru pomocou taktilného
čidla s odvalovacou kladkou kopírujúcou zvarovú medzeru
>
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
MECHANIZÁCIA ZVÁRANIA
VERZUS RUČNÉ ZVÁRANIE
Tu sa dostávame síce k skromnejšej
téme, ale o to reálnejšie presaditeľnej
hlavne u väčšieho počtu drobnejších
výrobcov diskrétne presiaknutých
v krajine, a to k mechanizácii zvárania. Kde je hranica kedy ju použiť,
a kde je kvalitatívny motív ju nasadiť?
Nasadiť mechanizované zváranie prináša v sebe okrem primárnej dráhy
a zváracieho automatu aj sekundárne
komplikácie a investíciu do periférií,
alebo inak povedané prípravkov, lô-
žok, upínacích stendov atď., ktoré dovtedy s ľudskou adaptabilitou, alebo
improvizáciou, či schopnosťou si od
prípadu k prípadu poradiť, netvorili vyhranený problém.
Večným bojom a dilemou je, či
v dobe na trhu pracovných príležitostí, či ľudských zdrojov, nahradiť
ešte stále regionálne lacného zvárača, ktorý navyše aj dobre zvára,
technicky komplikovaným na obsluhu, dohľad, programovanie, servis
a údržbu vyžadujúcim komplexom
ľudí – technicky zdatnou obsluhou.
Navyše, ak selekciou zváračov dosiahnete takmer perfektné zvary.
Tým motívom, alebo tých motívov je
tu predsa len viac. Okrem prestíže
a motívu byť voči konkurencii o „konskú dĺžku“ vpred, je tu celý rad technických argumentov najmä u dlhých
zvarov, napríklad u zváraných skriňových alebo stojinových I nosníkov,
kde je nutné dosiahnuť kontinuálny,
neprerušovaný zvarový proces, bez
koncových kráterov, nadpájaní zva-
207
Mechanizované a robotizované spôsoby zvárania oceľových konštrukcií
Obr. 3 Extrémne dlhé zvary 16 000 mm dlhého nosníka v hladine úrovne
kvality B podľa STN EN ISO 5817
Obr. 4 Optimalizovaný nosník s premenlivým prierezom, profilom a
hrúbkou pásnic po dĺžke rozpätia
Obr. 5 Pojazdový automat s magneticky upnutou dráhou na zvarenci
a s jednotkou priečneho rozkyvu horáka
Obr. 6 Detail pojazdovej dráhy s protipreklzovým vyhotovením
a pohonnou kladkou pojazdu zváracieho horáka
rov pri presune polohy zvárača, tepelných anomálií, až po konštantný
parameter zvaru a kresbu húseníc,
plynulý prechod do základného materiálu a bez vplyvu únavy ruky a sústredenia zvárača – ľudského faktora. Tiež zanikne takmer rodinná
znalosť – rukopis, ktorý zvar kto robil, podľa kresby z priečneho rozkyvu horáka zvárača. Z dôvodu objektívnosti treba uviesť fakt, že výborní
zvárači dokážu urobiť výborné zvary, ich cena na trhu stúpa a stávajú
sa predmetom preťahovania k inému
zamestnávateľovi. Ale možno aj tento fakt prispieva k zavedeniu mechanizácie zvárania.
Toľko k filozofii rozhodnutia, ekonomické hľadisko si z uvedených dôvodov aj tak zhodnotí každý sám. Nie
je to len ekonomický vzorec. Preto
je korektné načrtnúť aspoň v princípe a danom rozsahu tohto článku
technické požiadavky – predpoklady spojené alebo sprísnené zavedením mechanizácie.
MOŽNOSTI MECHANIZÁCIE
A ROBOTIZÁCIE
Mechanizácia a robotizácia zvárania je podmienená presnosťou zo-
208
stehovania, t. j. definovania polohy
a geometrie zvarových hrán, nemenne v celej zváranej dĺžke alebo sérii.
Adaptívne prvky ako CCD kamerové skenovanie (obr. 1) alebo taktilné
čidlá (snímače, obr. 2 ) síce umožňujú elimináciu odchýlok dráhy – zvarovej osi – výškovo aj stranovo, ale treba
povedať, že v cenovo únosnej kategórii u klasických aplikácií v malej miere.
Preto význam a dôležitosť presného zostehovania, správne ustanovených zvarových hrán je vrcholne
dôležitý, tak ako pointácia zvarku
v polohovacom lôžku pod zváracím
automatom a zjednotenie ich osí
priečne i výškovo.
Samostatnú otázku s presnosťou
ustanovenia zvarových hrán tvorí nutnosť alebo upustenie či už od
stratenej podložky alebo keramickej
podložky z dôvodu zaistenia zvarovej medzery a s tým súvisiaceho tvaru prepadnutého koreňa. Lebo stále
ostáva pravdou, že kvalita vyhotovenia koreňa, jeho premiešanie so základným materiálom, plynulosť prechodu z pohľadu vrubových účinkov
ako koncentrátorov napätia a štartu
trhlín určuje výslednú kvalitu zvaru.
Vady zistené neskôr pri defektoskopickej kontrole, ale najmä ich odstrá-
nenie – oprava vybrúsením a zvarením, štartujú ďalšie a ďalšie problémy.
Preto venovať pozornosť bezchybnosti koreňovej húsenice ako základu stavby zvaru pre neskoršie výplňové húsenice a záverečnú kryciu
húsenicu so širokým rozkmitom horáka, sa určite oplatí už v zárodku!
Typickým príkladom tohto úsilia
sú dlhé, až extrémne dlhé nosníky
(obr. 3) alebo nosné stĺpy skeletov odvážne navrhnutých oceľových konštrukcií budov. Druhým príkladom, na
ktorom je možné ilustrovať opodstatnenosť alebo až nevyhnutnosť mechanizácie zvárania, sú energetické
vysokonapäťové stožiare extrémnych
dĺžok, na ktoré v tomto príspevku
bude zameraná pozornosť.
Priblížme si prvú skupinu spomínaných zvarkov, a to konštrukčných
dielov oceľových skeletov budov
(obr. 4). Tieto pozostávajú zväčša
z väzníkov, nosných stĺpov, diagonál
a nosníkov podlaží. V prevažnej miere sú pri montáži zoskrutkované prostredníctvom prírub, pätiek alebo
s okom. Tieto posledne menované
diely nevytvárajú predpoklady pre
nasadenie mechanizácie a robotov,
lebo sú to krátke a mohutné zvary,
najmä u prírub.
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z VÁ R AN I E PR E P R A X
Iná situácia je u dlhých zváraných
profilov – nosníkov, dokonca z dôvodu optimalizácie navrhnutých
s premenlivým prierezom ako veľkosti profilu, tak hrúbky diskrétne odstupňovaných pásnic. Tu ide o dlhé
kontinuálne zvary ideálne pre nasadenie dráhového automatu, teda
mechanizáciu zvárania.
U hrúbok, ktoré sa vyskytujú u takto
mohutných konštrukcií je nevyhnutný predpoklad dokonalej geometrie
predpísaného úkosu s priamymi hranami, ktoré po zostehovaní na predpísanú medzeru zaistia dokonalé
položenie koreňovej húsenice, tvar
prepadnutého koreňa a kontinuálneho – pravidelného natavenia hrán.
Po kontrole koreňovej húsenice prichádza etapa vytvorenia väčšieho
množstva výplňových húseníc. Ich
rovnomernosť čo do priamosti, prevýšenia, symetrie a tvaru predikuje
finálne zavŕšenie zvaru krycou húsenicou. Tá potom ako prvá ešte
pred defektoskopickými kontrolami prezentuje technicko-pohľadovú úroveň vyhotovenia zvaru. A práve tu, vzhľadom na „ľudský faktor“
u dlhých zvarov s nevyhnutnosťou
pravidelnej zmeny pozície zvárača,
strnulého pri sústredenom a pravidelnom vedení horáka, často v lete
spotenom, v skrčenej polohe atď.,
je motív nasadenia mechanizácie
zvárania. Na trhu je dostatok ponúkaných zariadení, pozostávajúcich
v základnom prevedení z pojazdovej
dráhy pre vozík zváracieho horáka.
Táto dráha sa pre rýchlosť a jednoduchosť aplikácie zväčša magneticky upína k zvarku pozdĺž zvarovej
medzery (obr. 5). Po nej sa s reguláciou rýchlosti pohybuje pojazd,
teda vozík vybavený protiklzovými
kladkami, nesúci horák v nastaviteľnej polohe uhla sklonu, vzdialenosti a optimálnej geometrie voči úkosu
zvaru (obr. 6). Je dôležité, či už pri
výplňových húseniciach, ale hlavne
pri krycej húsenici, aby vozík bol vybavený regulovateľným mechanizmom priečneho rozkmitu horáka.
Takéto zariadenia sú na trhu bohato ponúkané rôznymi výrobcami či
už na priame zvary a úkosy alebo na
kruhové aplikácie. Na ilustráciu uvedieme niektoré z nich (obr. 7 a 8).
Zo skúsenosti, ale i poslednej praxe
vieme, ako stúpajú nároky na kvalitu vyhotovenia zvarkov, nielen v celkovej geometrii odchýlok pri veľkých
dĺžkach, ale i v detaile vyhotovenia
zvaru, hlavne v plynulosti prechodov
do základného materiálu, celkovej
geometrii až po ukončenie s vylúčením kráteru. To všetko veľmi precízne a detailne definuje norma STN
EN ISO 5817. Drvivá väčšina vyššie
spomínaných zvarkov je vyžadovaná v najvyššej hladine úrovne kvality, teda B. Je pritom jedno, či u krátkych alebo dlhých zvarov, stále sa
vyžadujú prísne parametre kvality.
Preto aj u kratších zvarov a menších
sériách stojí za to zvážiť použitie robota, ktorý v takejto konfigurácii nevyžaduje pojazdovú dráhu, ale iba
perifériu, t. j. obyčajne otočný 2-polohový stôl na zaistenie definovanej
polohy zvarku (obr. 9).
Zváracích robotov je na trhu dostatok, nemusia byť len z prvej ruky, po
sťahovaní výrob na východ ich príležitostne tu v republike zostáva dostatok (obr. 10). Ide tu len o invektívnu odvahu urobiť prvý krok a vstúpiť
do sveta robotizácie. Ďalšie a ďalšie aplikácie prichádzajú každý deň.
Ide nielen o kvalitatívnu stránku ale
i o prestížnu, dnes žiadanú nielen
v kluboch golfu, ale aj v klube robotizovaného zvárania.
Obr. 7 Jednoduchý pojazdový vozík s magnetickým upínaním o zvarenec
vedený v priamom smere pravítkom s laserovým pointerom
Obr. 8 Zvárací automat pod tavivom s taktilnou jednotkou presného
navádzania horáka na zvarovú medzeru. Obsluha tvorí len dozor
Obr. 9 Množstvo krátkych, ale nie od seba vzdialených zvarov, dáva
predpoklady pre nasadenie robota bez nutnosti pojazdu
Obr. 10 Presun výroby na východ migrujúcich investorov vytvára trhovú
príležitosť pre nákup ešte „teplých“ robotov
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
209
Mechanizované a robotizované spôsoby zvárania oceľových konštrukcií
Obr. 11 Automatizované zváranie pod tavivom drieku stožiara v polohovadle, kde zvarenec stojí a pohybuje sa zvárací automat s presným navádzaním
osi horáka
Obr. 12 Dokonalý zvar, ako po stránke ultrazvukovej kontroly, tak i vizuálnej, vytvorený v dĺžke
12 000 mm zváracím automatom metódou 141 – pod tavivom, s infračervenou kontrolou
prepadnutia koreňa zvaru a spätnoväzobnou korekciou regulácie parametrov zvárania
ZVÁRANIE
VYSOKONAPÄŤOVÝCH
OHRAŇOVANÝCH STOŽIAROV
Cieľom článku nie je predostrieť súčasnú ponuku zváracích robotov
ponúkaných na trhu, ale skromnejší
cieľ, pomôcť prelomiť bariéru menším firmám v ich prvej aplikácii a povzbudiť ich k tomuto kroku. Veľké firmy s tlakom zahraničného investora
to iste nepotrebujú.
Druhou skupinou spomínaných
zvarkov v úvode sú energetické vysokonapäťové stožiare vytvorené
ohraňovaním a zvarením. Je to svojím spôsobom zvláštna skupina vysoko namáhaných stožiarov, na ktoré sa vplyvom klimatických zmien
kladú čoraz vyššie pevnostné požiadavky a kde mechanizovaný spôsob
zvárania je už nevyhnutný (obr. 11).
Ide o v porovnaní s klasickým priehradovým stožiarom o mimoriadne
štíhlu konštrukciu drieku stožiara,
tvorenú u nižších stožiarov 8 hranom (napr. trakčné) a u vn a vvn stožiarov až 30 hranným prizmaticky
sa zužujúcim driekom, blížiacim sa
k ideálno-optimálnemu kruhu. Výška takýchto stožiarov sa pohybuje
až do 55 m. Driek stožiara je z výrobno-technologických dôvodov (ale aj
dopravných) delený na diely, ktoré
210
na seba nadväzujú buď prostredníctvom prírub s množstvom stykových
skrutiek (cca 24), alebo u systému
PETITJEAN len nasunutím týchto
kuželov do seba a umelo vytvoreným predpätím montážnou axiálnou
silou, teda bez spojovacích skrutiek. Všetky tieto riešenia však svojím princípom vyžadujú čoraz vyššiu
presnosť výroby. Tá sa dá dosiahnuť
vďaka NC riadeným plazmovým deleniam plechu rozvinutých plášťov
driekov stožiara, vypaľovaním spojovacích prírub driekov, ramien a silových uzlov. Ďalej samotné zváranie
je realizované v prípravkoch a zváracích standoch metódami MAG
v CO2 a u väčších hrúbok pod tavivom (obr. 12).
Práve na príklade nového typu stožiara sa pokúsim priblížiť rozsah
a dôležitosť problematiky nasadenia
mechanizácie zvárania a s ním spojenej presnosti výroby.
Ohraňované stožiare typu „Y“
(obr. 13) sú technicky i technologicky obdivuhodným dielom s mimoriadnymi úžitkovými vlastnosťami. V porovnaní s priehradovými
konštrukciami sú po stránke vývoja technického intelektu o jednu generáciu vpred. Sú však z pohľadu
v súčasnosti platných výberových
ekonomických kritérií investorov
v krátkosti povedané handicapované. Ak však prídu iné – náročnejšie,
kritériá na úžitkové vlastnosti, ako je
napr. lavínovo obťažný horský úsek
na Islande, investor bude nútený týmito okolnosťami siahnuť po tomto
type stožiara.
Uzavretý silový trojuholník je zo
statického pohľadu najtuhší geometrický útvar. Táto tuhosť je daná
v našom prípade použitými ohraňovanými, prizmaticky sa zužujúcimi
ramenami, ktoré pri svojom priereze sú na ohyb takmer dokonalé a na
torziu ideálne tuhé. Tieto významné a výsostne pozitívne vlastnosti
ramien sú do silového trojuholníka
spojené v silových uzloch, tvorených kruhovými prírubami veľkého
priemeru, podobne ako potrubné
spojenia s veľkým počtom skrutiek
po obvode. Takto vytvorený silový
trojuholník je takmer ideálne tuhý
a jeho úžitkové vlastnosti (únosnosť) sú z tvarového hľadiska maximálne. Ale za tieto výnimočné úžitkové vlastnosti sa platí (tak ako vo
všetkom) daň spojená s neobyčajne
vysokou presnosťou výroby.
Pokiaľ sa stožiar nachádza v rovine
projektu na monitoroch pri konštruovaní v systéme 3D, dovtedy je všetko v poriadku a jasné. Hlavne všetko podľa výkresov na seba dosadá.
Príde však okamžik, keď rozvinuté plášte a tvary (obr. 14) navrhnuté
v 3D sa ohrania a dostanú do výroby
na zváranie.
Prednostne ide hlavne o najdôležitejší silový uzol – mimoriadne náročný
na vyhotovenie, pretože ide o vzájomný priestorový prienik dvoch kuželov ukončený vzápätí prírubami,
ktorý sa raz z obrazovky dostane
k zváračovi. Keďže ide o nie priame zvary, ale krátke s mimoriadne
náročným zostykovaním zložených
plôch stehmi medzi sebou a následne s prírubami, ide z pohľadu výslednej presnosti o „najslabší článok v reťazci“ kvality, presnosti výroby. Tu
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z VÁ R AN I E PR E P R A X
Silový uzol
Obr. 13 a Ilustračný pohľad na stožiar typu „Y“
Silový uzol – tvarovo najnáročnejší diel na presnosť výroby
zohrá ľudský faktor rozhodujúcu úlohu, a to aj napriek použitiu prípravkov
na zloženie a zvarenie. Ďalej nedokážeme odhadnúť vznik deformácií
a geometrických odchýlok z titulu
zvyškových napätí v zvarku. Zvarok
Obr. 13 b Pre porovnanie pohľad na jednodriekový klasický stožiar
obsahuje veľké množstvo výztužných rebier končiacich v rohoch, kde
sa nutne koncentrujú napätia. Samotný tvar zvarku je asymetrický, čo
dáva možnosť týmto zvyškovým napätiam po zvarení ovplyvniť pôvodnú
geometriu. Otázka ich možných eleminácií v žíhacej peci nie je doriešená z rozmerových dôvodov a ani to,
či sú dostatočne docenené ich negatívne účinky!
Nadväzné, ďalšie prírubové styky
smerom dole k základu stožiara nie
sú tak kritické na presnosť, lebo nenadväzujú na seba so spätnou väzbou a nevytvárajú riziko vzniku vnúObr. 14 a Ramená „Y“ dĺžky 16,5 m
torných pnutí z hľadiska presnosti
výroby. Okrem toho stožiar má možnosť rektifikácie vo vertikálnom smere pomocou stavacích – upínacích
matíc a celý driek stožiara sa nachádza 100 mm vo vzduchu nad betónovým základom.
Na tomto možno monotematickom
príklade chcem ilustrovať nevyhnutnosť mechanizácie zváracích prác
hlavne z dôvodu homogenity kvalitatívnych vlastností zvarov, ale hlavne ich extrémObr. 14 b Silový uzol po zvarení
nych dĺžok. Tu
proste končia
ľudské možnosti
implementované
v ľudskom faktore. Na záver
možno skonštatovať, že ak sa
podarilo poskytObr. 14 c Rozvinutý plášť silového uzla pred ohranením a zvarením
núť niekoľko inZ VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
špirujúcich motívov, potom sa tento
článok neminul účinku.
ZÁVER
SAG Elektrovod, a. s. je dlhoročným
dodávateľom energetických diel,
kde významnú rolu hrajú oceľové
konštrukcie. V uplynulých rokoch sa
intenzívne presadil pri výstavbe dôležitých prenosových ciest v ďalekom zahraničí, dokonca až za polárnym kruhom. Jeho ukončené diela
sú prísne preberané zahraničnými
investormi a preto sám dbá o výber
a kvalitu svojich dodávateľov oceľových konštrukcií. Či sú to už stožiare na vedenia vvn a zvn alebo hlavné a pomocné oceľové konštrukcie
na elektrické stanice. Preto kritériá na ich výrobu, technologickú
disciplínu a výslednú kvalitu majú
u neho nadnárodnú dimenziu. Výber dodávateľa s jeho technicko inteligenčnou potenciou radí na prvé
miesto. Výsledná zodpovednosť
voči investorovi totiž znamená, že
kvalitu za oceľové konštrukcie nesie
na svojich ramenách dlhé roky po
odovzdaní diela. V úsilí o presadenie sa vo svetovom klube dodávateľských firiem pre energetický sektor
podrobuje svojich dodávateľov oceľových konštrukcií prísnym kritériám
definovaných v Eurokódoch. Z toho
vyplýva požiadavka aj na jeho hlbokú znalosť v problematike
technológie výroby a výslednej kvality.
<
211
Návrh oceľovej konštrukcie cyklomosta
Devínska Nová Ves – Schlosshof
MARIANNA
ZO
LTÁN AG
MATYSOVÁ
ÓC S – MA
– PAVOL
R C E L SEJČ
VA N KO – A N D R E J PÁ L F I
Prof. h. c., Prof. Dr. Ing. Z. Agócs, PhD. – Ing. M. Vanko – Ing. A. Pálfi, Ingsteel, spol. s r. o., Bratislava
OPIS KONŠTRUKCIE MOSTA
Pri voľbe tvaru mosta, ktorý spája
dva susedné štáty v blízkosti hlavných miest, bolo ťažko rozhodovať
o tom, aký typ mosta sa postaví. Pri
jeho návrhu dôležitú úlohu zohrávala aj skutočnosť, že most je budovaný nad inundačným územím v oblasti chránených lužných lesov.
Zvolená trasa cyklomosta od koncovej opory smerom k Devínskej Novej Vsi pokračuje na násype a je napojená na ulicu s názvom Na mýte
(obr. 1). Trasa mosta smerom na
Schlosshof pokračuje na už obnovenom klenbovom kamennom moste a na hrádzi. Práce na spodnej
stavbe už boli začaté (obr. 2).
Oceľová konštrukcia mostného
objektu hornej stavby pozostáva
z troch častí:
Obr. 1 Základy mostných pilierov
Za Rakúsko – Uhorskej monarchie
spájalo brehy Moravského poľa
a Záhoria 24 mostov. V roku 1990,
po páde železnej opony, tam nezostal ani jeden. Do dnešného dňa
bol postavený iba most medzi Moravským Svätým Jánom a Hohenau.
V marci 2010 sa zástupcovia Bratislavského samosprávneho kraja
a Dolného Rakúska spoločne rozhodli postaviť most pre cyklistov
a peších medzi Devínskou Novou
Vsou a Schlosshofom.
Cyklomost bude postavený v historickej trase, dĺžka mosta je 525 m,
šírka 4 m. Výška mosta nad hladinou Moravy umožní v budúcnosti
bezpečnú plavbu. Základný kameň
cyklomosta bol slávnostne položený
dňa 25. septembra 2011.
Autorom architektonického riešenia mosta je Ing. arch. M. Beláček, projektovú dokumentáciu pre
územné rozhodnutie vypracovali prof. Z. Agócs a Ing. M. Vanko.
Zhotoviteľom dokumentácie pre
stavebné povolenie je firma PROJKON, s. r. o., Bratislava. Autormi
projektu oceľovej konštrukcie hornej stavby pre realizačnú dokumentáciu sú prof. Z. Agócs, Ing. M.
212
Obr. 2 Práce na základovej konštrukcii pylóna
Vanko a Ing. A. Pálfi. Na projektovej
dokumentácii tiež spolupracovali
Ing. Ján Palkovič, Ing. Ján Ivančík
a Ing. Csaba Németh. Zhotoviteľom stavby je Združenie Cyklomost
INGSTEEL & Doprastav, vedúcim
účastníkom združenia je Ingsteel,
spol. s r. o.


stredná časť nad tokom rieky Morava. Tvorí ju trojboký priehradový
zavesený trojpoľový trám s osovými vzdialenosťami podpier 30
+ 120 + 30 čiže celkovou dĺžkou
180 m,
krajná časť nad inundačnou pevninou (SK). Osová vzdialenosť
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z AU JÍ M AV OS T I
Obr. 3 Schéma konštrukcie mosta nad tokom rieky Morava
Obr. 4 Ortotropná mostovka – medziľahlý priečnik

zvislých podpier je 8 x 30, čiže celkovou dĺžkou 240 m,
krajná časť nad inundačnou pevninou (A). Osová vzdialenosť podpier je 3 x 30 + 15, čiže celkovou
dĺžkou 105 m.
Celková dĺžka premostenia je
525 m. Most má 5 dilatačných celkov. S ohľadom na šírkové usporiadanie cyklotrasy je voľná šírka
na moste konštantná – 4,0 m. Prejazdová šírka ortotropnej oceľovej
mostovky je rovná šírke vozovky
(4,0 m). Mostovka má strieškovitý
tvar s priečnym sklonom 2 % od pozdĺžnej osi mosta k okrajom. Niveleta mosta je definovaná v osi mosta
vo vrchole vozovky.
Konštrukcia mosta je oceľová, zváraná so zváranými montážnymi
stykmi.
Časť mosta nad tokom rieky
Morava
Ide o zavesený symetrický trojpoľový samostatný dilatačný celok s rozpätiami 30 + 120 + 30, čiže celkovou dĺžkou 180 m. Trám je rúrkový,
trojboký s ortotropnou mostovkou.
Teoretická výška trámu v krajných
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
poliach je premenná, a to 2,0 –
2,8 m. V strednom poli je výška konštantná 2,8 m (obr. 3).
V strednom poli má trám kvôli plavebnému gabaritu v pozdĺžnom
smere tvar kruhového oblúka s polomerom zakrivenia 376,350 m.
Mostovka (obr. 4) mosta je ortotropná,
má po celej dĺžke rovnakú nosnú kostru, ktorá je zložená z týchto prvkov:
 mostovkový plech,
 nadpodperové koncové priečniky,
 priečniky v mieste kotvenia závesov M100 a v oblasti uloženia trámu na vetvičkovú podperu,
 medziľahlé priečniky,
 pozdĺžne výstuhy.
Mostovkový plech hrúbky 12 mm je
vystužený sústavou priečnikov a pozdĺžnych výstuh, v oblasti kotvenia
šikmých závesov M100 a v mieste
kotvenia priečnych stužujúcich závesov pri pylónoch je hrúbka mostovkového plechu zväčšená na 20,
resp. 25 mm.
Nadpodperové priečniky stredného
poľa v miestach podpier P9 a P12
majú premennú výšku stien s hrúbkou 16 mm, pásnice priečnikov majú
prierez P25 x 200. Dolná pásnica
priečnikov v miestach ich uloženia
na podpery je rozšírená. Priečniky
sú na oceľové stĺpy neposuvne kĺbovo uložené cez centrovaciu podložku. Ťahová reakcia sa do podpier
prenáša pomocou 4 skrutiek M30
10.9.
Priečniky v mieste kotvenia závesov M100 a v mieste uloženia trámu
na vetvičkovú podperu majú stenu
premennej výšky s hrúbkou 16 – 20
mm. Pásnica je z plechu P25 x 200.
Medziľahlé priečniky majú premennú výšku steny (podľa priečneho
sklonu mostovky) hrúbky 10 mm.
Pásnice sú priame, prierezu P12 x
120. Vzájomná osová vzdialenosť
priečnikov je 2,5 m. K mostovkovému plechu sa priečniky pripájajú pomocou kútových zvarov. Spodná
pásnica priečnikov je k stene pripojená tiež kútovými zvarmi. V oblasti,
kde je priečnik priamo zaťažený reakciami sú kútové zvary nahradené
tupými K zvarmi.
Pozdĺžne výstuhy mostovkového
plechu sú otvorené jednostenné
z plechu prierezu P10 x 100. Vzájomná osová vzdialenosť výstuh je 400
mm. Výstuhy prechádzajú bez prerušenia cez vypálené otvory v stenách priečnikov, ku ktorým sú privárané kútovými zvarmi.
213
Návrh oceľovej konštrukcie cyklomosta Devínska Nová Ves – Schlosshof
Konštrukcia mostovky spolupôsobí
s hornými pásmi trámu. Takto vytvorený trojboký prierez trámu je tuhý
v krútení.
Trojboký trám (obr. 5) s premennou výškou 2,0 – 2,80 m pozostáva
z rúrkových pásových a medzipásových prútov. Osová vzdialenosť
prútov horného pása 4 174 mm je
konštantná po celej dĺžke mosta.
Horné pásy s konštantným vonkajším priemerom 177,8 mm majú premennú hrúbku steny 10 a 20 mm.
Dolný pás má taktiež konštantný
vonkajší priemer 355,6 mm. Hrúbka steny je 12,5 alebo 20 mm. Medzipásové prúty (diagonály a zvislice) majú vonkajší priemer 133 mm.
Hrúbka steny zvislíc je jednotná 8
mm. Diagonály majú hrúbky stien
8, 10 a 16 mm.
Pylóny (obr. 6) mosta sú navrhnuté ako pravouhlé dvojkĺbové rámy.
Stĺpy pylónov sú v mieste uloženia
votknuté do základovej konštrukcie,
rámová priečla je kĺbovo uložená na
hlavách pylónov.
Stĺpy pylónov sú z veľkopriemero-
Obr. 5 Trojboký rúrkový výstužný nosník
Obr. 6 Pylón a priečne stužujúce závesy mosta
214
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z AU JÍ M AV OS T I
Obr. 7 Kotvenie pylónu
Obr. 8 Hlava pylónu
Obr. 9 Kotvenie šikmého závesu Macalloy M100 do trámu
vých rúr prierezu Ø 914 x 12,5 mm.
Od pozdĺžnej osi mosta sú vzdialené
10,0 m, takže rozpätie rámu je 20,0
m. Kotvenie pylónu (obr. 7) je radiálne s vopred zabetónovanými 16-timi
kotevnými skrutkami M36 z ocele
S355. Hĺbka zabetónovania kotevných skrutiek je 500 mm. Driek pylónu je privarený na úložnú dosku
kruhového tvaru hrúbky 30 mm. Nad
úložnou doskou je vo výške 300 mm
na driek pylónu privarený kruhový
prstenec z plechu hrúbky 30 mm.
Driek medzi úložnou doskou, prstencom a kotevnými skrutkami je vystužený zvislými výstuhami z plechu
hrúbky 16 mm. Vodorovné účinky
zaťaženia pylónov sa v mieste ich votknutia do betónového základu prenášajú pomocou zarážky zváraného
I profilu. Výška profilu je 340 mm, šírka pásnic je 300 mm z plechu hrúbky t = 20 a 25 mm. V smere priečnej
osi pylónov je na driek privarená čapová doska priečneho závesu.
V hlave pylónu (obr. 8) sú kotvené
šikmé závesy M100, M56 a priečny stužujúci záves M56. Horná časť
drieku pylónu prierezu pod čapovými doskami závesov M100 je vystužená hrubými vnútornými výstuhami
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
výšky 340 mm v tvare nepravidelného kríža. Tieto výstuhy sú v mieste
kríženia privarené na centrálnu kruhovú tyč priemeru 120 mm. Čapové
dosky týchto závesov sú priamo privárané tupými zvarmi na prečnievajúce časti spodných zvislých výstuh.
Segmenty medzi výstuhami sú vyplnené úložnou doskou kruhového
tvaru priemeru 1 190 mm, hrúbky 25
mm. Na hornú úložnú dosku je privarená hrubostenná rúra prierezu
Ø 457 x 32 a výšky 600 mm. Zhora je
táto rúra uzavretá kruhovou doskou
prierezu Ø 865 x 25. Čapové dosky
M100 sú vodorovnými zvarmi privarené k hornej doske a k výstuhám
zvislými zvarmi na stenu centrálnej
rúry prierezu Ø 457 x 32. Všetky zvary sú tupé na plnú hrúbku pripájaného materiálu.
Šikmý záves krajného poľa M56
a priečny záves M56 sú kotvené do
čapových dosiek, ktoré sú privarené
na hornú úložnú dosku drieku, spodný prstenec a plášť stĺpa pylónu.
Rámová priečla s celkovou dĺžkou
18 740 mm je navrhnutá ako priestorové trojboké vzpínadlo. Priečla je
k hlavám stĺpov pylónu pripojená
kĺbovo prírubovým spojom pomocou krátkej vodorovnej rúry prierezu Ø 273 x 16, ktorá je po celom obvode privarená na plášť zvislej rúry
prierezu Ø 457 x 32. Hlava pylónu je
v tomto mieste vystužená výstuhami
z plechu hrúbky 16 mm.
Stredná rúra prierezu Ø 273 x 16 je
na oboch koncoch ukončená kruhovými čelnými doskami hrúbky
20 mm a pripojená ku krátkym zárodkom na stĺpoch pylónov pomocou 6 skrutiek M30. Rúrkové rozperky vzpínadla prierezu Ø 76 x 6,3 sú
priestorovo umiestnené v štvrtinách
dĺžky priečle (4 x 4 685 mm). Horné
ťahadlá vzpínadla sú z tyčí Macalloy
M20, dolné ťahadlo je Macalloy M30.
Sú kotvené pomocou čapových dosiek do koncov rozperiek a centrálnej rúry.
Šikmé závesy trámu sú z kruhových tyčí Macalloy M100 a M56
z ocele S460. Závesy sú kotvené do
horného pásu trámu pomocou čapových dosiek, ktoré sú navarené
na konce krátkych konzol (obr. 9).
V oblasti pripojenia závesov do trámu je mostovkový plech zosilnený
a vystužený krátkou priečnou vý-
215
Návrh oceľovej konštrukcie cyklomosta Devínska Nová Ves – Schlosshof
stuhou tvaru T. Na hlave pylónov sú
kotvené do čapových dosiek.
Priečne stužujúce závesy v mieste
pylónov sú v hornej časti z tyčí Macalloy M56 a v spodnej časti M72.
Do hlavy, pätky pylónu a do horného pásu trámu sú kotvené pomocou
čapových dosiek.
Oceľové podpery trámu v miestach
podpier P9 až P12 (obr. 10) majú
v priečnom smere tvar písmena V.
Podpery P9 a P12 sú zhotovené z rúrok, sú votknuté v oboch smeroch do
železobetónovej základovej konštrukcie. Stĺpy podpier sú z rúrok prierezu
Ø 457 x 22,2. V mieste uloženia sú privarené na šikmé úložné dosky z plechu hrúbky 25 mm oceľového kotevného zárodku. Úložná doska tohto
zárodku je z plechu hrúbky 40 mm.
Centrálnu časť zárodku tvorí krátka
rúra prierezu Ø 660 x 25 mm. Priestor
medzi hornou a dolnou úložnou doskou je vystužený výstuhami hrúbky
Obr. 10 Oceľové podpery trámu
16 mm. Vodorovné reakcie sú zachytené zabetónovanou zarážkou tvaru
I s výškou 342 mm. Kotvenie pätiek
stĺpov je radiálne pomocou vopred
zabetónovaných kotevných skrutiek
12 x M42 z ocele S355. V hornej časti
stĺpov podpery sú ukončené tvarovanou úložnou doskou hrúbky 25 mm
s rozmermi 900 x 700 mm. Úložná
doska je v konzolovitých častiach zospodu spevnená výstuhami. Súčasťou úložnej dosky je úložná stolička
s navarenou centrovacou podložkou.
V montážnom štádiu sú hlavy stĺpov
V podpery prepojené vodorovným
prútom U80, ktorý bude po ukončení
montáže odstránený.
Podpery v miestach pylónov P10
a P11 majú v pozdĺžnom smere tvar
vetvičkovej sústavy. Tieto podpery sú
v pozdĺžnom smere kĺbovo uložené,
v smere priečnom sú votknuté. Všetky prúty vetvičkovej sústavy sú z rúrok prierezu Ø 323,9 x 16 mm. V mieste uloženia na základovú konštrukciu
sú stĺpy podpery privarené na hornú úložnú dosku kotevného zárodku. Horná doska má strieškovitý tvar
a je hrúbky 25 mm. Centrálna rúra zárodku je prierezu Ø 660 x 25. Hrúbka
úložnej dosky je 30 mm. Zo spodnej
časti je na úložnú dosku privarená silná dvojstenná zarážka s pôdorysným
rozmerom 400 x 480 mm prenášajúca najmä vodorovné reakcie v pozdĺžnom smere. V priečnom smere je
podpera kotvená pomocou štyroch
kotevných skrutiek M56 z ocele S355.
Priestor medzi hornou a dolnou úložnou doskou je vystužený zvislými výstuhami. Trám je na hlavy prútov vetvičkovej podpery kĺbovo uložený
v uzloch priehradovej konštrukcie.
Vzájomné spojenie je zabezpečené
pomocou skrutiek (obr. 11).
Obr. 11 Detail uloženia trámu na vetvičkovú podperu v mieste kotvenia priečnych závesov
216
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z AU JÍ M AV OS T I
Obr. 12 Schéma konštrukcie mosta nad inundačnou pevninou na rakúskej strane
Obr. 13 Schéma konštrukcie mosta nad inundačnou pevninou na slovenskej strane
Obr. 14 Zvary rúrového uzla
Most nad inundačnými pevninami
Horná stavba mosta na rakúskej
strane (obr. 12) je tvorená trojbokým spojitým priehradovým trámom
s rozpätiami 3 x 30 + 15 = 105 m.
Teoretická výška trámu je konštantná 2,0 m. Šírka mostovky je 4 m.
Konštrukcia mostovky a vozovky
mosta nad inundačnými pevninami
je zhodná s riešením mosta nad tokom rieky.
Horné pásy trojbokého trámu sú z rúrok prierezu Ø 177,8 x 10. Dolný pás
má konštantný vonkajší priemer. Je
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Obr. 15 Detail zvarov kotvenia priečnych závesov
zhotovený z rúrok prierezu Ø 273 x 10
a v úseku nad medziľahlými podperami z rúrok prierezu Ø 273 x 12,5. Diagonály sú z rúrok prierezu Ø 13 x 8
a v oblasti medziľahlých podpier z rúrok prierezu Ø 133 x 10. Zvislice sú
z rúrok prierezu Ø 133 x 8.
Hornú stavbu mosta na slovenskej
strane tvoria tri samostatné dilatačné
celky (obr. 13). Oceľové podpery trámu tiež majú v priečnom smere tvar
písmena V. Sú zhotovené z rúrok prierezu Ø 457 x 22,2. Tieto podpery sú
votknuté v oboch smeroch do železobetónovej základovej konštrukcie.
V mieste uloženia sú privarené na šikmé úložné dosky z plechu hrúbky 25
mm oceľového kotevného zárodku.
Úložná doska tohto zárodku je z plechu hrúbky 40 mm. Centrálnu časť zárodku tvorí krátka rúra prierezu Ø 660
x 25 mm. Priestor medzi hornou a dolnou úložnou doskou je vystužený výstuhami z plechu hrúbky 16 mm.
POUŽITÉ OCELE
V konštrukcii mosta bude použitá prevažne oceľ S355K2+N, menej
namáhané konštrukčné prvky budú
217
Návrh oceľovej konštrukcie cyklomosta Devínska Nová Ves – Schlosshof
z ocele S355J2. Zábradlie bude
z ocele S235JR. Ťahadlá konštrukcie
sú od firmy Macalloy z ocele S460.
V detailoch konštrukcie mosta (úložné a čapové dosky) sú použité plechy do hrúbky 45 mm. Lokálne zosilnenia čapových dosiek sú z plechu
hrúbky max. 85 mm.
ZVÁRANIE
Trieda vyhotovenia konštrukcie podľa
STN EN 1090-2 je EXC3. Všetky zvary vyhotovené v podmienkach dielne sú zvárané metódou 135 (MAG)
v ochrannej atmosfére plynu klasifikovaného podľa STN EN 439 ako
M24 konkrétne Ferromaxx 15 (82,5 %
Ar, 15 % CO2, 2,5 % O2) s prídavným
materiálom označeným podľa STN
EN 440 – G3 Si1 a G42 Si1. V podmienkach montáže sa použije metóda zvárania obalenou elektródou 111
(MMAW). Obr. 14 – 18 dokumentujú
rozpracovanú konštrukciu v montážnom závode firmy Ingsteel v Trstíne.
Článok recenzoval:
prof. Ing. Pavol Juhás, DrSc.
Obr. 16 Trojboký rúrkový výstužný nosník pri zváraní
Obr. 17 Trojboký rúrkový výstužný nosník po povrchovej úprave
Obr. 18 Oceľové podpery trámu tvaru V
Rakúsko opäť bližšie
Už čoskoro sa ukončí v Devínskej Novej Vsi realizácia projektu financovaného
z fondov Európskej únie pod patronátom Bratislavského samosprávneho kraja
(BSK) a Dolného Rakúska s názvom Výstavba lávkového cyklomosta medzi
mestskou časťou Devínska Nová Ves na slovenskej strane a obcou Schlosshof
u našich rakúskych susedov. Ide o most spájajúci Slovensko a Rakúsko,
súčasťou ktorého bude aj rekonštrukcia a výstavba cyklotrasy, využívať ho
budú môcť aj vozidlá záchrannej služby.
Dielo, o ktorom sa hovorilo roky,
má slúžiť turisticko-športovo-rekreačným účelom a má ambíciu
pomôcť rozvoju cestovného ru-
218
chu na slovenskej aj rakúskej strane hraníc. Projekt bol schválený
16. júna 2010 na zasadnutí Monitorovacieho výboru Programu
cezhraničnej spolupráce Slovensko – Rakúsko, rovnako aj väčšina
finančných prostriedkov pochádza
z fondov Európskej únie. Rozpočet
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Z AU JÍ M AV OS T I
Ďalší z mostov v tejto oblasti bol vybudovaný v 16. storočí v čase, keď
si princ Eugen Savojský dal postaviť zámok známy dnes pod názvom
Schlosshof a spájal zámok a Devínsku Novú Ves. Kamenný most tu pre
konskú železnicu neskôr nechala
postaviť aj Mária Terézia, ktorá dostala zámok do daru. Dokázala tak
vybudovať dopravnú tepnu priamo
do Viedne, ktorej existenciu preťala
až 2. svetová vojna.
Základný kameň nového mosta poklepal Minister zahraničných vecí
SR Mikuláš Dzurinda spolu s Ministrom dopravy a regionálneho rozvoja SR Jánom Figeľom, Ministerkou
spravodlivosti SR Luciou Žitňanskou, dolnorakúskym predsedom
krajinskej vlády Erwinom Pröllom,
predsedom Bratislavského samosprávneho kraja Pavlom Frešom,
primátorom slovenského hlavného
mesta Milanom Ftáčnikom a starostom Devínskej Novej Vsi Milanom
Jamborom 25. septembra 2011.
Kvôli pripomienkam ochranárov na
Historická mapa z 18. storočia
Vizualizácia mosta – pohľad od rieky
Vizualizácia mosta – plavba lodí bude zabezpečená
na výstavbu, ktorú realizuje firma
Ingsteel, spol. s r. o., predstavuje
vyše 5,4 milióna eur, ktoré sa rozdelili medzi Slovensko a Rakúsko
v pomere približne 53 ku 47 percentám. Bratislavský samosprávny kraj a mesto Bratislava na projekt prispeli každý sumou približne
300 000 eur. Z celkovej dĺžky 955
m tvorí mostná konštrukcia 525 m
so šírkou štyri metre. Výška mosta nad hladinou Moravy umožní
bezpečnú plavbu po rieke, navyše
bude spevnený a dimenzovaný na
prietok takzvanej storočnej vody.
Stane sa dôležitým spojovacím
článkom regionálnych rakúskych
a slovenských cyklotrás.
Realizácia premostenia má za sebou dlhú cestu. Predstavitelia Devínskej Novej Vsi ho totiž chceli realizovať krátko po tzv. nežnej
revolúcii prostredníctvom kompy.
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Rakúska strana sa však v tom čase
ešte príliš obávala veľkého počtu
neželaných emigrantov, a tak musel projekt na svoje uskutočnenie
počkať.
Samotná stavba pozostáva z nového mosta pre peších, cyklistov
a konské záprahy, ktorý premosťuje rieku Moravu a z rekonštrukcie už
existujúcich cyklotrás v dĺžke minimálne 50 km. Most sa bude nachádzať na mieste niekdajších historických mostov, ktoré sa nachádzali
v blízkosti Devínskej Novej Vsi. Jeden z nich dal už v roku 1271 postaviť český kráľ Přemysl Otakar II.,
šťastie mu ale nepriniesol. V roku
1278 po moste prešiel, aby sa stretol
v bitke s grófom Rudolfom Habsburským, aby sa rozhodlo, komu pripadne cisárska koruna. Kým český kráľ v nej zahynul, Rudolf položil
základy bohatej a mocnej dynastie.
Historická časť mosta na rakúskej strane je
dokončená od júna 2011
Dokončovacie práce na rakúskej strane
to, že práce prebiehajú vo vzácnom
území hniezdenia vtáctva, prevažná časť mosta by mala byť postavená do 25. februára 2012. Projekt
tak začína nadobúdať čoraz jasnejšie kontúry a všetci, ktorých sa viac
či menej dotýka veria, že jeho význam vzrastie spolu s rozvojom slovensko-rakúskeho pohraničia.
Redakcia
Foto: Bratislavský samosprávny kraj
219
XXXIX. medzinárodná konferencia ZVÁRANIE 2011
V rámci osláv Týždňa vedy a techniky na Slovensku usporiadala
Slovenská zváračská spoločnosť
v dňoch 9. – 11. novembra už XXXIX.
medzinárodnú konferenciu ZVÁRANIE 2011, tradične vo Vysokých Tatrách, v Tatranskej Lomnici. Hlavné
témy konferencie boli:
– zváranie a príbuzné procesy súvisiace so zváraním,
– zváracie materiály a ochranné
plyny na zváranie,
– zváracie, rezacie a pomocné zariadenia na zváranie,
– zváranie so zameraním na jadrovú energetiku,
– konštrukcie a materiály – príklady
z praxe.
V prvý deň konferencie bol slávnostný večer venovaný odovzdávaniu
pamätných Medailí akademika Jozefa Čabelku:
Františkovi Khandlovi za prínos do
pedagogického procesu, za spoluprácu s firmami v oblasti zvárania
plastov a za rozvoj zvárania plastov
nielen na Slovensku, ale aj v Českej
republike. F. Khandl pôsobil vo VÚZ
42 rokov.
Ing. Vladimírovi Illarionovičovi Galiničovi, PhD., za výsledky výskumu
v oblasti tavív na zváranie pod tavivom a ich realizáciu v priemysle a za
spoluprácu so slovenskými inštitúciami. Je známym vedeckým pracovníkom na Ukrajine, v Rusku a na
Slovensku, v Inštitúte elektrosvarky
E. O. Patona v Kyjeve pôsobí už 53
rokov.
Ing. Elene Manasovej za výsledky
výskumu v oblasti obalených elektród a ich prenos do priemyslu. Je
známa v Slovenskej a Českej republike ako výskumná pracovníčka a je
autorkou a spoluautorkou viacerých
patentov z oblasti výskumu obalených elektród.
Ing. Elemírovi Ehrensteinovi za
vývoj a konštrukciu zváracieho zariadenia VÚZ-ETZ-450, kde uplatnil
nové riešenia a konštrukčné prvky.
Ocenený bol aktívny aj pri odovzdávaní skúseností odbornej verejnosti,
o čom svedčí jeho prednášková aktivita nielen doma, ale aj v zahraničí.
Ing. Vladimírovi Bubeníkovi za výskum a vývoj zvárania rotorov turbín
z vysokolegovaných ocelí nového
typu a ich aplikáciu v energetickom
priemysle. Je autorom viacerých odborných publikácií a učebných textov.
220
Ing. Pavol Radič, predseda SZS, otvára konferenciu Zváranie 2011
Ing. Antonovi Furjelovi za výskum
aluminotermického zvárania koľajníc.
V odbornej časti odzneli prednášky,
ktorých názvy, mená autorov, ich
pracoviská a abstrakty uvádzame:
64. výročné zasadanie IIW v Chenai, India. Ing. Ľuboš Mráz, PhD.,
VÚZ – PI SR, Bratislava.
64. výročné zasadnutie IIW (Medzinárodného zváračského inštitútu)
v Chenai, India. Udelenie cien. Delegáti a experti zo Slovenska. Zasadnutie odborných komisií IIW.
Konferencia, plánované výročné zasadnutia a kongresy.
Vzdelávanie a kvalifikácia vo zváraní z pohľadu európskeho národného kvalifikačného rámca a medzinárodnej sústavy povolaní. Ing.
Ľuboš Mráz, PhD., VÚZ – PI SR, Bratislava.
Vzdelávací a kvalifikačný systém
EWF/IIW. Prístupové podmienky kvalifikácií vo zváraní v systéme
EWF/IIW. Európsky a národný kvalifikačný systém ako mechanizmus
na porovnávanie vedomostí, zručností a kompetencií pracovnej sily.
Medzinárodná a národná sústava povolaní ako informačný systém
opisu štandardných nárokov trhu
práce na jednotlivé pracovné miesta. Vzťah Európskeho/národného
kvalifikačného systému a kvalifikačného systému EWF/IIW. Požiadavky
na kvalifikáciu a zručnosti zváračov
z hľadiska súčasných predpisov.
Svařování feritické oceli plazmovým paprskem. Ing. Jaroslav Kubíček, doc. Ing. Ladislav Daněk, CSc.,
RNDr. Libor Mrňa, Ph.D., Vysoké
učení technické v Brně.
Článek je zaměřen na plazmové
svařování feritické oceli. Nerezavějící vysokolegované feritické oceli obsahují max. 0,08 % uhlíku a 10,5 až
30 % (hm.) chrómu. V příspěvku je
rozebrán vliv parametrů svařování
na objem svarové lázně a velikost
zrna.
Problematika zvárania vysoko
chrómových žiaruvzdorných ocelí v energetike. Doc. Ing. Jozef Pecha, CSc., Energoinvest, a. s., Bratislava, pracovisko Mochovce.
Charakteristika vysoko chrómových
žiaruvzdorných ocelí. Typické druhy
krehnutia vo vzťahu k zvariteľnosti. Štúdium teplom ovplyvnenej oblasti zvarových spojov s prídavnými
materiálmi na odlišnej štrukturálnej
báze. Poznatky so zváraním týchto
ocelí. Odporúčanie pre prax.
Úzkomezerové svařování rotorů
PT ve společnosti ŠKODA POWER
s. r. o. Ing. Václav Zedník, Ing. Eva
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
A KC I E
Folková, Ing. Pavel Hránek, ŠKODA
POWER, Plzeň.
Stykové odtavovacie zváranie koľajníc v európskej norme. Ing. Anton Furjel, TAVROS, a. s., Žilina.
Technická komisia CEN/ITC 256
v roku 2007 vypracovala normu EN
14587-1-Železničné aplikácie Stykové odtavovacie zváranie koľajníc. Obsah normy je zameraný najmä na:
– požiadavky na technológiu odtavovacieho zvárania koľajníc na
železničných tratiach,
– postupy schvaľovania stabilných
zváracích liniek na zváranie koľajníc, mobilných zváracích súprav
a zváracích pracovísk na výrobu
srdcoviek výhybiek,
– postupy schvaľovania zhotoviteľov stykových odtavovacích zvarov koľajníc.
Táto norma zatiaľ nebola preložená
do slovenčiny. Odtavovacie stykové
zváranie patrí k najčastejšie používaným technológiám zvárania koľajníc na tratiach ŽSR, preto ustanovenia tejto normy sú dôležité nielen pre
riadiace orgány našej železničnej in-
Príspevok sa zaoberá analýzou súčasného stavu v oblasti zvárania
metódou FSW. Uvedená je stručná
charakteristika metódy FSW. Načrtnuté sú výsledky dosiahnuté pri zváraní uvedenou metódou, na rôznych
výskumných pracoviskách. Článok
je zameraný predovšetkým na zváranie Mg zliatin.
Zváranie ocelí metódou FSW. Ing.
Peter Zifčák, PhD., Ing. Peter Blažíček, Ing. Tomáš Žáček, PhD., Ing.
Peter Brziak, PhD., VÚZ – PI SR, Bratislava.
Cieľom tejto štúdie je demonštrovať
spôsobilosť trecieho zvárania s premiešaním pre nízkouhlíkové ocele
s maximálnou hrúbkou steny, ktorá
je limitná z hľadiska aplikovateľnosti tejto technológie. Vizuálne porovnanie geometrie nástroja pred a po
jeho použití na dĺžke 600 mm ukázalo opotrebenie nástroja, ktoré vzniklo v prvej etape zvárania vplyvom
dlhej časovej expozície zváracieho nástroja v štartovacej polohe za
účelom predhrevu a zaistenia splastizovanej konzistencie zváraných
Predsednícky stôl, zľava Ing. Pavol Radič, Ing. Peter Klamo, generálny riaditeľ VÚZ – PI SR,
Ing. Peter Mikula, obchodný riaditeľ Messer Tatragas, s.r.o.
fraštruktúry, ale aj pre zhotoviteľov
bezstykovej koľaje. Vytvárajú podmienky na zabezpečovanie vysokej
kvality modernizovaných železničných tratí.
Nové poznatky z oblasti zvárania
metódou FSW. Ing. Miroslav Sahul,
Ing. Tomáš Kupec, Ing. Tomáš Kramár, Jozef Ondruška, školiteľ: prof.
Ing. Milan Turňa, CSc., EWE, IWE,
Katedra zvárania, MtF STU, Trnava.
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
materiálov. V tejto štúdii bola skúmaná mikroštruktúra zvarového spoja
v závislosti od odhadovanej teploty
zváracieho cyklu v kombinácii s mechanickými vlastnosťami. Dosiahnuté výsledky demonštrujú schopnosť
technológie trecieho zvárania s premiešaním (TZsP) pre ocele s hrúbkami steny 10 mm.
Súčasný trend v oblasti metalurgického spájania Mg zliatin. Prof.
Ing. Milan Turňa, CSc., EWE, IWE,
Ing. Jozef Ondruška, Ing. Miroslav
Sahul, Ing. Tomáš Kupec, Ing. Tomáš Kramár, Ing. Zuzana Turňová,
PhD., Katedra zvárania, MtF STU,
Trnava.
Príspevok predstavuje súčasný
trend v oblasti priemyselného použitia Mg zliatin a ich technologického
spracovania. Prioritne ide o zváranie a spájkovanie Mg zliatin. Uvedené sú charakteristiky Mg zliatin, ich
výroba a ďalšie technologické spracovanie. Z oblasti zvárania sú uvedené tak technológie klasické ako
aj špeciálne. Špeciálne technológie
zvárania sú zamerané na zváranie
v pevnom stave a aj zváranie tavné
koncentrovanými zdrojmi energie.
Spájkovanie je uvedené mäkké aj
tvrdé. Dôležitou časťou je upozornenie na bezpečnosť pri technologickom spracovaní Mg zliatin, ktoré sú
veľmi horľavé (teplota pri ich horení
dosahuje až 3000 °C).
Svařování a opravy dílů pro zařízení na výrobu močoviny. Doc.
Ing. Heinz Neumann, CSc., Ing. Václav Kaška, Technická univerzita v Liberci.
Příspěvek je zaměřen na experimentální stanovení postupů svařování při
výrobě nových dílů a opravách poškozených částí zařízení na výrobu
močoviny. Výroba močoviny se skládá ze souboru procesů, které probíhají za vysokých teplot a tlaků, jejichž
meziprodukty jsou extrémně korozivní. Proto se pro výrobu zařízení na
výrobu močoviny používají austenitické oceli s nízkým obsahem uhlíku typu Cr18Ni12Mo2,5 tzv. močovinové jakosti. Postupy svařování byly
stanoveny pro metody svařování 111,
141 a jejich kombinaci. Jako přídavné materiály byla vybrána elektroda OK 63.85 a dráty OK Tigrod 318
Si a Thermanit 25/22 H. Vlastnosti
svarových spojů byly ověřovány nedestruktivními a destruktivními metodami a zkouškou korozní odolnosti
tzv. Huey testem s cílem vybrat vyhovující varianty spoje s nejvyšší korozní odolností.
Zváranie hlavného cirkulačného
potrubia DN 500 pri dostavbe 3.
a 4. bloku jadrovej elektrárne Mochovce. Ing. Milan Kysel, Slovenské
elektrárne, a. s., Bratislava, závod
MO 34 Mochovce.
Jadrová legislatíva. Dokumentácia. Primárny okruh – tlaková nádoba reak tora, parogenerátory, hlavné
cirkulačné potrubie. Zabezpečenie
kvality pri výkone zváracích prác.
221
XXXIX. medzinárodná konferencia ZVÁRANIE 2011
V teoretickej časti je stručne popísaná technológia opravy plynovodu
pomocou oceľovej objímky a možnosti jej simulácie zvárania v simulačnom systéme SYSWELD. Experimentálna časť zahŕňa komplexnú
analýzu zvarového spoja. Použitím
získaných okrajových podmienok
z analýzy zvaru bola vyhotovená numerická simulácia zvárania v systéme SYSWELD.
Prednáša Ing. Ľuboš Mráz, PhD., VÚZ – PI SR
Prípravné práce pred zváraním. Dokumentácia. Kontrolné zvarové spoje. Prídavné materiály. Predmontážna kontrola. Zváranie potrubia.
Kontrola zvarových spojov. Označenie a zdokumentovanie zvarov. Následné činnosti.
Technologie svařování hlavního
cirkulačního potrubí jaderné elektrárny typu VVER 440 Mochovce.
Tomáš Soukup, Ladislav Srb, ŚKODA JS a. s., Plzeň.
Primární okruh (HCP – hlavní cirkulační potrubí) JEMO34. Specifikace základních a přídavných materiálů. Výroba a dodávky přídavných
svařovacích materiálů. Audit výrobce přídavných materiálů. Přejímka elektrod a drátů pro svařování
HCP. Výběr svářečů. První pracovní
zkoušky a selekce. Konečný výběr
svářečů a kvalifikace na kontrolním
svarovém spoji. Specifické aspekty
technologie.
Vplyv tvaru zvarovej plochy na
mechanické vlastnosti vzorky
pre hodnotenie multiaxiálnej únavy zvarových spojov. Ing. Miroslav Blatnický, PhD., Ing. Ján Pleva, PhD., Žilinská univerzita v Žiline,
Strojnícka fakulta, Žilina.
Článok sa zaoberá vplyvom tvaru
zvarovej plochy vzorky z hliníkovej
zliatiny AlMgSi07 pri zváraní technológiou TIG na mechanické vlastnosti zvarového spoja. Dôležitou
podmienkou je celistvosť spoja bez
vnútorných chýb, ktorá je predpokladom určitého stupňa mechanických vlastností. Požiadavkou je, aby
mechanické vlastnosti daného spo-
222
ja boli porovnateľné so základným
materiálom. Tým sa preukáže vhodnosť vyrobených vzoriek na meranie
nízkocyklovej multiaxiálnej únavy na
testovacom zariadení.
Modelovanie teplotného cyklu
viacvrstvových zvarov s uvažovaním metalurgických transformácií.
Ing. Pavol Novák, doc. Ing. Miloš Mičian, PhD., Ing. Milan Žmindák, Žilinská univerzita v Žiline, Strojnícka fakulta, Žilina, Ing. Ján Straško, SPP
– distribúcia, a. s., Bratislava.
Proces zvárania je veľmi zložitý časovo závislý fyzikálny jav s materiálovými nelinearitami. Je to tepelný
proces s konvekciou medzi telesom
a okolím. Odhliadnuc od nelineárneho javu tepelnej vodivosti, sa počas zvárania veľmi často vyskytujú
metalurgické transformácie. V tomto
článku sa najprv krátko prezentuje
prehľad simulácie zvárania a modelovania reziduálnych napätí použitím
metódy konečných prvkov (MKP).
Potom sa použije termo-elasticko-plastická formulácia a von Misesova podmienka tečenia s nelineárnym izotropným spevňovaním. Pre
neviazanú termo-mechanickú analýzu sa použije komerčný MKP softvér ANSYS a vlastný program v jazyku C++. Nakoniec sa prezentujú
získané výsledky z analýzy zvyškových napätí.
Simulácia zvárania opravy plynovodného potrubia pomocou oceľovej objímky. Ing. Radoslav Koňár,
doc. Ing. Miloš Mičian, PhD., Žilinská
univerzita v Žiline, Strojnícka fakulta,
Žilina.
Analýza príčin poškodenia vysokotlakovej prípojky plynového
potrubia. Ing. Peter Žúbor, PhD.,
INWELD CONSULTING, s. r. o., Trnava.
Príspevok sa zaoberá analýzou príčin poškodenia vysokotlakovej prípojky plynového potrubia počas
prevádzky. Únik plynu bol zistený
v blízkosti zvarového spoja vyhotoveného kombináciou metód 311/111.
Miesto porušenia identifikované nedeštruktívnou povrchovou kontrolou.
Výskyt trhlín bol zaznamenaný v prechode ZK-TOO privarovacej redukcie
DN 80/50 skúškou prežiarením. Z poškodenej oblasti sa odobrali vzorky
na metalografickú a fraktografickú
analýzu. Makroskopické a mikroskopické skúšky vzoriek odhalili zhrubnuté zrno a prítomnosť martenzitickej
štruktúry v TOO privarovacej redukcii
DN 80/50. Chemickou analýzou bol
potvrdený rozdiel v obsahu uhlíka základných materiálov zvarového spoja. Vznik a šírenie trhlín (z povrchu
a koreňovej oblasti zvarového spoja)
až do vzniku netesnosti bolo urýchlené prevádzkovými podmienkami.
Opravy vysokotlakových plynovodov z ocele počas prevádzky. Ing.
Ján Straško, doc. Ing. Viliam Leždík,
PhD., SPP – distribúcia, a. s., Bratislava, doc. Ing. Miloš Mičian, PhD.,
Žilinská univerzita v Žiline, Strojnícka fakulta, Žilina.
Príspevok sa zaoberá postupmi
a technológiami opráv na vysokotlakových plynovodoch distribučnej
siete počas prevádzky v nadväznosti na TPP 702 11 Opravy vysokotlakových plynovodov z ocele s najvyšším prevádzkovým tlakom do 40
barov vrátane.
Plynová ochrana koreňa a kúpeľa
zvaru pri zváraní TIG CrNi materiálov. Ing. Miroslav Mucha, PhD.,
AIR LIQUIDE SLOVAKIA s. r. o.
Bratislava, Dipl.-Ing. Cerkez Kaya,
ALTEC NCE, AIR LIQUIDE, Krefeld,
Nemecko.
Metalurgické zvláštnosti a možnosti poškodenia pasivačnej vrstvy,
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
A KC I E
zváracie podmienky ovplyvňujúce
korózne problémy spojov (oxidácia zvarov), výber plynu na ochranu povrchu a koreňa, vplyv zostatkového kyslíka na oxidáciu povrchu,
prípravky na ochranu koreňa, typy
a príčiny chýb.
Úloha vneseného tepla při svařování metodami s řízeným průběhem vlny (pulzní). Krzysztof Sadurski, Lincoln Electric Bester Sp.
z o.o., Poľsko.
Vnesené teplo je považováno za velmi důležitý technologický faktor při
svařování. Mělo by pomoci určit vliv
metody svařování na základní kov
a na finální svařený spoj. Pro všechny metody svařování je v současnosti vnesené teplo kalkulováno na základě průměrovaných hodnot napětí
a proudu. Takovýto způsob výpočtu
může vést ke špatným závěrům, hodnoty získané těmito způsoby výpočtu mohou dát špatné výsledky a není
možné porovnat různé metody pouze
s použitím tzv. tradičního vneseného
tepla. V této prezentaci představí autoři všeobecné informace o nejnovějším měřícím přístroji, který umožňuje
vzorkovat výkon oblouku s vysokou
frekvencí a bude se prezentovat všeobecný vliv na svařování ve zkratovém přenosu a pulzních svařovacích
módech.
Nejlepší virtuální simulace metod
svařování obalenou elektrodou,
MIG/MAG a trubičkovými dráty.
Krzysztof Sadurski, Lincoln Electric
Bester Sp. z o.o., Poľsko.
Prezentace zaměřena na simulaci metod obloukového svařování.
Zájem o tyto simulátory roste každým rokem vlivem nedostatku pracovní síly v oboru svařování a požadavkem na zkrácení času tréninku
a snížení nákladů. Zařízení Vrtex
bylo navrženo pro vytvoření virtuálního prostředí svařování a zároveň
simulace jednotlivých metod svařování. Je vybaveno sadou reálných
předdefinovaných postupů svařování a příkladů. Vrtex je schopen
učit svářeče jak udržet stabilní polohu oblouku, úhel a stálou postupovou rychlost, což může být užitečné zejména v počáteční fázi tréninku
a může snížit náklady na přídavný
materiál, plyn a elektrickou energii.
Nové prístupy výroby oceľových
konštrukcií, ich kvalita pri rekonštrukciách a výstavbe nových prenosových ciest v energetike. Ing.
Marian Bartoš, SAG Elektrovod,
a. s., Bratislava.
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Energetické vysokonapäťové stožiare vytvorené ohraňovaním a zvarením. Vysoko namáhané stožiare, na
ktoré sa vplyvom klimatických zmien
kladú čoraz vyššie pevnostné požiadavky a kde mechanizovaný spôsob
zvárania je už nevyhnutný. V porovnaní s klasickým priehradovým stožiarom ide o mimoriadne štíhlu konštrukciu drieku stožiara. Montáž
buď prostredníctvom prírub s množstvom stykových skrutiek, alebo systémom PETITJEAN len nasunutím
do seba a umelo vytvoreným predpätím montážnou axiálnou silou.
Riadené brokovanie dynamicky namáhaných zvarov. Dipl.-Ing.
Frank Heide, Metal Improvement
Company, Brandenburg, Nemecko.
V súčasnosti narastá význam povr-
Vplyv ochrannej atmosféry na
kvalitu zváraných komponentov
tlakových nádob z austenitických
Cr-Ni ocelí. Doc. Ing. Milan Čomaj,
PhD., Ing. Jozef Zohn, PhD.,
Taylor Wharton Slovakia Košice.
Zváranie komponentov tlakových
nádob metódou MAG a TIG z austenitických Cr-Ni ocelí. Experimentálne overenie vplyvu ochrannej atmosféry na kvalitu zvarových spojov.
Ochranné plyny – vývoj nových
zmesí plynov a ich vplyv na hodnoty škodlivých látok. Dipl.-Ing. Michael Wolters, EWE, Messer Group
GmbH, Krefeld, Nemecko.
Pri väčšine metód zvárania a rezania sa vytvára určité množstvo rôznych emisií. Tieto emisie ako napr.
prach, výpary a dymy majú rôzne
Medailou akademika Jozefa Čabelku boli ocenení zľava Ing. V. Bubeník, Ing. A. Furjel,
Ing. E. Manasová a Ing. E. Ehrenstein
chových technológií na úpravu kovových dielcov. Riadené brokovanie
je jednou z najúčinnejších technológií spevňovania povrchu použitím
tvárnenia za studena a vnesenia vysokého zvyškového tlakového napätia. Brokovanie umožní oveľa lepšiu funkčnosť zvarených kovových
dielcov vystavených dynamickému namáhaniu. Článok sa zaoberá
vlastnou technológiou, jej riadením
a uvádza viaceré aplikácie z oblasti
zvárania. Hlavným cieľom je zlepšenie únavovej pevnosti a zabránenie
korózneho praskania pod napätím
pomocou brokovania. Firma Metal Improvement Company ponúka
službu riadeného brokovania vo viacerých vlastných podnikoch, ako aj
na mieste na želanie zákazníka.
zdroje a rôzne účinky na naše životné prostredie a ľudské zdravie. Preto
je dôležité poznať riziká, ktoré môžu
zapríčiniť rôzne technológie. Cieľom tejto práce je poskytnúť prehľad
o rôznych druhoch emisií, ich zdrojoch a ich účinkoch, ako aj možnostiach ich redukcie. Vzhľadom na veľké využívanie zvárania a rezania sa
tento článok sústredil na oblúkové
zváranie v ochrannom plyne a jeho
variant teda predovšetkým na oblúkové zváranie taviacou sa elektródou v ochrannom plyne pri spájaní
nízkouhlíkovej ocele. Tieto varianty
vplývajú na tvorbu dymov, plynov
a častíc, ich množstvo a veľkosť. Riziká, ktoré spôsobujú tieto emisie,
sú nielen škodlivé ale aj toxické až
karcinogénne. Moderné ochran-
223
XXXIX. medzinárodná konferencia ZVÁRANIE 2011
vý svařovací proces. Pro studium
svařovacího procesu byly vybrány dva typy korozivzdorných ocelí –
austenitická a duplexní. V obou případech byl při stejných svařovacích
parametrech zkoumán vliv rozdílných svařovacích atmosfér. U austenitické oceli na úrovni makrostruktury neprokázána výrazná závislost
na typu svařovací atmosféry. Svařování austeniticko-feritických ocelí
(duplexních) ocelí laserem je vzhledem k povaze této svařovací metody doprovázeno vznikem výrazných
feritických zrn ve struktuře svaru
s nepříznivými důsledky na vlastnosti svaru. Při použití dusíku nebo
hélia prokázána zjevná difuze plynu
do hloubky svaru s následným ovlivněním mikrostruktury. Diskutovány
byly dva různé mechanizmy ovlivnění. Poslední část se zabývá vývojem
a výrobou nového typu solárního kolektoru z austenitické korozivzdorné
oceli metodou laserového svařování.
Pro svařování byl použit Yb-YAG vláknový laser o výkonu 2kW se svařovací hlavou na robotickém ramenu.
Pre zaneprázdnenosť si niektorí ocenení prevzali medaily vo VÚZ – PI SR, zľava Ing. P. Radič,
F. Khandl, V. I. Galinič, cand. techn. sc., Ing. P. Klamo
224
né plyny predstavujú nástroj, ktorý
vplýva na spôsob zvárania a v konečnom dôsledku na tvorbu emisií.
ochranných plynov, avšak otázkou
zostáva, ako zvoliť ten správny. Toto
je cieľom normy ISO 14175.
Účel a význam normy ISO 14175
– Zváracie prídavné materiály –
Plyny a zmesi plynov na tavné
zváranie a príbuzné procesy. Dipl.-Ing. Michael Wolters, EWE, Messer
Group GmbH, Krefeld, Nemecko.
Normy automaticky nevyplývajú zo
zákona. Avšak sú integrované v záväzných schvaľovacích oblastiach
alebo neskôr uvedené alebo stanovené v zmluve alebo nariadení a teda
ich treba uznávať. Táto situácia sa
často vyskytuje predovšetkým v lodiarskom priemysle. Jedným z najčastejšie používaných výrobných
procesov pri stavbe lodí je zváranie
a jedna z najdôležitejších noriem,
ktorá sa týka zvárania, je norma ISO
14175, ktorá oficiálne platí v Európe
od roku 2008. Treba poznať význam
a účel noriem. V opačnom prípade
taká nevýznamná súčasť stavby lodí
ako je ochranný plyn, môže spôsobiť veľké problémy. Použitie nevhodných zváracích prídavných materiálov môže viesť k vysokým nákladom,
ak zistíte tento omyl. Ak tento omyl
nezistíte, môže to mať právne dôsledky v prípade havárie. Jedným
z týchto zváracích prídavných materiálov je ochranný plyn. Existuje veľké množstvo rôznych druhov
Vlastnosti zvarových spojov rúrovej ocele vyhotovených hybridnou metódou s vysokovýkonným
vláknovým laserom. Doc. Ing. Peter Bernasovský, PhD., Ing. Ivan
Hamák, Ing. Miroslav Paľo, VÚZ –
PI SR, Stefan Grünenwald, Thomas
Seefeld, Frank Vollertsen, BIAS Bremen Nemecko.
Prednáška sa zaoberala vlastnosťami zvarov rúr z ocele L 485 MB zhotovených hybridným zváraním MAG
s 8 kW vláknovým laserom. Analyzoval sa vplyv rozdielnej prípravy
spoja a dvoch typov prídavných drôtov (plný a plnený). Vlastnosti skúšobných spojov potvrdili, že použitý spôsob zvárania je perspektívny
proces zvárania pozemných rúrovodov.
Hybridné zváranie – synergický efekt laserového a oblúkového zvárania. Ing. Jaroslav Bruncko,
PhD., Ing. Andrej Vincze, PhD., Medzinárodné laserové centrum Bratislava.
Pojem (laserové) hybridné zváranie
vyjadruje spojenie laserového zvárania a oblúkových zváracích metód. Podstata hybridného zváracieho procesu spočíva v spoločnom
zvarovom kúpeli, ktorý je súčasne ohrievaný elektrickým oblúkom
a energiou laserového žiarenia. Pri
vhodných technologických okolnostiach tak môže vzniknúť zvárací proces a následne zvarový spoj
kombinujúci pozitívne vlastnosti
obidvoch technológií a vo významnej miere eliminujúci ich negatívne
stránky.
Článok sa zaoberá opisom hlavých
špecifík laserového hybridného zvárania, jeho silnými a slabými stránkami a náčrtom perspektív v jeho
praktickom využití.
Svařování austenitických a duplexních ocelí Yb-YAG vláknovým
laserem. RNDr. Libor Mrňa, Ph.D.,
Ing. Jaroslav Kubíček, Ing. Šárka
Mikmeková, Vysoké učení technické v Brně.
Využití vláknového laseru pro svařování má svoje specifika. Vlivem vysoké kvality svazku je dosaženo
v ohnisku i vysokých výkonových
hustot, což může ovlivnit lasero-
Průmyslové aplikace laserového
svařování. Ing. Karel Štěpán, MATEX PM, s. r. o., Plzeň.
Příspěvek se věnuje využití laserového svařování ve strojírensví a stavebnictví. Na základě zkušeností z řady
zakázek jsou porovnány vlastnosti
laserových svarů s konvenčními obloukovými technologiemi. Výsledky
jsou doloženy metalografickými studiemi a mechanickými vlastnostmi
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
A KC I E
spojů. Ukazuje se, že pevnost laserových svarů zůstává podobná jako
u základního materiálu a nedochází
k jejímu poklesu tak, jak jsme zvyklí
u obloukových metod.
Zváranie konvenčnými metódami
pri mínusových teplotách. Ing. Pavol Višňovský, EWE, Ing. Erika Bábelová, PhD., Ing. Peter Višňovský,
EWE, CONSULTING & CONTROL
OF WELDING, s. r. o., Žilina.
V praxi je často potrebné riešiť havarijné stavy či už po živelných pohromách, alebo únavovým poškodením materiálov konštrukčných
celkov, produktovodov či nádob aj
v zime pri mínusových teplotách.
Pokles teploty zvarového kovu alebo tepelne ovplyvnenej oblasti má
vždy za následok tvorbu alebo
vzrast kontrakčných napätí. Tieto
vyvolávajú v systéme určitú ťahovú deformáciu. Ak je deformačná
schopnosť systému malá, vznikajú
necelistvosti. Príspevok je zameraný na riešenie problematiky zvárania počas mrazu.
Nové normy z oblasti zvárania za
rok 2011 (obdobie november 2010
až november 2011). Ing. Iveta Paldanová, VÚZ – PI SR, Bratislava.
Nové normy z oblasti zvárania a príbuzných technológií vydané v období od novembra 2010 do novembra
2011.
výrobnej praxi. Experiment bol zameraný na zistenie parametrov pretavovania pomocou lasera, spojenie
substrátu a návaru a prípadné defekty návaru. Vyhodnotenie návaru
bolo vykonané vizuálne a pomocou
svetelnej mikroskopie.
Výskum
samotroskotvorného
práškového materiálu na báze Ni
s legúrou P, Mo a B – Pretavovanie pomocou laserového lúča. Ing.
Štefan Smetana, Ing. Branislav Tybitancl, VÚZ – PI SR, Bratislava.
Úspory materiálu možno dosiahnuť
dnes už pomerne rozsiahlou skupinou žiarovo striekaných povlakov,
týmto problémom sa úspešne zaoberá VÚZ – PI SR už niekoľko rokov.
Rad špeciálnych technológií dnes
už zaujal vo výrobe nezastupiteľné
miesto a mnohokrát si niektoré nástroje a výrobky bez aplikácie spomenutej techniky nevieme už ani
predstaviť. Pretavenie laserovým lúčom možno považovať za progresívnu metódu, dosiahnuté výsledky by
mali byť prínosom aj pre ďalšie praktické využitie laserového lúča vo
Vplyv tepelného spracovania na
obrábateľnosť zvarových spojov
vysokopevných grafitických liatin. Prof. Ing. Jozef Meško, PhD.,
Ing. Anton Hopko, Žilinská univerzita v Žiline, Strojnícka fakulta, Žilina.
Izotermicky zušľachtená liatina
s guľôčkovým grafitom, ADI – (Austempered Ductile Iron), je vyrábaná
tepelným spracovaním, izotermickým zušľachťovaním liatiny s guľôčkovým grafitom. ADI-liatina má vyššiu pevnosť v ťahu ako perlitická
liatina s guľôčkovým grafitom a pritom má výrazne vysokú ťažnosť
a húževnatosť. Táto kombinácia
vlastností poskytuje materiál s vyhovujúcou odolnosťou proti opotrebeniu a únave.
Redakcia
Pripravované výstavy a veľtrhy v roku 2012
13. – 16. 3. 2012
For Industry – Medzinárodný veľtrh
strojárskych technológií
Miesto konania, organizátor: PVA
EXPO PRAHA, ČR
27. – 29. 3. 2012
Spawalnictwo, Expo – Surface,
Control – Stom – Medzinárodná
výstava strojárstva so zameraním
na technológie zvárania, hutníctvo
a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Targi
Kielce, Poľsko
26. – 30. 3. 2012
Tube, wire – Strojárska výstava zameraná na spracovanie drôtov a rúr
Miesto konania, organizátor: Messe-Düsseldorf GmbH, Nemecko
8. – 11. 5. 2012
MECHANICAL POWER TRANSMISSION and MOTION CONTROL
– Strojárska výstava zameraná na
automatizáciu a technológie
Miesto konania, organizátor: FIERA
MILANO, Taliansko
15. – 18. 5. 2012
INDUSTRIAUTOMATION – Výstava priemyslu, strojárstva a automatizácie
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
Miesto konania, organizátor: Hungexpo Budapešť, Maďarsko
15. – 18. 5. 2012
Welding – Výstava zameraná predovšetkým na zváranie, ako aj spájkovanie a iné technológie spájania
a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Lenexpo St. Petersburg (v spolupráci Messe Essen), Rusko
22. – 25. 5. 2012
Eurowelding – Medzinárodný strojársky veľtrh zameraný na strojárstvo, hutníctvo, zváranie a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Agrokomplex Nitra, SR
29. – 1. 6. 2012
ITM Poland, Welding – Medzinárodné veľtrhy strojárskych technológií, medzi nimi aj zvárania.
Miesto konania, organizátor: Poznań International Fair, Poznań, Poľsko
10. – 14. 9. 2012
Profintech, Fond-ex, Welding –
Medzinárodný strojársky veľtrh
Miesto konania, organizátor: BVV
Brno, ČR
18. – 22. 9. 2012
AMB – Strojárska výstava zameraná
predovšetkým na obrábanie a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Messe
Stuttgart, Nemecko
9. – 12. 10. 2012
Wienna-Tech – Strojárska výstava
zameraná na strojárske technológie,
energetiku a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Messe
Wien, Rakúsko
16. – 18. 10. 2012
BLACH-TECH-EXPO – Medzinárodná strojárska výstava zameraná
na spracovanie a výrobu plechov,
ako aj hutníctvo, technológie a automatizáciu
Miesto konania, organizátor: Targi w
Krakowie, Krakov, Poľsko
16. – 18. 10. 2012
ExpoWELDING – Špecializovaná
výstava na zváranie a príbuzné technológie organizovaná s poľským
Instytutom Spawalnictva spojená
s kongresom
Miesto konania, organizátor: Expo
Silesia Sosnowiec, Poľsko
Redakcia
225
Kolokvium pri príležitosti životného jubilea
prof. Ing. Ivana Hrivňáka, DrSc.
Dve organizácie sa spojili, aby si 14. decembra 2011 pripomenuli
nadchádzajúce významné životné jubileum profesora I. Hrivňáka – 80 rokov
života, Výskumný ústav zváračský – Priemyselný inštitút SR, v ktorom pôsobil
oslávenec niekoľko desiatok rokov a Materiálovotechnologická fakulta STU
Bratislava so sídlom v Trnave, na pôde ktorej sa kolokvium konalo.
Moderátorského postu sa pri tejto
vzácnej príležitosti ujal prof. Ing. Jozef Janovec, DrSc., riaditeľ Ústavu
materiálov MTF STU v Trnave. Zároveň predniesol prvú časť laudatia
Ivanovi Hrivňákovi, príhovor, v ktorom priblížil jubilanta nielen po profesionálnej, ale najmä po tej osobnostnej. Prítomní tak mali možnosť zistiť,
že oslávenec sa venoval nielen vede,
ale v hojnej miere aj umeniu, najmä
hre na klavíri, ktorý, podľa slov manželky, prof. Ing. Dáše Hrivňákovej,
DrSc., ovláda veľmi dobre a dokonca kedysi premýšľal aj o profesionálnej umeleckej dráhe, ale napríklad
aj športu, predovšetkým kanoistike.
V nej sa mu podarilo dostať dokonca
do reprezentácie, neskôr sa s rovnako veľkým zanietením venoval motorovým člnom, čím vyvracal názor, že
technici musia byť len exaktne zameraní jedinci bez zmyslu pre umelecké
alebo športové odvetvia.
Zľava: Ing. Peter Klamo, prof. Ivan Hrivňák, prof. Jozef Peterka
DLHÝ ZÁSTUP GRATULANTOV
Po príhovore prof. J. Janovca sa slova ujal Ing. Ľuboš Mráz, PhD., z VÚZ
– PI SR a pripomenutím vyše štyroch
desiatok rokov, ktoré strávil oslávenec
vo Výskumnom ústave zváračskom
(41 rokov), dokončil laudatio. Pán profesor reagoval na tento príhovor slovami: „vo VÚZ som vyrastal, tam je jadro mojej vedecko-výskumnej činnosti,
je to moja srdcová záležitosť“. Nezabudol ani na Ing. Ľ. Mráza, ktorého si
veľmi dobre pamätal z čias svojho pôsobenia vo VÚZ. Počet gratulantov ale
narastal. Ing. Ľ. Mráza vystriedal generálny riaditeľ VÚZ – PI SR, Ing. Peter Klamo, prodekan Materiálovotechnologickej fakulty STU v Trnave, prof.
Dr. Ing. Jozef Peterka, ktorý obdaroval
oslávenca Medailou Aurela Stodolu,
vyrazenou vo veľmi limitovanej edícii
pri príležitosti 150. výročia narodenia
Aurela Stodolu.
226
Prof. Marián Buršák odovzdáva oslávencovi reprodukciu Modrého Maurícia zhotovenú
z biomedicínskych materiálov, v pozadí prof. J. Janovec, moderátor podujatia
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
A KC I E
Program pokračoval odbornou prednáškou prof. Ing. Mariána Buršáka,
PhD., z Technickej univerzity Koši-
Violončelista Juraj Alexander, člen Slovenskej
filharmónie spríjemnil slávnostnú chvíľu
Aurel Stodola
Narodil sa v roku 1859 v Liptovskom Mikuláši kde absolvoval aj prvé školské roky, pokračoval v Levoči, v Budapešti, inžiniersky titul získal vo švajčiarskom Zürichu a štúdiá ukončil
na parížskej Sorbonne. Ako mladý inžinier pracoval v Strojárňach Uhorských štátnych dráh
v Budapešti, neskôr v renomovanej strojárskej spoločnosti Ruston a spol., kde sa začal zaujímať o to, čo ho preslávilo najviac – turbíny, parné stroje, kompresory atď. V roku 1892
mu zürišská polytechnika ponúkla možnosť habilitácie, ktorú prijal a veľmi mladý sa tu stal
aj profesorom. Po odbornej stránke sa venoval automatickej regulácii strojov, neskôr však
začali dominovať parné turbíny. Monografiu Parné turbíny a vyhliadky tepelných strojov neustále dopĺňal a v poslednom vydaní mala kniha takmer päťnásobný objem poznatkov z teoretickej aj experimentálnej oblasti jeho výskumu. Známy je aj vďaka svojej „pomste vojne“
– v spolupráci s chirurgom F. Sauerbruchom zostrojil pohyblivú umelú ruku a dal tak zraneným možnosť plnohodnotnejšie prežiť svoj život. Jeho odbornosť ale aj ľudskú stránku si
vážili aj také osobnosti akou bol Albert Einstein. Zomrel v roku 1942 a v roku 1989 previezli
jeho pozostatky spolu s manželkinými do rodného Liptovského Mikuláša.
Auditórium
ce (TU Košice) na tému Materiály na
biomedicínske účely a zároveň obdaroval prof. I. Hrivňáka reprodukciou
najslávnejšej známky na svete – Modrého Maurícia, vyrobenou z biomedicínskych materiálov. Počas programu mali prítomní možnosť vypočuť
si aj niekoľko diel vážnej hudby, ktoré interpretoval člen Slovenskej filharmónie, violončelista Juraj Alexander.
Po príjemnej prestávke pokračovali
príhovory ďalších gratulantov, medzi
inými nechýbal podpredseda Slovenskej akadémie vied, Ing. Juraj Lapin,
DrSc., ani zástupca výrobnej praxe
– doc. Ing. Jozef Pecha, PhD., ktorý ďakoval najmä za rodinu zváračských technológov zo strojární v Tlmačoch, s ktorými prichádzal prof. I.
Hrivňák počas svojej dlhoročnej praxe často do styku. Veľmi srdečný pozdrav predniesol doc. Ing. Jozef Billy,
CSc., z U. S. Steel Košice a keď vyzval
počas gratulácií neúnavne stojaceho
prof. I. Hrivňáka, aby si pokojne sadol,
ten reagoval s vtipom sebe vlastným:
„keď sú v tom strojárne, musím stáť“.
MATERIÁLOGRAFIA
Doc. Jozef Pecha gratuluje oslávencovi
Gratulanti z VÚZ – PI SR
Po mnohých blahoželaniach nasledovala anotácia novej knihy Materiálografia z úst prof. Ing. Margity Longauerovej, CSc., z TU Košice, ktorej
autormi sú profesori Dáša a Ivan Hrivňákovci. Krstnými rodičmi novej pomôcky nielen pre študentov sa stali
doc. Ing. Peter Bernasovský, PhD.,
z VÚZ – PI SR a doc. Ing. Ľubomír
Čaplovič, PhD., z MTF STU. Knihu
uviedli do života práškovou zmesou
keramiky, plastov a kovov a zlisovaný
kúsok tejto hmoty dostali autori ako
darček. Celú veľmi príjemnú akciu
uzavrela autogramiáda novej knihy,
ktorú si mnohí nenechali ujsť.
Text a foto: Mgr. Katarína Čiefová
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
„Krst“ novej knihy – Materiálografia – zľava prof. Dáša Hrivňáková, prof. Ivan Hrivňák a „krstní
rodičia“ doc. Peter Bernasovský a doc. Ľubomír Čaplovič
227
Dr. h. c. prof. Ing. Ivan Hrivňák, DrSc.,
emeritný profesor, oslavuje 80. narodeniny
Profesor Ivan Hrivňák sa narodil 23. decembra 1931
v Komárne, v r. 1938 sa v dôsledku zabratia územia musela rodina presídliť do Banskej Bystrice a po určitom
čase do Bratislavy, kde žije dodnes. Základné a všeobecné vzdelanie absolvoval postupne v Komárne, B.
Bystrici a v Bratislave, maturoval v r. 1950 na reálnom
gymnáziu. Vysokoškolské vzdelanie nadobudol na
Strojníckej fakulte Slovenskej vysokej školy technickej
v r. 1954. Už počas štúdia pracoval ako učiteľ predmetov
fyzika a deskriptívna geometria postupne na gymnáziu
v Modre a II. štátnom gymnáziu v Bratislave. Od r. 1952
pôsobil ako asistent na Katedre deskriptívnej geometrie, resp. Katedre technickej mechaniky, až do septembra 1955, keď prešiel do novozaloženého Výskumného
ústavu zváračského v Bratislave, na oddelenie metalografie, neskôr fyzikálnej metalurgie a metalografie, kde
sa postupne stal vedúcim oddelenia a vedúcim odboru základných laboratórií. V metalografickom laboratóriu, kde začínal, sa – ako každý nový adept – venoval
spočiatku príprave vzoriek. Nedostatok kvalitných leštiacich materiálov (v tom čase sa ako leštidlo používal oxid
chrómový) si vynútil zdokonalenie, uľahčenie a hlavne
zrýchlenie procesov prípravy vzoriek a preto jeho prvou
úlohou bol výskum procesov elektrolytického leštenia
metalografických vzoriek. V krátkom čase sa mu podarilo postaviť niekoľko zariadení a optimalizovať vhodné
elektrolyty pre rôzne materiály. Niektoré leštičky prešli
do priemyselnej výroby (Kovoplast Nitra) a exportovali sa aj do zahraničia. Koncom roka 1956 prichádza do
VÚZ prvý elektrónový mikroskop Tesla BS 242, prototyp,
vyrobený v ČSAV – Ústave přístrojové techniky profesormi Delongom, Drahošom a Bláhom.
Začiatky bývajú ťažké, pretože v tom čase sa aj vo svete
iba začínajú formovať základy elektrónovej mikroskopie.
Ale pomerne rýchlo boli zvládnuté aj vo VÚZ. Dôsledkom toho bola aj skutočnosť, že všetky odborné práce
prof. Hrivňáka publikované v československej časopiseckej literatúre boli hneď publikované v anglických odborných časopisoch ako British Welding Journal, Metal
Treatment and Drop Forging, alebo Journal of the Iron
and Steel Institute.
Vo VÚZ pracoval až do konca r. 1991, keď bol zvolený
228
a predsedom Slovenskej národnej rady menovaný za
predsedu Slovenskej akadémie vied. Túto funkciu vykonával v prechodnom období do riadnych volieb SAV,
v ktorých už nekandidoval a bol zvolený za rektora Technickej univerzity v Košiciach.
Na tejto škole, resp. jej Hutníckej fakulte, pracoval až do
r. 1996, keď prešiel na Materiálovotechnologickú fakultu
Slovenskej technickej univerzity so sídlom v Trnave, kde
zotrval až do odchodu do dôchodku v r. 2007.
Prof. Hrivňák sa zaoberal aj starnutím ocelí, ktoré bolo
témou jeho kandidátskej dizertačnej práce predloženej
v r. 1959. Popísal kinetiku starnutia, predpokladané mechanizmy, ako aj možné spôsoby eliminácie v súvislosti so zváraním. Ale až získanie transmisného elektrónového mikroskopu JEOL JEM-7 s 200 kV urýchľovacím
napätím umožnilo štúdium procesov starnutia „in situ“
a preukázanie jeho mechanizmu (tvorba semikoherentných tetragonálnych nitridov "-Fe16 N2, publikované
prvýkrát v čas. JISI v r. 1965). V tejto súvislosti treba poznamenať, že jedným z možných spôsobov eliminácie
starnutia bolo mikrolegovanie ocele a prof. Hrivňák sa
podieľal na vývoji a zavedení takýchto ocelí do výroby vo
vtedajších Východoslovenských železiarňach, za čo bol
v r. 1969 ocenený prvou štátnou cenou SR. Z problematiky starnutia predložil prof. Hrivňák aj habilitačnú prácu
v r. 1964 a v r. 1965 bol na jej základe menovaný docentom pre odbor Náuka o materiáli.
Upriamil pozornosť aj na tepelné spracovanie ocelí v interkritickej oblasti A1-A3 a pracoval aj v odborných spoločnostiach. U nás to bol najmä VÚZ, v rámci ktorého
organizoval veľké množstvo konferencií a seminárov, prípadne letných škôl. Stačí spomenúť tradíciu medzinárodných metalografických konferencií vo Vysokých Tatrách.
Bol zakladajúcim členom Čs. spoločnosti elektrónomikroskopickej, Vedeckej spoločnosti pre náuku o kovoch
ČSAV a pracoval aj v Medzinárodnom zváračskom inštitúte so sídlom v Paríži a Abingtone (UK). V IIW začínal ako expert československej delegácie v komisiách
IX a X, neskôr ako delegát, predseda rôznych pracovných skupín, subkomisíí a nakoniec ako volený predseda najväčšej komisie IX – Zvariteľnosť. Jeho aktivity
a tvorivý prístup pri riadení svetového výskumu v oblasti zvariteľnosti a vývoja konštrukčných ocelí boli ocenené v r. 1979 poverením vypracovať a predniesť úvodnú,
tzv. Houdremountovu prednášku na Výročnom zasadnutí IIW v Dubline. Venoval sa v nej vývoju v oblasti metalurgie ocelí a zvárania v ich vzájomných súvislostiach.
Jedným z výstupov bol návrh na štúdium procesov modelovania zvariteľnosti a procesov zvárania, na základe
ktorého sa na Technickej univerzite v Grazi začali organizovať pravidelné konferencie, ktoré majú dodnes vysokú prestíž. O úspechu jeho pôsobenia svedčí aj skutočnosť, že pracoval v tejto funkcii aj ďalšie dve volebné
obdobia a iba práca rektora univerzity mu nedovoľovala
ďalej sa venovať tejto činnosti (1994). Za prínos k rozvoju
vedy o metalurgii a zváraní bol ocenený v r. 1994 v Štokholme cenou profesora Aratu, čo je najvyššie odborné
ocenenie tohto inštitútu. Vykonával tiež funkciu viceprezidenta tohto inštitútu. Pre úplnosť treba tiež spomenúť,
že v rámci členských krajín RVHP pracovala podobná
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
JU B I L E U M
a celkom vychoval 58 kandidátov vied a doktorov filozofie. V r. 1987 bol menovaný za profesora fyzikálnej metalurgie a materiálového inžinierstva.
Mnohé roky pôsobil vo funkcii predsedu Komisie pre obhajoby kandidátskych a doktorandských dizertačných
prác v odbore fyzikálna metalurgia a materiálové inžinierstvo, bol členom a predsedom komisie pre obhajoby
doktorských dizertačných prác v odbore fyzikálna metalurgia, hutníctvo a jadrová energetika. Mnohé roky bol
členom, podpredsedom a predsedom Vedeckých kolégií ČSAV a SAV pre fyzikálnu metalurgiu a energetiku.
Je autorom mnohých vedeckých prác a monografií z oblasti materiálového inžinierstva, zvárania a zvariteľnosti
a jadrovej energetiky. Jeho práce boli citované v stovkách prác iných autorov.
Profesor Hrivňák je významnou osobnosťou slovenskej
vedy v oblasti fyzikálnej metalurgie, zvárania a zvariteľnosti. Vytvoril vedeckú školu zvariteľnosti založenú na
súčinnosti fyzikálnej metalurgie a zvárania, prednášal
na významných univerzitách v Európe i zámorí, je citovaný vo svetových encyklopédiách, napr. v r. 2000 ho
americká bibliografická spoločnosť zaradila do svojej
encyklopédie 2000 najvýznamnejších svetových vedcov
na prelome tisícročia.
Po odchode do dôchodku a ukončení pracovného pomeru na Technickej univerzite v Košiciach v r. 1996 prijal pozvanie dekana Materiálovotechnologickej fakulty
STU so sídlom v Trnave, kde pracoval ako profesor, člen
vedeckej rady a viacerých komisií až do r. 2007, kedy
ako emeritný profesor tejto univerzity ukončil pracovný
organizácia s centrom v Patonovom inštitúte v Kyjeve
a prof. Hrivňák bol členom riadiaceho výboru a predsedom obdobnej komisie zaoberajúcej sa výskumom zvariteľnosti vysokopevných ocelí (komisia 19).
Okrem vedecko-výskumnej činnosti sa prof. Hrivňák venoval aj expertíznym prácam, najmä v energetike a petrochemickom priemysle. Bol odborným garantom výstavby jadrových elektrární V1, V2 a pripravovaných
blokov v Mochovciach v materiálovej oblasti a riešil niekoľko unikátnych opráv týchto blokov. Podobnú činnosť absolvoval aj v zahraničí. Bol podpredsedom Výboru jadrovej bezpečnosti SR. Je známe jeho vedenie
náročných opráv havarovaných tlakových veľkoobjemových zásobníkov skvapalnených uhľovodíkových plynov
v spoločnosti Slovnaft v rokoch 1984 – 5, ktoré priniesli
úsporu nášmu priemyslu vo vykázanej výške 4 miliardy
Kčs. Za návrh a realizáciu týchto opráv mu bola v r. 1990
udelená tzv. Lillicrapova cena v Londýne, ktorá sa udeľuje raz za dva roky za najlepšiu aplikáciu výsledkov vedy
v technológii. Vysoké medzinárodné ocenenia dostal aj
v Japonsku, bývalej ZSSR, Juhoslávii a Maďarsku.
Za vedecké ocenenie možno považovať aj jeho zvolenie
a menovanie za člena – korešpondenta SAV a ČSAV v r.
1979, akademikom SAV v r. 1982 a prvým akademikom
ČSAV v oblasti technických vied zo Slovenska v r. 1984.
Je tiež členom Ukrajinskej akadémie vied a Newyorkskej
akadémie vied. V r. 1994 bol jedným zo 48 zakladajúcich
členov Českej akadémie inžinierskej.
Profesor Hrivňák začínal ako asistent na SVŠT. V pedagogickej činnosti neprestal ani po nástupe do VÚZ. Od
r. 1966 pedagogicky pôsobil aj na Hutníckej fakulte VŠT
v Košiciach, až do r. 2004 nepretržite predsedal štátnicovej komisii na Katedre náuky o materiáloch a do r.
1995 pôsobil ako člen Vedeckej rady Hutníckej fakulty.
Bol tiež školiteľom vedeckých ašpirantov a doktorandov
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
pomer. Ale aj po odchode z univerzity pomáha fakulte,
napr. napísaním dvoch skrípt (Fraktografia, Zvyškové
napätia, ich význam, spôsoby merania a eliminácie), vysokoškolskej učebnice Zváranie a zvariteľnosť materiálov, ktorá sa tešila veľkému záujmu. V r. 2011 pripravil
spolu s manželkou Dášou ďalšiu učebnicu Materiálografia, prvú tohto druhu v našej literatúre.
Okrem pracovnej činnosti sa profesor Hrivňák rád venoval svojim záľubám – závodne sa venoval kanoistike
a v zime ľadovému hokeju. Oveľa neskôr sa závodne venoval aj vodnomotoristickému športu v kategórii športových plavieb, kde spolu s manželkou boli dlhé roky nositeľmi majstrovskej výkonnostnej triedy. V športe bol
ocenený aj titulom majster športu. Do ďalších rokov života prajeme jubilantovi pevné zdravie, spokojnosť a šťastie
v osobnom živote, v odbornej aj vedeckej činnosti.
Vedenie VÚZ – PI SR a redakcia
229
Obsah časopisu WELDING Journal 2010 – 2. časť
Výsledky výskumu vo zváraní
Laser-Enhanced GMAW
Laserom zdokonalené MIG zváranie
Y. Huang – Y. M. Zhang, Department
of Electrical and Computer Engineering, University of Kentucky, Lexington, Ky. (8 str., 17 obr., 1 tab., 25 liter.)
Pokračovanie z minulého čísla
Novinky v spájkovaní a letovaní
(Brazing & Soldering Today)
Calculating Joint Clearance at Brazing Temperature
Výpočet medzery spoja pri teplote
tvrdého spájkovania
D. G. Stroppa – T. Hermenegildo – J.
Unfried S. – A. J. Ramirez, Brazilian
Synchrotron Light Laboratory, LME-LNLS, Campinas, SP, Brazil – N. Oliveira, Robert Bosch Ltda., Campinas,
SP, Brazil (3,5 str., 4 obr., 3 tab., 2 liter.)
Liquation of Brazing Filler Metals –
Good or Bad?
Likvácia tvrdých spájok – dobre alebo zle?
D. Kay, Kay & Associates, Simsbury,
Conn. (4 str., 5 obr.)
Tips for Producing Strong Soldered
and Brazed Joints
Tipy na výrobu pevných mäkko
spájkovaných a tvrdo spájkovaných
spojov
G. Mitchell, TurboTorch a Thermadyne
brand, St. Louis (6 str., 1 obr., 14 liter.)
Americký zvárač
Ways to Limit Spatter
Spôsoby obmedzenia rozstreku
A. F. Manz, A. F. Manz Associates,
Union, N. J. (2 str., 4 obr.)
Teaching Human Development Skills to Welders
Vzdelávanie zváračov v rámci rozvoja odbornej spôsobilosti ľudských zdrojov
J. D. Compton, J. C. & Associates,
Piru, Calif. (2,5 str.)
230
Characteristic Temperature Curves
for Aluminum Alloys during Friction
Stir Welding
Charakteristické teplotné krivky pre
zliatiny hliníka pri trecom miešacom
zváraní
C. Hamilton – A. Sommers, Miami
University, Departnent of Mechanical
and Manufacturing Engineering, Oxford, Ohio – S. Dymek, AGH University of Science and Technology, Faculty of Metals Engineering and Industrial
Computer Science, Kraków, Poland (6
str., 4 obr., 4 tab., 15 liter.)
Using Infrared Thermography in
Low-Cycle Fatigue Studies of Welded Joints
Využitie infračervenej termografie
vo výskume nízkocyklovej únavy
zvarových spojov
V. Crupi – G. Chiofalo – E. Guglielmino, University of Messina, Faculty of
Engineering, Department of Industrial
Chemistry and Materials Engineering,
Messina, Italy (6 str., 13 obr., 5 tab., 15
liter.)
Október 2010
Odborné články
Reducing Gas Surges Improves
GMAW Profitability
Zníženie nárazov plynu zvyšuje ziskovosť MIG zvárania
R. Green, Business Development,
CONCOA, Virginia Beach, Va. (2 str.,
3 obr., 1 liter.)
Veteran Triumphs over Adversity
with GTAW
Veterán triumfuje nad nepriazňou
TIG zvárania
A. Weyenberg, Miller Electric Mfg. Co.,
Appleton, Wis. (2 str., 2 obr.)
Stud Welding Technologies for
a Greener Future
Technológie privárania svorníkov
pre zelenú budúcnosť
Ch. Hsu – D. Phillips, Equipment,
Nelson Stud Welding, Inc., Elyria,
Ohio (5 str., 4 obr., 2 liter.)
Výsledky výskumu vo zváraní
A New Method for the Design of Welding Consumables
Nová metóda navrhovania zváracích prídavných materiálov
D. S. Tordonato – J. C. Madeni – S. Liu
, Colorado School of Mines, Golden,
Colo., S. Babu, Ohio State University, Columbus, Ohio – P. Mendez, University of Alberta, Edmonton, Alberta,
Canada (9 str.,10 obr., 6 tab., 38 liter.)
Hot Ductility Behavior and Repair
Weldability of Service-Aged, Heat-Resistant Stainless Steel Castings
Charakteristika ťažnosti za tepla
a zvariteľnosť pri oprave zastaralých odliatkov zo žiaruvzdornej nehrdzavejúcej ocele
S. Shi, Shell Global Solutions, Houston, Tex. – J. C. Lippold, Welding Engineering Program, Ohio State University, Columbus, Ohio – J. Ramirez,
Edison Welding Institute, Columbus,
Ohio (8 str., 15 obr., 3 tab., 29 liter.)
Seam Welding Monitoring System
Based on Real-Time Electrical Signal Analysis
Systém monitorovania švového zvárania na základe analýzy elektrických signálov v reálnom čase
M. Lanzoni – B. Riccò, Deis University
of Bologna, Italy – M. Salomoni, Cevolani SPA, Bologna, Italy (6 str., 9 obr.,
13 liter.)
November 2010
Odborné články
Complying with OSHA´s Cr (VI) Regulations
Dodržanie smerníc OSHA Cr (VI)
S. Smith, Nederman USA, Westland,
Mich. (2 str., 2 obr.)
What Can Your Welding Salesperson
Do for You?
Čo môže váš obchodník urobiť pre
vás?
H. M. Woodward – K. Campbell – M.
R. Johnsen, Welding Journal (5 str., 5
obr.)
Job # 1: Welding Safety
Úloha č. 1: Bezpečnosť práce vo
zváraní
B. Gardner, Miller Electric Mfg. Co.,
Appleton, Wis. (3 str., 4 obr.)
Establishing a Gas Safety Program
Zavedenie podnikového plánu bezpečnosti práce pri manipulácii
s plynom
D. J. Marquard, IBEDA Inc., Westlake, Ohio, IBEDA GmbH & Co., KG, Neustadt-Wied, Germany (1 str., 1 obr.)
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
PR E D S TAV U JE M E Z VÁR AČS KÉ ČA S OP I S Y
Oxfuel Equipment Advances Help
Prevent Accidents
Zariadenie Oxfuel napomáha predchádzaniu úrazom
B. Boyer, Thermadyne, Denton, Tex.
(3,5 str., 2 obr.)
Výsledky výskumu vo zváraní
A Control System for Keyhole Plasma Arc Welding of Stainless Steel
Plates With Medium Thickness
Regulačný systém plazmového
zvárania do kľúčovej dierky platní
strednej hrúbky z nehrdzavejúcej
ocele
C. S. Wu – C. B. Jia – M. A. Chen, Institute of Materials Joining, Shandong
University, Jinan, P.R. China (7 str., 17
obr., 25 liter.)
Effect of Welding Parameters and
Electrode Condition on Alloying Enrichment of Weld Metal Deposited
with Coated Cellulosic Electrodes
Vplyv zváracích parametrov a stavu
elektródy na obohatenie zvarového
kovu nataveného obalenými celulózovými elektródami legujúcimi prvkami
J. E. Ramirez, Edison Welding Institute, Columbus, Ohio – M. Johnson, Los
Alamos National Laboratory, Los Alamos, N. Mex. (11 str., 13 obr., 9 tab.,
19 liter.)
Comparison of Control Algorithms for
Ultrasonic Welding of Aluminum
Porovnanie algoritmov riadenia pri
zváraní hliníka ultrazvukom
M. Baboi – D. Grewell, Iowa State University, Ames, Iowa (3,5 str., 11 obr., 5
tab., 9 liter.)
December 2010
Odborné články
Fabricating Railcars with Resistance Welding
Výroba motorových vozňov odporovým zváraním
W. Jaxa-Rożen, Bombardier Transportation – North America, St.-Bruno,
Québec, Canada (5,5 str., 8 obr. 13 liter.)
Optimizing the Next-Generation Resistance Welding Cell
Optimalizácia jednotky na odporové
zváranie novej generácie
N. Scotchmer, Huys Industries Ltd.,
Canada – J. Duran, Tecnologías Huys
S. A. de C. V., México – K. R. Chan,
Huys Welding Strategies Ltd., Canada
(5,5 str., 4 obr., 16 liter.)
Ten Tips for Better Pricing
Desať tipov lepšieho oceňovania
R. Mohammed, Culture of Profit LLC,
Cambridge, Mass. (1,5 str.)
Resistance Spot Welding of Sound-Damping Laminated Steel
Odporové bodové zváranie protihlukovej laminovanej ocele
D. R. Sigler – R. A. Waldo, General
Motors Global Research and Development Center, Warren, Mich. (6 str., 8
obr., 2 tab., 13 liter.)
Investigations of Sn-9Zn-Ag-Ga-Al-Ce Solder Wetted on Cu, Au/Ni/Cu,
and Sn-plated Cu Substrates
Výskum mäkkej spájky Sn-9Zn-Ag-Ga-Al-Ce zmáčanej na Cu, Au/Ni/
Cu a Sn pokovovaných Cu substrátoch
H. Wang, Materials Sience & Chemical Engineering, Ningbo University,
and the College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,
P.R. China – S. Xue – W. Chen, College of Materials Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, P.R. China – X.
Liu – J. Pan, Materials Science & Chemical Engineering, Ningbo University, P.R. China (6,5 str., 9 obr., 2 tab.,
26 liter.)
Tool Degradation Characterization
in the Friction Stir Welding of Hard
Metals
Charakteristika degradácie nástroja
pri trecom miešacom zváraní tvrdých
kovov
B. Thompson, Edison Welding Institute, Columbus, Ohio – S. S. Babu, Ohio
State University, Columbus, Ohio (6
str., 14 obr., 14 liter.)
Hydrocarbon Contamination and
Diffusible Hydrogen Levels in Shielded Metal Arc Weld Deposits
Kontaminácia uhľovodíkom a hladiny difúzneho vodíka v návaroch
zhotovených oblúkovým zváraním
obalenou elektródou
B. M. Patchett, University of Alberta,
Canada – M. A. R. Yarmuch, Alberta
Research Council, Edmonton, Alb.,
Canada (4 str., 4 obr., 2 tab., 15 liter.)
Poznámka: Časopis možno študovať v knižnici
Výskumného ústavu zváračského – Priemyselného inštitútu SR v Bratislave, kontakt: tel.: +421/
(0)2/492 46 827, e-mail: [email protected]
N OV É K NI H Y
Schrägkabelbrücken.
40 Jahre Erfahrung weltweit
Holger Svensson
Holger Svensson (*1945) pracoval
v r. 1972 – 2009 vo firme Leonhardt,
Andrä und Partner ako inžinier zodpovedný za navrhovanie, montáž, realizáciu a testovanie mostov s veľkým
rozpätím, pričom išlo prevažne o zavesené mosty postavené v rôznych
častiach sveta. Od r. 1992 pracoval aj
v rôznych riadiacich funkciách. Kniha
je určená v rovnakej miere pre inžinierov v praxi ako aj pre študentov vyZ VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
sokých škôl. Vznikla ako skriptum na
prednášky o zavesených mostoch,
ktoré od konca r. 2009 vedie na TU
Drážďany v 7. a 8. semestri. Priložené
sú dve DVD, ktoré obsahujú 30 kompletných video prednášok, ktoré mal
autor na TU Drážďany.
Skladba knihy: predhovor, poďakovania, o autorovi, 7 kapitol, vecný register, zoznam literatúry, príloha 40
rokov skúseností s mostmi s veľkými
231
Schrägkabelbrücken. 40 Jahre Erfahrung weltweit
rozpätiami postavenými v celom svete, video prednášky na dvoch DVD.
Členenie kapitol je nasledovné: 1. kapitolu tvorí úvod (s. 16 – 45), kde možno nájsť terminológiu, konštrukčné
zásady a desatoro navrhovania zavesených mostov. Vývoj zavesených
mostov je v kapitole 2 (s. 16 – 139).
Nachádzajú sa tam príklady predchodcov moderných mostov, moderných mostov oceľových, betónových,
spriahnutých oceľovo-betónových
mostov ako aj zvláštne formy zavesených mostov. Kapitola 3 (s. 140 –
187) je venovaná všetkým druhom
lán, vrátane všetkých konštrukčných
detailov, spôsobov ukotvenia, montáže, merania napätí a ich dynamického správania. Analýza správania
zavesených mostov je témou kapitoly 4 (s. 188 – 291) a zahŕňa: spôsoby predbežného výpočtu, určovanie
vnútorných síl na náhradných systémoch, na celkovom systéme, dynamické správanie, účinky nárazov lodí
a napokon veľmi užitočné numerické
príklady detailných výpočtov zavesených mostov. Montáž je obsahom kapitoly 5 (s. 292 –327). Obsahuje nielen príklady montáže realizovaných
mostov ale aj nevyhnutné statické výpočty súvisiace s montážou. V kapitole 6 (s. 328 – 427) sú príklady realizácie 5 druhov zavesených mostov:
betónových zhotovených z prefabrikátov, betónovaných na stavenisku,
oceľových, spriahnutých oceľovo-betónových, s hybridným trámom, s niekoľkými zavesenými poľami v rade za
sebou. Celkove je tu podrobne analyzovaných 8 zavesených mostov
s veľkými rozpätiami. Výhľad do budúcnosti zavesených mostov je v kapitole 7 na jednej strane. Vecný register a zoznam literatúry s viac ako 300
položkami sa nachádzajú na s. 430
– 440. Príloha 40 rokov skúseností s navrhovaním zavesených mostov
v Nemecku i v zahraničí má rozsah 14
strán (s. 444 – 457).
V knihe, v zozname literatúry ako
aj vo video prednáške je spomenutý aj bratislavský Nový most, ktorý
nechýba v žiadnej publikácii o zavesených mostoch. Je však spomenutý
len veľmi stručne, napr. v prednáške
sa uvádza iba to, že je to jediný most
s reštauráciou na pylóne.
Usporiadanie knihy je veľmi pekné,
obsahuje množstvo väčšinou farebných fotografií ako aj množstvo názorných schém a detailov výpočtov.
Dve DVD obsahujú 30 vynikajúcich
prednášok. Jednotlivé obrázky sú
vhodne komentované autorom tejto
veľmi užitočnej publikácie určenej pre
každého mostára, súčasného či budúceho.
Vydavateľ: Ernst & Sohn, A Wiley
Company. ISBN 978-3-433-02977-0.
456 strán, formát A4, tvrdý obal, cena:
129 EUR, september 2011.
Prof. Ing. Ivan Baláž, PhD.
KKDK SvF STU Bratislava
J U B ILE UM
K životnímu jubileu
prof. Ing. Jaroslava Koukala, CSc.
Prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc., který celou svou
odbornou
praxi věnoval
rozvoji svařování, se 4. 12.
2011 dožil 70
let. Je absolventem Fakulty strojní
Technické univerzity v Liberci. V letech
1964 až 1990 pracoval jako výzkumný
pracovník v podnicích ŽĎAS Žďár nad
Sázavou, KOVONA Karviná a Hutní
montáže Ostrava téměř nepřetržitě
s krátkou přestávkou, kdy pracoval na
Vysoké škole báňské (VŠB) – Technické univerzitě Ostrava.
V roce 1991 se habilitoval na VŠB
Ostrava v oboru Strojírenská technologie a v roce 1993 byl jmenován v tomto oboru profesorem. Od roku 1997 je
držitelem diplomu EWE, od roku 2001
IWE, od roku 2003 EWI–E a od roku
2005 certifikovaný EWE.
Kromě pedagogické činnosti na VŠB
Ostrava je znám jako odborník na
232
svařování konstrukcí tepelných elektráren 200 a 500 MW, velkostrojů pro
povrchovou těžbu uhlí, přečerpávacích vodních elektráren, ochranné
obálky JE Temelín a plynojemů, kulových nádrží a celé řady dalších konstrukcí. Ve výzkumu a vývoji se podílel na řešení metalurgické svařitelnosti
a technologie svařování ocelí 15 121,
15 128, 15 229, 15 323, 15 423, 17 134,
T/P 91, T/P 92, T/P 23, T/P 24. Je autorem více než 89 přednášek na sympoziích, seminářích a konferencích,
54 článků v odborných časopisech,
10 autorských osvědčení, tří učebních textů pro výuku svařování v bakalářském, magisterském a doktorském
studijním programu a pro výuku vyššího svářečského personálu. K vydání
je připravena kniha s názvem Svařitelnost a vlastnosti svarových spojů 9 %
žáropevných ocelí. Je autorem technického kódu Svařování zařízení a potrubí jaderných elektráren typu VVER
a spoluautorem Technického kódu
pro svařování konstrukcí z termoplastů pro klasické elektrárny a nejadernou část jaderných elektráren.
V roce 1993 jako první v České repub-
lice zorganizoval VŠB v Ostravě kurzy
vyššího svářečského personálu. Rozhodující měrou se zasloužil o založení
a autorizaci České svářečské společnosti ANB v mezinárodních odborných svářečských organizacích EWF
a IIW a o vytvoření mezinárodně autorizovaného systému školení vyššího
svářečského personálu v ČR. V roce
1994 založil Český svářečský ústav
s. r. o. a je jeho dlouholetým ředitelem.
V roce 1997 řešil jako vybraný expert
opravu trhlin na nosných věžích kabelového mostu Ting-Kau Bridge v Honkongu.
Prof. Ing. Jaroslav Koukal, CSc., je
dlouholetým delegátem za Českou republiku v komisi IX IIW a byl dlouholetým členem a místopředsedou redakční rady časopisu Zváranie-Svařování.
V roce 2004 mu byla udělena Pamětní medaile Josefa Čabelky za zásluhy
o rozvoj svařování.
Spolupracovníci, přátelé a kolektiv redakce mu přeje do dalších let mnoho
zdraví, štěstí, spokojenosti a mnoho
dalších úspěchů v jeho tvůrčí práci.
Ing. Drahomír Schwarz, CSc.
Z VÁRANI E-SVAŘOVÁNÍ | 9-10/ 2 0 1 1
Veľtrhy wire a Tube od 26. do 30. marca 2012
opäť spoločne v Düsseldorfe
Trinástykrát prebehnú svetové veľtrhové jednotky wire a Tube spoločne v termíne 26. až 30. marca 2012
v Düsseldorfe a predstavia inovácie
z oblasti priemyslu drôtov, káblov, trubiek a rúr.
V roku 2010 prezentovalo aktuálne
technológie a aplikácie celkom 2 391
vystavovateľov na čistej ploche viac ako
96 000 m2. Do Düsseldorfu sa zišlo pri-
Na cca 11 000 m2 budú predvádzané
stroje a zariadenia na výrobu pružinových a spojovacích prvkov. V halách
15 a 16 si môžete siahnuť na technológie budúcnosti, či už hotovo zmontované alebo v živej prevádzke.
Na posledný veľtrh wire 2010 pricestovalo 1 217 vystavovateľov, aby svoje stroje a zariadenia prezentovali na
čistej ploche 51 823 m2. Špecializovaný veľtrh drôtov a káblov navštívilo
približne 37 000 medzinárodných návštevníkov.
TUBE 2012: INTENZÍVNEJŠÍ
POHĽAD NA TECHNOLÓGIE
PROFILOV
Veľtrh Tube sa ešte viac než v r. 2010
sústredí na svoje kľúčové odbory. Popri výrobe trubiek a rúr vrátane príslušenstva to sú i obchod s trubkami
a rúrami, stroje na ich opracovanie,
tvárniaca technika, zváracia technika a technológia profilov. O stroje na
opracovanie profilov sa zaujímalo cca
10 percent návštevníkov. Po svojej
úspešnej premiére sa tento nový odbor veľtrhu má v r. 2012 prezentovať
ešte intenzívnejšie.
Na veľtrh Tube 2010 prišlo do Düsseldorfu 1 174 vystavovateľov a cca
32 000 odborných návštevníkov, aby
sa na 44 568 m2 informovali o najnovších technológiách a aplikáciách.
Aktuálne informácie pre vystavovateľov, návštevníkov a zástupcov tlače je
možné nájst i v období medzi veľtrhmi na internetových portáloch na adresách www.wire.de a www.Tube.de.
bližne 69 000 odborných návštevníkov,
aby získali informácie, nadviazali nové
obchodné kontakty a zadali konkrétne
zákazky. V roku 2012 sa pri stúpajúcej
konjunktúre očakáva podobne solídny
výsledok ako pred dvoma rokmi.
V OHNISKU VEĽTRHU WIRE
2012: SPOJOVACIA TECHNIKA
A VÝROBA PRUŽÍN
Na Medzinárodnom špecializovanom
veľtrhu drôtov a káblov wire 2012 sa
opäť všetko točí okolo strojov na výrobu drôtov a elektrotechnických resp.
optických káblov vrátane príslušného
obchodu.
Popri týchto tradičných odboroch
sa pozornosť sústredí hlavne na dve
témy: tvárniaca technika v hale 15
a technika na výrobu pružín v hale 16.
Z VÁ R A N I E - SVA Ř OVÁN Í | 9 -1 0 /2 0 1 1
233
Ye a r 2 0 1 1
EWSLETTER
News & Information about the Qualification & Certification System
ISSUE
29
V tomto čísle
Nová smernica 252
Na vzdelávanie
a školenie personálu
Bližšie informácie na str. 2
EWF smernica 652
Požiadavky normy EN 1090-2
Bližšie informácie na str. 2
Prvý WeldCup
Najlepší noví nádejní zvárači
Bližšie informácie na str. 3
EWF ANDROID
Zváračská aplikácia na Android
Bližšie informácie na str. 3
Zoznam
aktualizovaných
smerníc
Revidovaný zoznam smerníc
Bližšie informácie na str. 4
EWF/IIW-IAB Sekretariát
Av. Prof. Cavaco Silva, 33
TagusPark - Apartado 012
P-2741-901 Porto Salvo
PORTUGAL
Tel:(+351) 214211351
Fax:(+351) 214228122
Email: [email protected]
www.ewf.be
www.iiwelding.org
EDITORIÁL S1
EDITORIÁL
Zváranie predstavuje najrozšírenejšiu technológiu,
ktorú využívajú výrobcovia na efektívne spájanie kovov a zliatin a na zvýšenie hodnoty svojich výrobkov.
Väčšinu známych predmetov v modernej spoločnosti
od budov a mostov po vozidlá, počítače a lekárske prístroje nemožno vyrobiť bez použitia zvárania.
Zvárať sa musí dôkladne, aby nemohlo nastať katastrofické zlyhanie konštrukcií a aby sa nevyžadovala
oprava. Havária spôsobí škody osobám a taktiež predstavuje vážne ekonomické straty. Náklady na opravu
neprípustného zvaru môžu byť 5 až 6 krát vyššie ako
náklady na správne zhotovenie prvotného zvaru.
Použitie technológie zvárania prísne regulujú normy,
ktoré sú nevyhnutné na zabezpečenie kvality, spoľahlivosti, flexibility a dostupnosti ako aj zefektívnenie
regulačnej zhody.
Európska zváračská federácia (EWF) je zváračská
organizácia, v ktorej sa kompletujú medzinárodné expertízy z oblasti zvárania a príbuzných technológií. Už
20 rokov táto organizácia sleduje potreby a trendy
priemyslu a vyvíja regulačné dokumenty a mechanizmy výmeny technológií na podporu podnikov, ktoré sa
uchádzajú o zavedenie najosvedčenejších metód a noriem z oblasti zvárania.
Priemysel zahŕňa veľký počet kľúčových používateľov
zváracej techniky ako firmy, univerzity a ostatné organizácie, ktoré dodávajú zariadenia, materiály, procesy
a podporujú služby v oblasti zvárania s rôznorodosťou
potrieb a cieľov, ktorým sa treba venovať.
V priemysle treba zabezpečiť, aby boli zvary bezchybné a vytvoriť praktické metódy, ktorými sa dosiahne
tento výsledok. Na dosiahnutie tohto cieľa je rozhodu-
SMERNICE S2
Automatický zvárací stroj kontroluje nedokonalosti a chyby.
júca potreba talentovaných osôb. Preto budú musieť
výrobcovia prilákať ľudí do sféry zvárania, aby sa zlepšili ich výrobky a ich produktivita. V tejto oblasti musí
zohrať svoju úlohu EWF, lebo vytvára potrebný most
na umožnenie dosiahnutia tohto cieľa prostredníctvom vývoja a podpory implementácie smerníc, ktoré
jednoduchým spôsobom spájajú normy s praxou.
EWF vyvinula úplný systém vzdelávania, kvalifikácie
a certifikácie, ktorý platí pre osoby a firmy na celosvetovej harmonizovanej báze. Systém spočíva na harmonizovaných smerniciach vzdelávania a metodológii
zabezpečenia kvality a bol vyvinutý v rámci celoživotného vzdelávania, ktoré je uznávané na celom svete
a v EN a ISO normách. Najdôležitejšie normy, ktoré sa
priamo alebo nepriamo týkajú systému EWF sú: EN
ISO 14731, EN ISO 3834, EN ISO 14554, EN 1090, EN
12732, EN 15085-2, EN 13445-4, EN ISO 14555, EN ISO
17660, ISO 11745 a ISO 24394. Aj smernice EÚ ako
napr. PED, CPD, SVPD sa odvolávajú na EWF systém
prostredníctvom harmonizovaných noriem.
Na základe komplexnejšieho integrovania na navrhovanie a výrobné cykly výrobkov sa zváranie považuje
za rozhodujúce na zlepšenie nákladov na životný cyklus, kvalitu a spoľahlivosť vyrobeného tovaru. Preto
je čoraz dôležitejšie, aby firmy mali kvalifikovaný personál a EWF systém predstavuje spôsob na dosiahnutie správnej úrovne kvalifikácie v oblasti zvárania.
1. WELD CUP S3
Italo Fernandes
Manažér
ZOZNAM SMERNÍC S4
NEWSLETTER
IIW Smernica IAB 252r1-11
úplne revidovaná na vzdelávanie a školenie personálu
AKCIE
XIV. Zváračská
konferencia
v Kazachstane
5.-6. december, 2011
Karaganda, Kazachstan
Medzinárodná
konferencia
o možnostiach
elektrónového lúča
26.-30. marec, 2012
Aachen, Nemecko
www.dvs-ev.de/iebw2012
Druhá európska
konferencia
JOIN-TRANS 2012
Máj 2012
„Smernicu IIW pre
medzinárodných
zváračských inžinierov, technológov,
špecialistov a praktikov“, jej poslednú
verziu z roku 2007
prepracovávala
špeciálna pracovná
skupina IAB (WGA-2A) od roku 2009.
Na
aktualizáciu
a modernizáciu súčasných kurzov na
najmodernejšiu úroveň a splnenie požiadaviek rýchlo
sa rozvíjajúceho priemyslu sa v poslednom období
použili vstupné informácie z viac ako 10 krajín.
V súčasnosti má smernica naďalej rovnakú štruktúru,
avšak obsahuje viaceré výklady pre moderné technológie ako napr. laserové, lúčové alebo robotické
zváranie. V študijnom programe sú prepracované
novovyvinuté materiály pre automobilový priemysel
a elektrárne. Zmenilo sa aj trvanie kurzov napr. pre
inžinierov (+1 %), pre technológov (+7 %), pre špecialistov (+7 %) a pre praktikov (+4 %).
Podmienky prístupu ku všetkým kurzom sa lepšie
zharmonizovali z medzinárodného hľadiska, aktualizoval sa zoznam noriem, zaviedla sa možnosť využitia súčasných „virtuálnych trenažérov“ v praktickej
časti kurzu a dosiahla sa harmonizácia „predpokladaných výsledkov“ na všetkých úrovniach. V študijnom
programe sa dodatočne optimalizovali mnohé podrobné údaje.
Odteraz a po celé obdobie do ďalšej aktualizácie
môže túto modernizovanú smernicu využívať viac
ako 100 osvedčených vzdelávacích miest (ATB) vo
všetkých 42 členských krajinách v rámci IIW-IAB
medzinárodného systému vzdelávania, školenia
a osvedčovania.
Christian Ahrens
Predseda pracovnej skupiny A-2A
8.-9. máj, 2012
Halle, Nemecko
www.jointrans.eu
Eurojoin 8,
Máj 2012
24.-26. máj, 2012
Pula, Chorvátsko
www.fsb.unizg.hr
EWF Smernica EWF 652r1-11
Špecializované poznatky pre personál zodpovedný
za koordináciu zvárania na dodržiavanie normy EN 1090-2
EWF
Smernica
„Špecializované poznatky pre personál zodpovedný za
koordináciu zvárania na dodržiavanie
normy EN 1090-2“
má za cieľ podporovať predovšetkým malé a stredné kovospracujúce
firmy.
Táto smernica sa
vypracovala s nasledovným zameraním:
1. pokrýva zodpovedných koordinátorov zvárania
na výkon tried EXC1 a 2, pre základnú a špecifickú
úroveň technických poznatkov,
2. platí pre starších kandidátov, ktorí si rozvinuli
svoju kvalifikáciu a vedomosti na základe svojej
profesionálnej činnosti,
3. je rozdelená na dve časti, jedna z nich sa týka
technológie zvárania a druhá sa týka implementácie noriem EN 1090-2 a EN ISO 3834,
4. znížila počet vyučovacích hodín kurzov vzhľadom
na to, že starší kandidáti musia mať určitú úroveň
vedomostí.
Nová EWF smernica nenahrádza základné kvalifikácie EWF (napr. európsky zváračský inžinier, technológ a špecialista), ale pretože bola navrhnutá na
pokrytie tried EXC1 a 2 a bola špeciálne navrhnutá
pre staršie osoby, znížil sa počet vyučovacích hodín.
Toto pomôže malým a stredným firmám, ktoré majú
starších pracovníkov v oblasti zvárania vo svojom
kolektíve, ktorí predtým nemali možnosť získať oficiálnu kvalifikáciu v oblasti zvárania, tým, že sa im
na splnenie požiadaviek normy EN 1090 poskytne
európska uznávaná kvalifikácia efektívnym ekonomickým spôsobom.
Na získanie podrobnejších informácií treba kontaktovať člena EWF v príslušnej krajine. Kontakty možno
získať na webovej stránke EWF (www.ewf.be).
ISSUE
28
Prvý WELDCUP v Essene v roku 2013
výber najsľubnejších zváračov
V roku 2013 sa predstavia „Mladí zvárači“
na medzinárodnom
veľtrhu Schweissen
und Schneiden v Essene. Z tohto hľadiska sa doplní národná
súťaž DVS o medzinárodných postupujúcich mladých zvá9. národná súťaž DSV „Mladí zvárači“ počas Kongresu DSV 2011
račov: účastníci z 13 v Hamburgu. 51 maldých zváračov od 16 do 23 rokov súťažilo
európskych
krajín navzájom pred medzinárodným publikom
budú navzájom súťažiť v prvej súťaži WELDCUP. Potom bude nasledovať súťaž medzi
Európou a Čínou. Túto medzinárodnú súťaž DVS podporí Európska federácia pre zváranie, spájanie a rezanie (EWF) a EWA – Európska zváračská asociácia (EWA).
2. cena pre
najlepšieho zodpovedného
koordinátora zvárania v Európe
EWF druhýkrát udelí cenu najlepšiemu európskemu zodpovednému
koordinátorovi zvárania. Cena sa udelí osobe, ktorá má kvalifikáciu
I/EWE a ktorá významne prispela k využívaniu novej technológie zvárania/spájania vo firme a/alebo zlepšila efektívnosť systémov vo výrobe
zváraných konštrukcií.
Cena bude udelená na konferencii Eurojoin 8 v Pule, Chorvátsko.
Prvé prípravné stretnutie na realizáciu súťaže WELDCUP 2013
„Mladí zvárači“ sa uskutočnilo 27. septembra 2011 v Hamburgu.
Odsúhlasili sa viaceré akcie medzi európskymi účastníkmi, Švajčiarskom, Českou republikou, Rumunskom, Srbskom, Tureckom,
Holandskom, Veľkou Britániou, Belgickom, Rakúskom, Maďarskom
a Španielskom ako aj medzinárodným účastníkom Čínou.
Nasledujúce stretnutie sa uskutoční v Oeiras – Portugalsku počas
zasadania EWF v novembri 2011, na ktorom sa odsúhlasia pravidlá
súťaže WELDCUP na európskej a medzinárodnej úrovni.
Stránka FACEBOOK EWF
Blahoželáme stránke
Facebook EWF!
Stránka Facebook EWF má jeden rok. V tomto období zaznamenala kladnú reakciu a sústavný nárast so spätnou väzbou jej používateľov.
Aplikácia EWF
smart phone
Od júna 2011 EWF začala vyvíjať aplikácie smart phone s využitím
programu Google Android.
Prvá z týchto aplikácií zváračský kalkulátor objemu tupých a kútových zvarov prechádza beta testovaním programu.
Nárast používateľov a ich reakcií má stúpajúci trend. 1. týždenný 2. mesačný prehľad návštevnosti.
Pravidelne sa aktualizuje prostredníctvom noviniek z oblasti priemyslu, vývoja projektov a interných informácií EWF.
Pripojte sa na náš Facebook:
www.facebook.com/europeanweldingfederation
Obrázky nových EWF smartfónových aplikácií. Welding calculator na výpočet objemu zvaru pre tupý
a kútový zvar
Po fáze beta testovania programu sa sprístupní verejná verzia širokej
verejnosti.
Táto aplikácia bude k dispozícii na stiahnutie prostredníctvom androidového trhu (https://market.android.com) a z webovej stránky
EWF (www.ewf.be)
NEWSLETTER
EWF a IIW systém osvedčovania
personálu
Špeciálne kurzy EWF
IAB-252r1-11: Európski/Medzinárodní zváračskí inžinieri, technológovia, špecialisti a praktici – personál s kvalifikáciou na koordináciu zvárania – E/IWE, E/IWT, E/IWS, E/IWP
EWF-494-01: Laserové zváranie (prebieha revízia)
IAB-041r3-08: Európsky/Medzinárodný zváračský inšpekčný
EWF-530-01: Robotické zváranie (prebieha revízia)
personál – E/IWP
IAB-089-2003: Európsky/Medzinárodný zvárač – E/IW
IAB-201r1-10: Medzinárodný projektant zváraných konštrukcií
– IWSD
IAB-195r1-07: Smernica na implementáciu a rozvoj diaľkového
štúdia
EWF-570-01: Zvárač – potápač na ručné oblúkové zváranie (ROZ)
EWF-544-01: Zváranie výstužných prútov
EWF-623r1-04: Chyby zvarov pre pracovníkov nedeštruktívneho skúšania
EWF-627-07: Pracovníci zodpovední za makroskopickú a mikroskopickú metalografickú kontrolu konštrukčných materiálov
a ich spojov pripravených/zhotovených zváraním a príbuznými
technikami
EWF-628r1-10: Pracovníci zodpovední za tepelné spracovanie
EWF Smernice pre systém
osvedčovania personálu
zvarových spojov
EWF-652r1-11: Špecializované vedomosti pre personál zodpovedný za koordináciu zvárania v súlade s normou EN 1090-2
(nová)
štrukcií
EWF-515r1-10: Európsky lepič – EAB
EWF-516r1-10: Európsky špecialista – lepič – EAS
EWF-515-01: Európsky inžinier – lepič – EAE
EWF-640-07: Rizikový manažment vo výrobe zváraných kon-
Európska federácia
pre zváranie,
spájanie a rezanie
a
Chorvátska zváračská
spoločnosť
vás pozývajú na konferenciu
EWF-525-01: Európski zváračskí špecialisti na odporové
zváranie – EWS-RW
EWF-621-06: Európsky zváračský praktik na odporové
zváranie – EWP-RW
EUROJOIN 8
EWF-459r1-06: Európski špecialisti na tepelné striekanie – ETSS
EWF-507r1-06: Európsky tepelný striekač – ETS
EWF-592-01: Európsky praktik na tepelné striekanie – ETSP
ktorá sa koná 24. – 26. mája 2012
v Pule, Chorvátsko
Bližšie informácie o konferencii EUROJOIN 8 získate:
Croatian Welding Society, Ivana Lučiča 1, 10 000 Zagreb, Chorvátsko
Tel.: ++ 385 1 6168 597; 6157 108 / Fax: ++385 1 6157 108
E-mail: [email protected]
www.fsb.hr/hdtz
NEWSLETTER
EWF PROJEKTY
BLÍŽIACI SA KONIEC PROJEKTOV
EU-JOINTRAINING
Implementácia smerníc na školenia
v oblasti spájania
Harmonized system of training and qualification
Projekt EU-JOINTRAINING bol zameraný na zdokonalenie kvalifikácie personálu na zváranie plastov
na základe aktualizácie spoločnej
smernice školenia.
Výsledkom projektu bola revízia smernice v súlade so súčasným stavom vývoja zvárania plastov spolu s pomocným materiálom, ktorý treba používať v reálnom kurze.
Skúšobné kurzy sa majú konať v Taliansku a Rumunsku na
základe tejto revidovanej smernice. Následne účastníci získajú
diplom EU-JOINTRAINING.
Predpokladáme, že sa revidovaná smernica predloží príslušnému Technickému výboru EWF na posúdenie jej obsahu
a rozhodnutiu o jej oficiálnom uznaní ako súčasti harmonizovaného systému školenia EWF.
Webová stránka: www.eu-jointraining.com/
DISTOOLWELD
Zdokonalenie diaľkového vzdelávania
Projekt DISTOOLWELD, ktorý vstupuje do svojej záverečnej fázy vývoja, sa ukončí vo
februári 2012. Vtedy bude vyvinutý záverečný multimediálny
nástroj na diaľkové vzdelávanie a preložený do portugalského, poľského, talianskeho a rumunského jazyka.
Webová stránka: www.ewf.be/distoolweld
QWS ISO 3834
Norma o kvalite zvárania EN ISO 3834
Podľa plánu sa má norma o kvalite zvárania QWS ISO 3834
ukončiť v decembri 2011. Hlavným cieľom projektu je zvýšenie informovanosti o význame
zhody s EN normou ISO 3834, ktorá reguluje normy o kvalite
pre pracovníkov na všetkých stupňoch zváračských činností.
Quality Welding Standard EN-ISO 3834
V rámci projektu sa pre pracovníkov a firmy vypracujú príručky, ktoré opisujú hlavné požiadavky potrebné na zhodu s normou EN ISO 3834. Príručky budú preložené do všetkých partnerských jazykov (španielsky, portugalský, bulharský, poľský
a rumunský jazyk) na umožnenie harmonizovaného prístupu
ku zhode s požiadavkami normy.
Webová stránka: www.qws3834.com
VIRTWELD
Implementácia virtuálnej technológie
Podľa plánu sa má projekt
VIRTWELD ukončiť v januári 2012.
Jeho implementácia umožňuje široký rámec na podporu využívania virtuálneho zváracieho zariadenia na školenie zváračského personálu.
Projekt sa ukončí súborom odporúčaní o spôsobe zahrnutia
virtuálnych vyučovacích hodín v rámci školenia EWF.
Webová stránka: www.virtweld.com
V POLOVIČNEJ FÁZE
INNOVJOIN
Inovácia diaľkových vzdelávacích kurzov
Uzatvára sa prvý rok fungovania
projektu. Ukončí sa na záver roku
2012 s novým nástrojom diaľkového vzdelávania v oblasti zvárania v
Bulharsku, Španielsku, Slovenskej republike a Turecku.
Webová stránka: www.innovjoin.com
B-PROF
Uznanie neformálneho školenia vo zváraní
Projekt Grundtvik vstúpi do svojej najaktívnejšej fázy v druhom roku. Partneri
usilovne pracujú na podkladoch pre vývoj
a implementáciu systému uznávania kompetencií pre starších pracovníkov v oblasti zvárania v priebehu
roku 2012.
Webová stránka: www.bprof.net
ACCESSWELD
Zdokonalenie dostupnosti školiacich kurzov
v príbuzných oblastiach zvárania
Tento projekt je v plnom prúde a vstupuje do
svojho druhého roku realizácie.
Plán hlavného produktu projektu – počítačová hra na základe profesie – zváranie sa blíži
ku koncu a na začiatku roku 2012 sa očakáva
prvotná verzia hry. Predpokladá sa taktiež implementácia metódy rozšírenia projektu do stredných škôl v
partnerských krajinách – Poľsku, Rumunsku, Maďarsku a Portugalsku.
Webová stránka: www.accessweld.net
NEWSLETTER
EWF PROJEKTY
LLP PROGRAM CELOŽIVOTNÉHO VZDELÁVANIA
KOORDINÁTOROV ZVÁRANIA
V súčasnosti predstavuje vzdelávanie a školenie najdôležitejšiu úlohu v Európskej Únii. Predpokladáme, že všetci
občania Európy môžu mať plnohodnotný sociálny, ekonomický a politický život. Celoživotné vzdelávanie je nevyhnutné pre ľudí v každom veku a prináša výhody nielen
im, ale aj celej spoločnosti. Vzdelávanie a školenie sa musí
poskytovať všetkým občanom od útleho veku a v priebehu celého života pri zohľadnení ich profesií a osobných
potrieb.
Celoživotné vzdelávanie zahŕňa formálne aj neformálne
vzdelávanie na náhodnej aj nepretržitej báze. Nastáva v rôznych situáciách štúdia, prebieha od útleho detstva až do konca života s cieľom zdokonaľovania individuálnych poznatkov
a zručností. Štúdium je pestrý proces na získanie charakteristických čŕt, hodnôt a postojov voči sebe samému a celej
spoločnosti.
Poskytnutie trvalého vzdelávania je nevyhnutnou podmienkou na dosiahnutie týchto cieľov. Takto sa zriadilo konzorcium troch partnerov – IZV – Zváračského ústavu z Ľubľany,
VÚZ – PI SR – Výskumného ústavu zváračského – Priemysel-
ného inštitútu SR z Bratislavy a EWF – Európskej federácie
pre zváranie, spájanie a rezanie z Lisabonu.
Dvojročný projekt pod názvom Certifikácia koordinátorov
zvárania z hľadiska celoživotného vzdelávania navrhuje systém celoživotného vzdelávania koordinátorov zvárania na základe seminárov, ktoré uskutočnia zváračské ústavy v zúčastnených krajinách. Minimálne jeden seminár ročne sa ponúkne
účastníkom na zachovanie ich aktualizovaných vedomostí vo
funkcii koordinátorov zvárania v súlade so súčasnými technológiami zvárania a príslušnými normami. Témy môžu zahŕňať:
normy na výrobky, ktoré sa týkajú zvárania, nové materiály,
metódy nedeštruktívneho skúšania, nové technológie zvárania, normy, zvariteľnosť, korózia a stanovené postupy zvárania (WPS).
Tento predložený systém celoživotného vzdelávania koordinátorov zvárania, ktorý bol navrhnutý a realizuje sa v Slovinsku, dodržiava smernicu EWF PROGRAMU PRE SEMINÁRE
(návrh EWF-649-09 – december 2009). Okrem osvedčenia
o účasti získajú účastníci dodatočné poznatky na zdokonalenie výkonu svojich pracovných činností.
VÝZVA PRE NÁVRHY NA ROK 2012 JE OTVORENÁ!
VAŠE NÁPADY SÚ DÔLEŽITÉ!
Výzva na predkladanie návrhov do programu celoživotného vzdelávania pre rok
2012 je otvorená do 2. februára 2012.
Pre tento rok sa konečný termín posunul o jeden mesiac v porovnaní s minulým rokom, takže upozorňujeme záujemcov o predkladanie návrhov na túto zmenu.
Tak ako doposiaľ EWF bude aktívne hľadať dobré návrhy, ktoré predloží do tejto výzvy.
Vzhľadom na zvyšujúce sa finančné problémy v celej Európe a obmedzenia financovania sa môže stať, že bude schválený
menší počet návrhov. Z tohto dôvodu treba predkladať silné projekty s jasnou pridanou hodnotou a kladným dopadom
pre všetkých.
Nápady a ohlas členov sú nevyhnutné pre dobrú realizáciu EWF v tejto výzve!
Vzdelávanie a certifikácia personálu
vo VÚZ – PI SR
Divízia vzdelávania zabezpečuje:
Kurzy vyššieho zváračského personálu
Kurzy zvárania a spájkovania kovov
Kurzy zvárania plastov
Kurzy nedeštruktívneho skúšania
Certifikačný orgán pre certifikáciu
personálu zabezpečuje:
Certifikáciu personálu v oblasti zvárania
Certifikáciu personálu pre nedeštruktívne zváranie
Autorizovaný národný orgán – ANB zabezpečuje:
Kvalifikáciu personálu v oblasti zvárania
Osvedčovanie vzdelávacích miest – ATB
Vydávanie európskych diplomov EWF
Vydávanie medzinárodných diplomov IIW
Vydávanie európskych certifikátov
Račianska 71, 832 59 Bratislava 3
tel.: +421/2/49 246 279/546
fax: +421/2/49 246 276/335
e-mail: [email protected]
[email protected]
www.vuz.sk
Download

Rakúsko opäť bližšie - Výskumný Ústav zváračský