V i s o k a š k o l a t e h n i č k i h s t r u k o v n i h s t u d i j a
S E M I N A R S K I R A D
I S P I T I V A N J E Z A V A R E N I H S P O J E V A
M E T O D A M A B E Z R A Z A R A N J A
( M B R )
V i s o k a š k o l a t e h n i č k i h s t r u k o v n i h s t u d i j a
U V O D
Z a v a r i v a n j e j e p r o c e s i z r a d e n e r a z d v o j i v o g s p o j a u s p o s t a v l j a n j e m m e đ u a t o m s k i h v e z a
i z m e đ u d e l o v a k o j i s e z a v a r u j u , p r i k o m e s e p o j e d i n a č n o i l i k o m b i n o v a n o k o r i s t i t o p l o t n a i
m e h a n i č k a e n e r g i j a , a p o p o t r e b i i d o d a t n i m a t e r i j a l . P o s t u p c i z a v a r i v a n j a , k o j i s e n a j č e š ć e k o r i s t e u
p r a k s i , z a s n o v a n i s u n a l o k a l n o m z a g r e v a n j u m a t e r i j a l a i z n a d t e m p e r a t u r e t o p l j e n j a , k a d a z a v a r e n i
s p o j n a s t a j e o č v r š ć a v a n j e m ( e l e k t r o l u č n o ) , i l i n a l o k a l n o m z a g r e v a n j u m a t e r i j a l a d o t e m p e r a t u r e
t o p l j e n j a , k a d a z a v a r e n i s p o j n a s t a j e u z d o d a t n o d e l o v a n j e p r i t i s k a ( e l e k t r o o t p o r n o ) . Z a v a r i v a n j e m
j e m o g u ć e s p a j a n j e m e t a l a s a m e t a l o m , n e m e t a l a s a n e m e t a l o m i m e t a l a s a n e m e t a l o m , a l i s e u
p r a k t i č n o m s m i s l u p o d r a z u m e v a s p a j a n j e m e t a l a s a m e t a l o m .
Z a v a r i v a n j e j e j e d a n o d n a j v a ž n i j i h t e h n o l o š k i h p r o c e s a u s a v r e m e n o j i n d u s t r i j i , p o s e b n o u
m a š i n o g r a d n j i , g r a đ e v i n a r s t v u , b r o d o g r a d n j i i p r o c e s n o j i n d u s t r i j i . N a j č e š ć a p r i m e n a z a v a r i v a n j a j e
z a i z r a d u n o s e ć i h m e t a l n i h k o n s t r u k c i j a , s p a j a n j e m p o j e d i n i h d e l o v a l i m o v a i p r o f i l a , z a i z r a d u
p r o c e s n e o p r e m e p o s u d a i c e v o v o d a p o d p r i t i s k o m , i z a p o p r a v k u p o l o m l j e n i h i l i i s t r o š e n i h
m e t a l n i h d e l o v a . I z r a d a o d g o v o r n i h k o n s t r u k c i j a s l o ž e n i j e g o b l i k a j e m o g u ć a i z a k i v a n j e m i
l i v e n j e m , a l i s e p r i m e n o m z a v a r i v a n j a o s t v a r u j u v i š e s t r u k e p r e d n o s t i .
T e š k o ć e k o j e s e j a v l j a j u p r i i z r a d i z a v a r e n i h k o n s t r u k c i j a s u p r v e n s t v e n o p o s l e d i c a p r i m e n e
t o p l o t n e e n e r g i j e , o d n o s n o t e r m o - d e f o r m a c i o n o g c i k l u s a z a v a r e n o g s p o j a . M e đ u t i m , t e h n o l o g i j e
s p a j a n j a m a t e r i j a l a k o d k o j i h s e t o p l o t n a e n e r g i j a n e k o r i s t i i l i s e k o r i s t i u m a n j o j m e r i ( z a v a r i v a n j e
p r i t i s k o m i l i k o m b i n a c i j o m p r i t i s k a i t o p l o t e , l e m l j e n j e i l e p l j e n j e ) n e d a j u s p o j e v e d o v o l j n e
č v r s t o ć e z a p r i m e n u u o d g o v o r n i m k o n s t r u k c i j a m a , i l i s u s u v i š e s k u p e , p a s e k o r i s t e s a m o u
s p e c i f i č n i m k o n s t r u k c i j a m a . S t o g a s e , z a i z r a d u o d g o v o r n i h k o n s t r u k c i j a k o r i s t i z a v a r i v a n j e
t o p l j e n j e m , p r i č e m u s e p o s e b n o v o d i r a č u n a o p o n a š a n j u m a t e r i j a l a t o k o m t e r m o - d e f o r m a c i o n o g
c i k l u s a .
I s t o r i j s k i p o s m a t r a n o , n e k i p o s t u p c i z a v a r i v a n j a s u s t a r i k o l i k o i o t k r i ć e m e t a l a , k a o n p r .
k o v a č k o z a v a r i v a n j e g v o ž đ a . M e đ u t i m , r a z v o j s a v r e m e n i h p o s t u p a k a z a v a r i v a n j a p o č i n j e k r a j e m
X I X v e k a , a n j i h o v a z n a č a j n a p r i m e n a s r e d i n o m X X v e k a .
P r v i u s p e š n i p o k u š a j i e l e k t r o l u č n o g z a v a r i v a n j a n e t o p l j i v o m g r a f i t n o m e l e k t r o d o m s u b i l i
1 8 8 1 . g o d i n e u F r a n c u s k o j ( D e m e r i t o n – s p a j a n j e o l o v n i h a k u m u l a t o r s k i h p l o č a ) i 1 8 8 2 . g o d i n e u
R u s i j i ( B e n a r d o s – z a v a r i v a n j e č e l i k a s t r u j o m i z a k u m u l a t o r a ) . P r i m e n a B e n a r d o s - o v o g p o s t u p k a j e
o s t a l a n a n i v o u o g r a n i č e n e r e p a r a t u r e i n a v a r i v a n j a z b o g d v a p r o b l e m a : p r v i , z b o g p r i s u s t v a č e s t i c a
u g l j e n i k a o d d e l i m i č n o i s t o p l j e n e g r a f i t n e e l e k t r o d e , u s l e d č e g a s e d o b i j a o t v r d i k r t s p o j , i d r u g i ,
z b o g a p s o r p c i j e g a s o v a ( p r v e n s t v e n o k i s e o n i k a i a z o t a i z v a z d u h a ) , š t o j e n e p o v o l j n o u t i c a l o n a
k v a l i t e t s p o j a .
V i s o k a š k o l a t e h n i č k i h s t r u k o v n i h s t u d i j a Č a č a k
4
P O D E L A P O S T U P K A Z A V A R I V A N J A
Z a v a r i v a n j e t o p l j e n j e m
- z a v a r i v a n j e m a t e r i j a l a u r a s t a l j e n o m s t a n j u n a m e s t u s p o j a , u z
d o d a t n i m a t e r i j a l i l i b e z n j e g a .
P l i n s k o z a v a r i v a n j e
-
E l e k t r o l u č n o z a v a r i v a n j e
Z a v a r i v a n j e p r i t i s k o m -
z a v a r i v a n j e m a t e r i j a l a u č v r s t o m i l i
o m e k š a n o m
s t a n j u n a m e s t u
s p o j a s p o m o ć u p r i t i s k a i l i u d a r c a .
K o v a č k o z a v a r i v a n j e
E l e k t r o o t p o r n o z a v a r i v a n j e
P O D E L A P O S T U P A K A Z A V A R I V A N J A
Z a v a r i v a n j e t o p l j e n j e m
Z a v a r i v a n j e p r i t i s k o m
- E l e k r o l u č n o
- E P T E l e k t r o p o d t r o s k o m
- E l e k t r o n s k i m m l a z o m
- L j e v a č k o
- L a s e r o m
- P l a z m o m
- E l e k t r o l u č n o
- P l i n s k o :
- K i s e o n i k - a c e t i l e n
- K i s e o n i k - p r o p a n
- K i s e o n i k - v o d i k
- K o v a č k o
- P l i n s k o
- D i f u z i j o n o
- H l a d n o
- E l e k t r o o t p o r n o
- E k s p l o z i j o m
- T r e n j e m
- M P L - M a g n e t p o k r e t n i m l u k o m
- V F - v i s o k o f r e k v e n t o m s t r u j o m
- E l e k t r o l u č n o s v o r n j a k a
- I n f r a c r v e n i m z r a č e n j e m
T a b e l a 1 . P o d e l a p o s t u p k a z a v a r i v a n j a
V i s o k a š k o l a t e h n i č k i h s t r u k o v n i h s t u d i j a Č a č a k
5
G R E Š K E U Z A V A R E N I M S P O J E V I M A
G r e š k e u z a v a r e n i m s p o j e v i m a k o j e n a s t a j u u i z r a d i m o g u s e p o d e l i t i s o b z i r o m n a :
• U z r o k n a s t a j a n j a g r e š a k a : k o n s t r u k c i o n e g r e š k e , m e t a l u r š k e g r e š k e i t e h n o l o š k e g r e š k e ;
• V r s t e g r e š a k a : g a s n i u k l j u č c i , u k l j u č c i u č v r s t o m s t a n j u , n a l e p l j i v a n j e , n e d o s t a t a k p r o v a r a m a ,
p u k o t i n e i g r e š k e o b l i k a i d i m e n z i j a ;
• G r e š k e p o l o ž a j a : u n u t r a š n j e g r e š k e , p o v r š i n s k e i p o d p o v r š i n s k e g r e š k e i g r e š k e p o c e l o m p r e s e k u ;
• G r e š k e p o o b l i k u : k o m p a k t n e g r e š k e , i z d u ž e n e g r e š k e , o š t r e g r e š k e ( j a k o i z r a ž e n o z a r e z n o
d e l o v a n j a ) , z a o b l j e n e g r e š k e ( m a n j e i z r a ž e n o z a r e z n o d e l o v a n j e ) , r a v a n s k e g r e š k e ( m o ž e s e
z a n e m a r i t i t r e ć a d i m e n z i j a g r e š k e ) i p r o s t o r n e g r e š k e ( u z i m a j u s e u o b z i r s v e t r i d i m e n z i j e g r e š k e ) ;
• G r e š k e p o v e l i č i n i : m a l e g r e š k e , g r e š k e s r e d n j e v e l i č i n e i v e l i k e g r e š k e ;
• G r e š k e p o b r o j n o s t i : p o j e d i n a č n e g r e š k e , u č e s t a l e g r e š k e i g n e z d o g r e š a k a .
P r e m a A m e r i č k o m u d r u ž e n j u i n ž e n j e r a m a š i n s t v a ( A S M E ) , u d e o p o j e d i n i h g r e š a k a j e s l i e d e ć i : 4 1 %
s e o d n o s i n a u s l o v e r a d a ( t e h n o l o š k e g r e š k e ) , 3 2 % s e o d n o s i n a g r e š k u z a v a r i v a č a , 1 2 % s e o d n o s i n a
p o g r e š n i p o s t u p a k z a v a r i v a n j a , 1 0 % n a p o g r e š n e e l e k t r o d e i 5 % n a l o š u p r i p r e m u z a v a r e n o g s p o j a
( l o š a o b r a d a s l o t a z a z a v a r i v a n j e ) .
K o n s t r u k c i o n e g r e š k e
K o n s t r u k c i o n e g r e š k e n a s t a j u z b o g l o š e g k o n s t r u k c i j s k o g o b l i k o v a n j a z a v a r e n e k o n s t r u k c i j e ( n p r .
z a v a r i v a n j e u n e p r i s t u p a č n o m i s k u č e n o m p r o s t o r u , l o š e o b l i k o v a n j e d e t a l j a n a z a v a r e n o j
k o n s t r u k c i j i s a s t a n o v i š t a d i n a m i č k e i z d r ž l j i v o s t i , i d r u g o ) .
M e t a l u r š k e g r e š k e
G r e š k e o v o g t i p a m o g u b i t i r a z l i č i t e v r s t e p u k o t i n a , p o r e , u k l j u č c i , t r o s k a , p r e v i š e z a k a l j e n a
s t r u k t u r a i d r .
T e h n o l o š k e g r e š k e
D a b i s e o s i g u r a l o s p r o v o đ e n j e p r o p i s a n e t e h n o l o g i j e z a v a r i v a n j a k o d o d g o v o r n i j i h z a v a r e n i h
k o n s t r u k c i j a , č e s t o p u t a j e p o t r e b a n n a d z o r ( i n t e r n i i / i l i e k s t e r n i ) i p r a ć e n j e k a k o s t a b i l n o s t i p o s t u p k a
z a v a r i v a n j a , t a k o i k v a l i t e t e r a d a p o j e d i n i h z a v a r i v a č a i p o g o n a .
V i s o k a š k o l a t e h n i č k i h s t r u k o v n i h s t u d i j a Č a č a k
7
S l i k a 1 . T r i o s n o v n a u z r o k a z a n a s t a j a n j e h l a d n i h g r e š a k a
T o p l e p u k o t i n e
T o p l e
p u k o t i n e
n a s t a j u
p r i k r i s t a l i z a c i j i i h l a đ e n j u z a v a r e n o g s p o j a n a r e l a t i v n o v i s o k i m
t e m p e r a t u r a m a ( n p r . k o d č e l i k a o d t e m p e r a t u r e k r i s t a l i z a c i j e d o p r i b l i ž n o 9 0 0 ° C ) , o d n o s n o
t e m p e r a t u r a s t v r d n j a v a n j a m o g u ć i h p r i s u t n i h n e č i s t o ć a u z a v a r e n o m s p o j u , a k o j e s u u u s l o v i m a
n a p r e z a n j a z b o g h l a đ e n j a z a v a r e n o g s p o j a o s n o v n i u z r o k n a s t a j a n j a t o p l i h p u k o t i n a . O v e p u k o t i n e
m o g u n a s t a t i u z o n i u t i c a j a t o p l o t e , a l i i s t o t a k o i u z o n i t o p l j e n j a z a v a r e n o g s p o j a . Z a r a z l i k u o d
h l a d n i h p u k o t i n a g d e j e p r e l o m n a p o v r š i n a s v e t l i j a , k o d t o p l i h p u k o t i n a p r e l o m n a p o v r š i n a j e t a m n a
( z b o g o k s i d a c i j e p o v r š i n e p u k o t i n e n a v i s o k i m t e m p e r a t u r a m a ) . P o s t o j e d v a o s n o v n e t i p a t o p l i h
p u k o t i n a : k r i s t a l i z a c i o n e i p o d s o l i d u s n e ( l i k v a c i j s k e ) p u k o t i n e
.
N e z a v i s n o o d v a j a n j e i l i s l o j e v i t o k i d a n j e
N e z a v i s n o o d v a j a n j e i l i s l o j e v i t o k i d a n j e n a s t a j e u z o n i u t i c a j a t o p l o t e i o b i č n o s e d a l j e š i r i n a
o s n o v n i m a t e r i j a l , a p o s l e d i c a j e p o s t o j a n j a n e h o m o g e n o s t i u o s n o v n o m m a t e r i j a l u i d e l o v a n j a
n a p r e z a n j a z b o g t o p l o t e u n e š e n e z a v a r i v a n j e m . N e z a v i s n o o d v a j a n j e m o ž e n a s t a t i i k o d d e b l j i h , a l i
i s t o t a k o i k o d t a n j i h l i m o v a k o j i i m a j u s t r u k t u r n e n e h o m o g e n o s t i . T e s u n e h o m o g e n o s t i v a l j a n j e m
d o s p e l e u s r e d i n i l i m a , a k o d d e l o v a n j a n a p r e z a n j a ( v e r t i k a l n o n a s m e r r a s p r o s t i r a n j a n e č i s t o ć a ) u s l e d
h l a đ e n j a i s k u p l j a n j a z a v a r e n o g s p o j a i m a t e r i j a l a u p o d r u č j u u t i c a j a , d o l a z i d o s l o j e v i t o g k i d a n j a .
O v e s e p u k o t i n e m o g u p o j a v i t i k o d n e u m i r e n i h i p o l u u m i r e n i h č e l i k a . P r i s u s t v o n e h o m o g e n o s t i
m o ž e s e p o k a z a t i . A k o s e z n a d a p o s t o j i s k l o n o s t o s n o v n o g m a t e r i j a l a p r e m a l a m e l a r n o m o d v a j a n j u i
a k o n e p o s t o j i m o g u ć n o s t z a m e n e o d g o v a r a j u ć i m m a t e r i j a l o m k o j i n e m a s k l o n o s t p r e m a l a m e l a r n o m
