Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Τα Τεχνικά Προβλήματα και ο Έλεγχος των Ηλεκτροσυγκολλήσεων (σελ. 234-235) – ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Τα Τεχνικά Προβλήματα και ο Έλεγχος των Ηλεκτροσυγκολλήσεων (σελ. 234-235) – ΣΥΓΚΟΛΛΗΣΕΙΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Τα Τεχνικά Προβλήματα και ο Έλεγχος των Ηλεκτροσυγκολλήσεων

Λύσεις στις 37 ερωτήσεις του κεφαλαίου 7: την προετοιμασία των άκρων και τις τεχνικές έναυσης του τόξου, τις παραμέτρους της ηλεκτροσυγκόλλησης και τη διάγνωση σφαλμάτων από την εμφάνιση της ραφής, τα τεχνικά προβλήματα λόγω κατασκευής των μετάλλων και λόγω τεχνικής εκτέλεσης, το φύσημα του τόξου (μαγνητικό/θερμικό) και τους τρόπους αντιμετώπισής του, τις τεχνικές αποφυγής θερμικών παραμορφώσεων, τα τρία είδη ρηγματώσεων και ιδίως τον καθοριστικό ρόλο του υδρογόνου, την προθέρμανση, καθώς και τον ποιοτικό έλεγχο (οπτική επιθεώρηση, μη καταστρεπτικές και καταστρεπτικές δοκιμές, ποιότητες GRADE I/II). Περιλαμβάνονται και οι δεκαπέντε ερωτήσεις κρίσεως, με σενάρια πρακτικής εφαρμογής της θεωρίας (κατάταξη πόρων σε GRADE, αντιμετώπιση φυσήματος τόξου, αναμονή πριν τον ποιοτικό έλεγχο κ.ά.).

Προετοιμασία άκρων λαμαρινών μέχρι 5 mm

Ερώτηση: Πώς προετοιμάζονται τα προς συγκόλληση άκρα, όταν οι λαμαρίνες είναι μέχρι 5 mm;

Απάντηση:

§7-1. «Υπάρχουν τέσσερις τρόποι για να έρθουν σε επαφή τα προς συγκόλληση ελάσματα, χωρίς να γίνεται διαμόρφωση των άκρων τους... Όταν η ηλεκτροσυγκόλληση γίνεται μόνο από τη μία πλευρά, οι τρόποι αυτοί μπορούν να εφαρμοστούν σε λαμαρίνες πάχους μέχρι 5 mm. Αν τα ελάσματα είναι μέχρι 10 mm, μπορεί να γίνεται ηλεκτροσυγκόλληση και από τις δύο πλευρές.»

Σύνοψη: Για λαμαρίνες πάχους μέχρι 5 mm δεν απαιτείται διαμόρφωση (φαλτσογώνιση) των άκρων· υπάρχουν τέσσερις τρόποι επαφής των ελασμάτων χωρίς διαμόρφωση, όπως φαίνονται στο σχήμα (7.1) του βιβλίου. Αν η ηλεκτροσυγκόλληση γίνεται μόνο από τη μία πλευρά, αυτοί οι τρόποι εφαρμόζονται μέχρι πάχος 5 mm· αν τα ελάσματα φτάνουν τα 10 mm, μπορεί να γίνει ηλεκτροσυγκόλληση και από τις δύο πλευρές, πάντα χωρίς διαμόρφωση. Πριν τη συγκόλληση, οι επιφάνειες γύρω από τις άκρες καθαρίζονται από σκουριές και ακαθαρσίες με τροχό ή συρματόβουρτσα (καθαρισμός πλάτους 10-20 mm εκατέρωθεν της ραφής είναι αρκετός) και ελέγχονται για τυχόν οργανικά υπολείμματα (λάδια), τα οποία πρέπει να απομακρύνονται με υγρό καθαρισμού χωρίς υδρογονάνθρακες, γιατί αποτελούν πηγή υδρογόνου που προκαλεί ρηγματώσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μέχρι 5 mm (μία πλευρά) ή 10 mm (δύο πλευρές): χωρίς διαμόρφωση άκρων, με καθαρισμό σκουριάς/λαδιών

Πίνακας διακένου ελασμάτων μέχρι 5 mm

Ερώτηση: Κάντε πίνακα του διακένου που πρέπει να υπάρχει μεταξύ των προς συγκόλληση λαμαρινών, όταν το πάχος είναι μέχρι 5 mm.

Απάντηση:

§7-1, Πίνακας (7.1). «Απόσταση ελασμάτων χωρίς προετοιμασία των άκρων (mm): Πάχος ελασμάτων (mm): <2, 2-3, 3-4, 4-5. Διάκενο σε επίπεδη ή οριζόντια θέση: 0, 1, 2, 3. Διάκενο σε θέση κατακόρυφη ή ουρανού: 0, 1, 1,5, 2.»

Σύνοψη: Ο πίνακας (7.1) του βιβλίου δίνει το διάκενο (σε mm) ανάλογα με το πάχος του ελάσματος και τη θέση συγκόλλησης:

Πάχος ελασμάτων (mm)	<2	2-3	3-4	4-5
Διάκενο σε επίπεδη ή οριζόντια θέση	0	1	2	3
Διάκενο σε θέση κατακόρυφη ή ουρανού	0	1	1,5	2

Το διάκενο υπάρχει επειδή το πλάτος της ραφής πρέπει να είναι μεγαλύτερο από το ύψος διείσδυσης εντός του μετάλλου· αν δεν τηρηθεί ο κανόνας, υπάρχει κίνδυνος ρηγμάτωσης κατά μήκος της ραφής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πίνακας 7.1: διάκενο 0-3mm ανάλογα με πάχος (<2 έως 4-5mm) και θέση (επίπεδη/οριζόντια ή κατακόρυφη/ουρανού)

Τεχνικές έναυσης του τόξου

Ερώτηση: Ποιες είναι οι τεχνικές έναυσης του τόξου και πού χρησιμοποιείται η κάθε μία;

Απάντηση:

§7-2. «Υπάρχουν δύο τρόποι για την έναυση του τόξου: Με το τρίψιμο του ηλεκτροδίου πάνω στο μέταλλο βάσης... Η μέθοδος αυτή χρησιμοποιείται κυρίως, όταν η συγκόλληση γίνεται με ρεύμα AC ή όταν έχουμε βασικά ηλεκτρόδια... Σε ρεύμα DC χρησιμοποιείται από τους αρχάριους ηλεκτροσυγκολλητές... Με το άγγιγμα του ηλεκτροδίου πάνω στο μέταλλο βάσης και το απότομο σήκωμα.»

Σύνοψη: Υπάρχουν δύο τεχνικές έναυσης του τόξου: (α) με τρίψιμο του ηλεκτροδίου πάνω στο μέταλλο βάσης (όπως ανάβει ένα σπίρτο), η οποία χρησιμοποιείται κυρίως όταν η συγκόλληση γίνεται με ρεύμα AC ή με βασικά ηλεκτρόδια (σε ρεύμα DC τη χρησιμοποιούν κυρίως οι αρχάριοι, επειδή είναι λιγότερο πιθανό να κολλήσει το ηλεκτρόδιο)· και (β) με άγγιγμα του ηλεκτροδίου πάνω στο μέταλλο βάσης και απότομο σήκωμα, τεχνική στην οποία, επειδή απομακρύνουμε το ηλεκτρόδιο με ακαριαία κίνηση, συνήθως δημιουργείται μακρύ τόξο και χρειάζεται μετά να πλησιάσουμε λίγο το ηλεκτρόδιο για το σωστό μήκος τόξου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τρίψιμο (AC/βασικά ηλεκτρόδια, ή DC από αρχάριους) και άγγιγμα με απότομο σήκωμα

Οι παράμετροι της ηλεκτροσυγκόλλησης

Ερώτηση: Ποιες είναι οι παράμετροι της ηλεκτροσυγκόλλησης;

Απάντηση:

§7-3. «Η καλή ποιότητα ηλεκτροσυγκόλλησης απαιτεί καλό συνδυασμό των παρακάτω παραμέτρων: Του ηλεκτροδίου... Της έντασης του ρεύματος... Του μήκους του τόξου... Της ταχύτητας και του τρόπου κίνησης του ηλεκτροδίου.»

Σύνοψη: Οι παράμετροι της ηλεκτροσυγκόλλησης είναι: το ηλεκτρόδιο (διάμετρος, είδος πάστας, χημική σύσταση κτλ.), η ένταση του ρεύματος (αναγράφεται στη συσκευασία των ηλεκτροδίων), το μήκος του τόξου (στα περισσότερα ηλεκτρόδια περίπου όσο η διάμετρος του ηλεκτροδίου, εκτός των βασικών όπου είναι στο ήμισυ), και η ταχύτητα και ο τρόπος κίνησης του ηλεκτροδίου (ευθύγραμμη, ημισελήνου, τραπεζοειδής, κυκλική).

Κριτήρια αξιολόγησης:

4 παράμετροι: ηλεκτρόδιο, ένταση ρεύματος, μήκος τόξου, ταχύτητα/τρόπος κίνησης

Τεχνικά προβλήματα λόγω κατασκευής των μετάλλων

Ερώτηση: Ποια είναι τα τεχνικά προβλήματα κατά την ηλεκτροσυγκόλληση, τα οποία οφείλονται στον τρόπο που είναι κατασκευασμένα τα μέταλλα; (μόνο ονομαστικά)

Απάντηση:

§7-4, Πίνακας (7.2). «Προβλήματα στη ΖΕΘ κατά την ηλεκτροσυγκόλληση λόγω της κατασκευής των μετάλλων: 1. Αλλαγή της κρυσταλλικής δομής, 2. Ρηγματώσεις από ακαθαρσίες (κυρίως S και Ρ), 3. Δημιουργία φυσαλίδων, 4. Γήρανση, 5. Σε χρωμιούχους χάλυβες: κατακρήμνιση καρβιδίων.»

Σύνοψη: Τα προβλήματα που οφείλονται στον τρόπο κατασκευής των μετάλλων (πίνακας 7.2) είναι πέντε: 1) αλλαγή της κρυσταλλικής δομής, 2) ρηγματώσεις από ακαθαρσίες (κυρίως θείο S και φώσφορο P), 3) δημιουργία φυσαλίδων, 4) γήρανση, 5) σε χρωμιούχους χάλυβες: κατακρήμνιση καρβιδίων.

Κριτήρια αξιολόγησης:

5 προβλήματα: αλλαγή κρυσταλλικής δομής, ρηγματώσεις από ακαθαρσίες, φυσαλίδες, γήρανση, κατακρήμνιση καρβιδίων

Τεχνικά προβλήματα λόγω τεχνικής εκτέλεσης

Ερώτηση: Ποια είναι τα τεχνικά προβλήματα, τα οποία οφείλονται στον τρόπο που εκτελείται μία ηλεκτροσυγκόλληση;

Απάντηση:

§7-4, Πίνακας (7.3). «Τα προβλήματα ηλεκτροσυγκόλλησης τα οποία πρέπει να αντιμετωπίσει ο ηλεκτροσυγκολλητής: 1. Το φύσημα του τόξου (μαγνητικό ή θερμικό φύσημα), 2. Θερμικές παραμορφώσεις, 3. Ρηγματώσεις εξ αιτίας του υδρογόνου, 4. Ρηγμάτωση από άλλες αιτίες (εκτός του υδρογόνου).»

Σύνοψη: Τα προβλήματα που οφείλονται στην ακολουθούμενη τεχνική, και τα οποία ο ηλεκτροσυγκολλητής μπορεί να αντιμετωπίσει (πίνακας 7.3), είναι τέσσερα: 1) το φύσημα του τόξου (μαγνητικό ή θερμικό), 2) οι θερμικές παραμορφώσεις, 3) οι ρηγματώσεις εξαιτίας του υδρογόνου (προέρχεται κυρίως από την υγρασία της ατμόσφαιρας), 4) η ρηγμάτωση από άλλες αιτίες εκτός του υδρογόνου (χημική σύσταση, ακαθαρσίες, ταχεία ψύξη, κοίλη μορφή ραφής, βαθιά διείσδυση).

Κριτήρια αξιολόγησης:

4 προβλήματα: φύσημα τόξου, θερμικές παραμορφώσεις, ρηγματώσεις υδρογόνου, ρηγματώσεις από άλλες αιτίες

Φύσημα του τόξου — ορισμός, είδη

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε φύσημα τόξου, ποια είδη φυσήματος έχουμε και ποιο είδος προκαλεί τα περισσότερα προβλήματα;

Απάντηση:

§7-5. «Το τόξο μπορεί να αποκλίνει από την πορεία του εξ αιτίας ηλεκτρομαγνητικών ή θερμικών φαινομένων. Η απόκλιση αυτή αποκαλείται φύσημα του τόξου... Όταν το φύσημα οφείλεται σε ηλεκτρομαγνητικά αίτια, τότε ονομάζεται μαγνητικό φύσημα και είναι αυτό που δημιουργεί τα περισσότερα προβλήματα... Η απόκλιση του τόξου ενδέχεται να έχει και θερμικά αίτια. Αυτό είναι το θερμικό φύσημα.»

Σύνοψη: Φύσημα του τόξου (arc blow) ονομάζεται η απόκλιση του τόξου από την πορεία του, εξαιτίας ηλεκτρομαγνητικών ή θερμικών φαινομένων· όταν παρουσιάζεται, το μέταλλο δεν εναποτίθεται εκεί που θέλουμε, έχουμε πιτσιλίσματα και γενικά κακή ποιότητα ηλεκτροσυγκόλλησης. Διακρίνονται δύο είδη: το μαγνητικό φύσημα (οφείλεται σε ηλεκτρομαγνητικά αίτια, εμφανίζεται συνήθως σε μεγάλη ένταση ρεύματος DC άνω των 200 Α) και το θερμικό φύσημα (το τόξο τείνει να έρχεται σε επαφή με τη θερμότερη περιοχή — το λουτρό συγκόλλησης — και δείχνει «απροθυμία» να μετακινηθεί προς την ψυχρότερη περιοχή). Το μαγνητικό φύσημα είναι αυτό που προκαλεί τα περισσότερα προβλήματα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Φύσημα = απόκλιση τόξου (ηλεκτρομαγνητικά/θερμικά αίτια)· 2 είδη: μαγνητικό (τα περισσότερα προβλήματα) και θερμικό

Τρόποι αντιμετώπισης του φυσήματος του τόξου

Ερώτηση: Αναφέρατε πέντε (5) τουλάχιστον τρόπους αντιμετώπισης του φυσήματος του τόξου.

Απάντηση:

§7-5. «Εκτός από την αλλαγή της θέσης του σημείου σύνδεσης της γείωσης, άλλοι απλοί τρόποι αντιμετώπισης του φαινομένου είναι: Με τη χρήση ρεύματος AC... Με τη μετακίνηση του ηλεκτροδίου υπό γωνία αντίθετη του φυσήματος... Ενώνοντας τα προς συγκόλληση τεμάχια... Με τη μείωση της έντασης του ρεύματος ή με τη μείωση του ύψους του τόξου... Τυλίγοντας το καλώδιο γείωσης γύρω από το τεμάχιο... Με τη χρησιμοποίηση βοηθητικών λαμαρινών στα άκρα.»

Σύνοψη: Τουλάχιστον πέντε τρόποι αντιμετώπισης του φυσήματος του τόξου: 1) αλλαγή της θέσης του σημείου γείωσης, 2) χρήση ρεύματος AC (ιδίως πάνω από 250 Α), 3) μετακίνηση του ηλεκτροδίου υπό γωνία αντίθετη του φυσήματος, 4) ένωση των προς συγκόλληση τεμαχίων με πονταρισιές κατά διαστήματα (όταν δεν είναι σε καλή επαφή), 5) μείωση της έντασης του ρεύματος ή του ύψους του τόξου (ενδεχομένως και αλλαγή ταχύτητας κίνησης), 6) τύλιγμα του καλωδίου γείωσης γύρω από το τεμάχιο, 7) χρήση βοηθητικών λαμαρινών στα άκρα της ραφής (ίδιου πάχους με τα τεμάχια).

Κριτήρια αξιολόγησης:

7 τρόποι: αλλαγή γείωσης, AC, κλίση ηλεκτροδίου, πονταρίσματα ένωσης, μείωση ρεύματος/ύψους τόξου, τύλιγμα καλωδίου, βοηθητικές λαμαρίνες

Θερμικές παραμορφώσεις — ορισμός

Ερώτηση: Τι είναι οι θερμικές παραμορφώσεις;

Απάντηση:

§7-6. «Η θέρμανση που αναπτύσσεται κατά την ηλεκτροσυγκόλληση, μπορεί να έχει ως συνέπεια τη δημιουργία εσωτερικών τάσεων. Αυτές εμφανίζονται, όταν θα κρυώσει το μέταλλο και είναι η αιτία των παραμορφώσεων που παρατηρούνται. Αν τα τεμάχια δεν είναι ελεύθερα να κινηθούν... οι εσωτερικές τάσεις, σε ακραίες περιπτώσεις, μπορούν να προκαλέσουν μέχρι και τη ρηγμάτωση των συγκολλήσεων.»

Σύνοψη: Οι θερμικές παραμορφώσεις είναι η παραμόρφωση των εξαρτημάτων (ιδίως λαμαρινών μικρού πάχους) που προκαλείται από τις εσωτερικές τάσεις οι οποίες αναπτύσσονται κατά την ψύξη του μετάλλου μετά την ηλεκτροσυγκόλληση, εξαιτίας της θέρμανσης που προηγήθηκε. Αν τα τεμάχια δεν είναι ελεύθερα να κινηθούν (δηλαδή να παραμορφωθούν), οι εσωτερικές αυτές τάσεις μπορούν, σε ακραίες περιπτώσεις, να προκαλέσουν ακόμη και ρηγμάτωση της συγκόλλησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Θερμικές παραμορφώσεις = παραμόρφωση από εσωτερικές τάσεις κατά την ψύξη μετά τη θέρμανση της συγκόλλησης

Συγκόλληση λαμαρινών μικρού πάχους χωρίς παραμόρφωση

Ερώτηση: Πώς θα συγκολλήσετε δύο λαμαρίνες μικρού πάχους, για να μη παραμορφωθούν κατά τη συγκόλληση;

Απάντηση:

§7-6(α). «Συγκόλληση δύο λαμαρινών μικρού πάχους: Στην περίπτωση αυτή απαιτείται μόνο ένα κορδόνι... Κάνουμε μικρές πονταρισιές που μπορούν να απέχουν μεταξύ τους από 25 μέχρι 35 φορές το πάχος του ελάσματος. Με τις πονταρισιές, η λαμαρίνα έχει χωριστεί σε τμήματα... Τα συγκολλούμε με την εξής σειρά: 1-3-5-2-4.»

Σύνοψη: Για δύο λαμαρίνες μικρού πάχους απαιτείται μόνο ένα κορδόνι. Αρχικά γίνονται μικρές πονταρισιές που απέχουν μεταξύ τους 25 έως 35 φορές το πάχος του ελάσματος, χωρίζοντας τη ραφή σε τμήματα (π.χ. αριθμημένα 1 έως 5). Τα τμήματα αυτά συγκολλούνται όχι με τη διαδοχική σειρά αλλά με τη σειρά 1-3-5-2-4, ώστε να κατανέμονται ομοιόμορφα οι εσωτερικές τάσεις γύρω από τη ραφή και να αποφεύγεται η παραμόρφωση της λαμαρίνας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πονταρισιές (25-35× πάχος) + συγκόλληση με μη διαδοχική σειρά 1-3-5-2-4

Κάθετη συγκόλληση δύο λαμαρινών χωρίς παραμόρφωση

Ερώτηση: Πώς θα συγκολλήσετε δύο λαμαρίνες κάθετα, έτσι ώστε να μην έχουμε παραμορφώσεις;

Απάντηση:

§7-6(δ). «Κάθετη συγκόλληση δύο λαμαρινών... Ποντάρουμε δύο γωνιακά ελάσματα κοντά στις άκρες, για να διατηρούνται οι λαμαρίνες στην κάθετη θέση... Συγκρατούμε τα τεμάχια στη θέση τους, εκτελώντας πονταρίσματα και από τις δύο μεριές... Η σειρά των συγκολλήσεων είναι: (1α - 1β) - (3α - 3β) - (5α - 5β) -(2α - 2β) - (4α - 4β)... Αφαιρούμε τις γωνίες-οδηγούς και εκτελούμε τη συγκόλληση στα μικρά τμήματα στα οποία η παρουσία των γωνιών κάλυπτε τα σημεία της συγκόλλησης.»

Σύνοψη: Για την κάθετη συγκόλληση δύο λαμαρινών, πρώτα ποντάρουμε δύο γωνιακά ελάσματα 90° κοντά στις άκρες (και ένα ακόμη στο μέσον αν το μήκος είναι μεγάλο), για να διατηρούνται οι λαμαρίνες στην κάθετη θέση κατά τη συγκόλληση. Συγκρατούμε τα τεμάχια εκτελώντας πονταρίσματα και από τις δύο μεριές. Η σειρά συγκόλλησης δεν είναι διαδοχική αλλά (1α-1β)-(3α-3β)-(5α-5β)-(2α-2β)-(4α-4β), για κατανομή των τάσεων. Στο τέλος αφαιρούμε τις γωνίες-οδηγούς και συγκολλούμε τα μικρά τμήματα που κάλυπταν οι γωνίες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πονταρισιές γωνιακών ελασμάτων + πονταρίσματα και στις δύο μεριές + μη διαδοχική σειρά (1α-1β)-(3α-3β)-(5α-5β)-(2α-2β)-(4α-4β)

Κυκλική συγκόλληση

Ερώτηση: Πώς γίνεται μία κυκλική συγκόλληση;

Απάντηση:

§7-6(στ). «Κυκλική συγκόλληση. Η τεχνική φαίνεται στο σχήμα (7.16). Η διαδικασία που πρέπει να ακολουθηθεί, είναι προφανής. Η τεχνική αυτή εφαρμόζεται, κυρίως, στη συγκόλληση σωλήνων.»

Σύνοψη: Η κυκλική συγκόλληση εφαρμόζεται κυρίως στη συγκόλληση σωλήνων και ακολουθεί την ίδια λογική με τις υπόλοιπες τεχνικές αποφυγής παραμορφώσεων: η περίμετρος χωρίζεται σε τμήματα (όπως στο σχήμα 7.16 του βιβλίου, αριθμημένα γύρω από τον κύκλο) και η συγκόλληση εκτελείται με μη διαδοχική σειρά περάσματος, κατανεμημένη γύρω από τον κύκλο, ώστε να αποφεύγεται η συγκέντρωση εσωτερικών τάσεων σε μία μόνο περιοχή και η επακόλουθη παραμόρφωση ή ρηγμάτωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κυκλική συγκόλληση σωλήνων: τμήματα γύρω από τον κύκλο, συγκόλληση με μη διαδοχική σειρά (όπως σχήμα 7.16)

Είδη ρηγματώσεων και αίτια

Ερώτηση: Ποια είδη ρηγματώσεων έχουμε και πού οφείλεται το καθένα;

Απάντηση:

§7-7. «Διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: (α) Διαμήκης ρηγμάτωση πάνω στη συγκόλληση... (β) Κάθετη ρηγμάτωση πάνω στην ηλεκτροσυγκόλληση... Προκαλείται από ασυμφωνία μετάλλου βάσης και ηλεκτροδίου... (γ) Διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα στη συγκόλληση... Προκαλείται από την παρουσία υδρογόνου που είναι και η μοναδική αιτία της.»

Σύνοψη: Υπάρχουν τρία είδη ρηγματώσεων: (α) η διαμήκης ρηγμάτωση πάνω στη συγκόλληση (στο κέντρο της ραφής), που οφείλεται σε ακαθαρσίες του μετάλλου, σε μεγάλη διείσδυση του προστιθέμενου μετάλλου, σε ταχεία ψύξη με κοίλη μορφή ραφής, ή σε συνδυασμό αυτών· (β) η κάθετη ρηγμάτωση πάνω στην ηλεκτροσυγκόλληση (σπάνια), που οφείλεται σε ασυμφωνία μετάλλου βάσης και ηλεκτροδίου (πολύ διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες)· και (γ) η διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα στη συγκόλληση, η πλέον συνηθισμένη περίπτωση, που οφείλεται αποκλειστικά στην παρουσία υδρογόνου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 είδη: διαμήκης πάνω στη ραφή (ακαθαρσίες/διείσδυση/ψύξη), κάθετη (ασυμφωνία μετάλλου-ηλεκτροδίου), διαμήκης δίπλα (μόνο υδρογόνο)

Δημιουργία ρηγματώσεων από υδρογόνο

Ερώτηση: Πώς δημιουργούνται οι ρηγματώσεις εξ αιτίας του υδρογόνου;

Απάντηση:

§7-9. «Ο μεγαλύτερος κίνδυνος ρηγμάτωσης προέρχεται από το υδρογόνο. Αυτό διεισδύει στο υγρό μέταλλο και από εκεί στον ωστενίτη ο οποίος μπορεί να διαλύσει μεγάλη ποσότητα υδρογόνου. Όταν ο ωστενίτης αρχίζει να μετατρέπεται σε φερρίτη... τότε απελευθερώνεται το υδρογόνο και προκαλεί εσωτερικές τάσεις. Αυτές, αν το υδρογόνο είναι σε μεγάλη ποσότητα, οδηγούν στη ρηγμάτωση.»

Σύνοψη: Το υδρογόνο διεισδύει στο υγρό μέταλλο και από εκεί στον ωστενίτη, ο οποίος έχει μεγάλη ικανότητα διάλυσης υδρογόνου. Καθώς ο ωστενίτης μετατρέπεται σε φερρίτη (που έχει πολύ μικρότερη ικανότητα διάλυσης υδρογόνου), το υδρογόνο απελευθερώνεται και προκαλεί εσωτερικές τάσεις, οι οποίες, αν η ποσότητα υδρογόνου είναι μεγάλη, οδηγούν σε ρηγμάτωση. Η κατάσταση επιδεινώνεται αν κατά τον μετασχηματισμό σχηματιστεί μαρτενσίτης, που δεν έχει καμία ικανότητα διάλυσης υδρογόνου (η δημιουργία μαρτενσίτη αποφεύγεται με αργό ρυθμό ψύξης).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Υδρογόνο διαλύεται στον ωστενίτη → απελευθερώνεται κατά τη μετατροπή σε φερρίτη → εσωτερικές τάσεις → ρηγμάτωση (χειρότερα με μαρτενσίτη)

Αποφυγή ρηγματώσεων υδρογόνου

Ερώτηση: Με ποιους τρόπους αποφεύγονται οι ρηγματώσεις υδρογόνου;

Απάντηση:

§7-10. «Το φαινόμενο ρηγμάτωσης εξ αιτίας του υδρογόνου αντιμετωπίζεται από τον ηλεκτροσυγκολλητή με τους εξής τρόπους: Με τη χρήση ηλεκτροδίων χαμηλού υδρογόνου... Με τη συγκόλληση σε αδρανή ατμόσφαιρα χωρίς υδρογόνο. Με την προθέρμανση.»

Σύνοψη: Οι ρηγματώσεις εξαιτίας του υδρογόνου αποφεύγονται με τρεις τρόπους: (α) χρήση ηλεκτροδίων χαμηλού υδρογόνου, δηλαδή βασικών ηλεκτροδίων (χρησιμοποιούνται μόνο όταν είναι πράγματι απαραίτητα, γιατί έχουν δυσκολίες στη χρήση τους), (β) συγκόλληση σε αδρανή ατμόσφαιρα χωρίς υδρογόνο, και (γ) εφαρμογή προθέρμανσης, η οποία επιβραδύνει την ψύξη του μετάλλου, δίνοντας χρόνο στο υδρογόνο να απομακρυνθεί και αποτρέποντας τον σχηματισμό μαρτενσίτη.

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 τρόποι: βασικά ηλεκτρόδια (χαμηλού υδρογόνου), αδρανής ατμόσφαιρα, προθέρμανση

Χρόνος εμφάνισης ρηγματώσεων

Ερώτηση: Πόσο χρονικό διάστημα απαιτείται για να εμφανιστούν όλες οι ρηγματώσεις;

Απάντηση:

§7-7(γ). «Η θραύση επέρχεται, συνήθως, μετά από πολλές ώρες και γι’ αυτό μόνο μετά 48 ώρες από τη συγκόλληση μπορούμε να είμαστε σίγουροι.» και §7-13. «Ο έλεγχος των ηλεκτροσυγκολλήσεων ολοκληρώνεται μετά από 48 ώρες τουλάχιστον από την εκτέλεσή τους.»

Σύνοψη: Απαιτούνται τουλάχιστον 48 ώρες από την εκτέλεση της ηλεκτροσυγκόλλησης, για να είμαστε σίγουροι ότι έχουν εμφανιστεί τυχόν ρηγματώσεις — ιδίως η διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα στη συγκόλληση, που οφείλεται στο υδρογόνο και συνήθως εκδηλώνεται με καθυστέρηση πολλών ωρών. Γι' αυτό και ο ποιοτικός έλεγχος μιας ηλεκτροσυγκόλλησης ολοκληρώνεται μόνο μετά την παρέλευση αυτού του διαστήματος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

48 ώρες τουλάχιστον (λόγω καθυστερημένης θραύσης από υδρογόνο)

Πότε χρησιμοποιούνται βασικά ηλεκτρόδια

Ερώτηση: Πότε καταφεύγουμε σε συγκόλληση με βασικά ηλεκτρόδια;

Απάντηση:

§7-10. «Όταν πρόκειται για εξάρτημα που θα υποβληθεί σε ισχυρές καταπονήσεις, πρέπει να γίνεται συγκόλληση χαμηλού υδρογόνου.» και «Αν π.χ. πρόκειται να συγκολληθεί το φτερό ενός αυτοκινήτου, δεν υπάρχει θέμα ισχυρής συγκόλλησης. Αν όμως πρόκειται για το σασί ενός βαρέος οχήματος, τότε καλό είναι να σκεφτούμε να εκτελέσουμε συγκόλληση χαμηλού υδρογόνου.»

Σύνοψη: Καταφεύγουμε σε συγκόλληση με βασικά ηλεκτρόδια (ηλεκτρόδια χαμηλού υδρογόνου) όταν πρόκειται για εξάρτημα που θα υποβληθεί σε ισχυρές καταπονήσεις, δηλαδή όταν επιδιώκουμε συγκόλληση υψηλής αντοχής και ασφάλειας (π.χ. στο σασί ενός βαρέος οχήματος), ώστε να αποφευχθεί ο κίνδυνος ρηγμάτωσης από υδρογόνο. Αντίθετα, για συγκολλήσεις χωρίς ιδιαίτερες απαιτήσεις αντοχής (π.χ. το φτερό ενός αυτοκινήτου) δεν χρειάζεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σε εξαρτήματα με ισχυρές καταπονήσεις/υψηλή απαιτούμενη αντοχή (π.χ. σασί βαρέος οχήματος)

Ποιότητες ηλεκτροσυγκολλήσεων ανά αριθμό πόρων

Ερώτηση: Ποιες είναι οι ποιότητες ηλεκτροσυγκολλήσεων ανάλογα με τον επιτρεπόμενο αριθμό των πόρων;

Απάντηση:

§7-11, Πίνακας (7.5). «Υπάρχουν δύο ποιότητες ραφής. Αυτές είναι οι GRADE I για υψηλές απαιτήσεις και η GRADE II για συνήθεις απαιτήσεις.» — GRADE I: 1,2-1,6mm→8, 0,8-1,2mm→15, 0,4-0,8mm→22 (ή συνολικά 18 σε μεικτές διαμέτρους)· GRADE II: 1,6-2,0mm→14, 1,2-1,6mm→22, 0,4-1,2mm→44 (ή συνολικά 27 σε μεικτές διαμέτρους).

Σύνοψη: Υπάρχουν δύο ποιότητες ραφής: η GRADE I, για υψηλές απαιτήσεις, και η GRADE II, για συνήθεις απαιτήσεις· ο πίνακας (7.5) καθορίζει τον μέγιστο επιτρεπόμενο αριθμό πόρων ανά 150 mm ραφής, ανάλογα με τη διάμετρό τους. Στη GRADE I επιτρέπονται π.χ. έως 8 πόροι διαμέτρου 1,2-1,6 mm, έως 15 διαμέτρου 0,8-1,2 mm, έως 22 διαμέτρου 0,4-0,8 mm (ή, σε μεικτές διαμέτρους, συνολικά 18 πόροι με συγκεκριμένη κατανομή). Στη GRADE II τα όρια είναι μεγαλύτερα: έως 14 πόροι 1,6-2,0 mm, έως 22 πόροι 1,2-1,6 mm, έως 44 πόροι 0,4-1,2 mm (ή συνολικά 27 σε μεικτές διαμέτρους).

Κριτήρια αξιολόγησης:

2 ποιότητες: GRADE I (υψηλές απαιτήσεις, λιγότεροι επιτρεπόμενοι πόροι) και GRADE II (συνήθεις απαιτήσεις, περισσότεροι)

Πότε και πώς εφαρμόζεται η προθέρμανση

Ερώτηση: Πότε απαιτείται προθέρμανση πριν από την ηλεκτροσυγκόλληση και πώς εφαρμόζεται;

Απάντηση:

§7-12. «Η προθέρμανση απαιτείται για τη συγκόλληση ορισμένων ειδών χαλύβων αλλά και άλλων μετάλλων... Απλές απαντήσεις θα μπορούσαν να είναι: “στα υλικά που συγκολλούνται δύσκολα” ή “όταν επιδιώκουμε συγκόλληση υψηλής αντοχής”... Η προθέρμανση, συνήθως, εφαρμόζεται με φλόγα οξυγόνου-ασετιλίνης, εκατέρωθεν της προς συγκόλληση περιοχής και σε πλάτος τουλάχιστον 75 mm.»

Σύνοψη: Η προθέρμανση απαιτείται στη συγκόλληση υλικών που συγκολλούνται δύσκολα ή όταν επιδιώκεται συγκόλληση υψηλής αντοχής (π.χ. στο σασί ενός οχήματος), γιατί περιορίζει σημαντικά τον κίνδυνο ρηγμάτωσης. Εφαρμόζεται συνήθως με φλόγα οξυγόνου-ασετιλίνης, εκατέρωθεν της προς συγκόλληση περιοχής, σε πλάτος τουλάχιστον 75 mm. Σε ανθρακούχους χάλυβες πάχους μικρότερου των 20 mm η θερμοκρασία δεν είναι κρίσιμη, αρκεί να βρίσκεται στην περιοχή 110-200°C· σε άλλες ποιότητες χαλύβων απαιτούνται ειδικές οδηγίες. Η θερμοκρασία μετριέται με θερμόμετρο επαφής, με ειδικούς μαρκαδόρους, ή πρακτικά από το χρώμα του μετάλλου (πίνακας 7.4), αφού πρώτα καθαριστεί με τροχό μέρος της επιφάνειας.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύσκολα υλικά/υψηλή απαιτούμενη αντοχή· φλόγα οξυγόνου-ασετιλίνης, πλάτος ≥75mm, 110-200°C για ανθρακούχους <20mm

Είδη ποιοτικού ελέγχου

Ερώτηση: Ποια είναι τα είδη του ποιοτικού ελέγχου;

Απάντηση:

§7-13. «Η πρώτη φάση του ποιοτικού ελέγχου είναι η οπτική επιθεώρηση... Το επόμενο στάδιο είναι οι δοκιμές... διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Τις μη καταστρεπτικές δοκιμές, Τις καταστρεπτικές δοκιμές.»

Σύνοψη: Ο ποιοτικός έλεγχος μιας ηλεκτροσυγκόλλησης περιλαμβάνει τρία είδη/στάδια: (α) την οπτική επιθεώρηση, που είναι η πρώτη φάση και μπορεί να θεωρηθεί και ως μία από τις μη καταστρεπτικές δοκιμές, (β) τις μη καταστρεπτικές δοκιμές, και (γ) τις καταστρεπτικές δοκιμές. Οι δοκιμές (β) και (γ) εκτελούνται μόνο όταν υπάρχουν ιδιαίτερες απαιτήσεις αντοχής, γιατί χρειάζονται κατάλληλο εξοπλισμό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 είδη: οπτική επιθεώρηση, μη καταστρεπτικές δοκιμές, καταστρεπτικές δοκιμές

Τι περιλαμβάνει η οπτική επιθεώρηση

Ερώτηση: Τι περιλαμβάνει η οπτική επιθεώρηση;

Απάντηση:

§7-15. «...γίνεται οπτική επιθεώρηση, για να διαπιστωθεί αν τυχόν υπάρχουν οι παρακάτω ατέλειες: Αν τα κορδόνια της συγκόλλησης έχουν τις σωστές διαστάσεις και τη σωστή μορφή... επιφανειακοί πόροι... κρατήρες ή προεξοχές... διείσδυση ως τη ρίζα... ανεπαρκής συγκόλληση... καψίματα... παραμορφώσεις... σωστές διαστάσεις τεμαχίου... ρωγμές (με τη χρήση ενός μεγεθυντικού φακού).»

Σύνοψη: Η οπτική επιθεώρηση, αφού προηγηθεί καθαρισμός με συρματόβουρτσα και από τις δύο πλευρές της ραφής (πλάτος τουλάχιστον 10 mm), εξετάζει αν: τα κορδόνια έχουν τις σωστές διαστάσεις και τη σωστή μορφή, υπάρχουν επιφανειακοί πόροι (ένδειξη περισσότερων στο εσωτερικό), υπάρχουν κρατήρες ή προεξοχές, έχει γίνει διείσδυση ως τη ρίζα, υπάρχουν σημεία με ανεπαρκή συγκόλληση, παρουσιάζονται καψίματα, υπάρχουν παραμορφώσεις στα τεμάχια, τα τεμάχια έχουν τις σωστές διαστάσεις, και υπάρχουν ρωγμές (με χρήση μεγεθυντικού φακού).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ελέγχει: διαστάσεις/μορφή κορδονιών, πόρους, κρατήρες/προεξοχές, διείσδυση ρίζας, ανεπαρκή συγκόλληση, καψίματα, παραμορφώσεις, διαστάσεις τεμαχίου, ρωγμές

Οι μη καταστρεπτικές δοκιμές (συνοπτικά)

Ερώτηση: Ποιες είναι οι μη καταστρεπτικές δοκιμές; (συνοπτικά)

Απάντηση:

§7-16. «Οι μη καταστρεπτικές δοκιμές ανιχνεύουν ελαττώματα... Αυτές είναι οι εξής: (α) Ο έλεγχος για ρωγμές με τη βοήθεια διεισδυτικών υγρών. (β) Ο έλεγχος για ρωγμές με τη βοήθεια μαγνήτη ή ηλεκτρομαγνήτη (γ) Η ακτινογραφία (δ) Ο έλεγχος με υπερήχους (ultrasonic)»

Σύνοψη: Οι μη καταστρεπτικές δοκιμές, που ανιχνεύουν ελαττώματα χωρίς όμως να εγγυώνται τίποτα για την αντοχή, είναι τέσσερις: (α) ο έλεγχος για ρωγμές με διεισδυτικά υγρά (τα υγρά διεισδύουν στη ρωγμή και τη χρωματίζουν), (β) ο έλεγχος για ρωγμές με μαγνήτη ή ηλεκτρομαγνήτη (μόνο σε μαγνητικά υλικά — τα ρινίσματα σιδήρου συγκεντρώνονται στο σημείο της ρωγμής), (γ) η ακτινογραφία (ανιχνεύει σχεδόν όλες τις βλάβες, ιδίως πόρους, με εξειδικευμένο εξοπλισμό/προσωπικό), και (δ) ο έλεγχος με υπερήχους (ο υπέρηχος ανακλάται στο ελάττωμα και εμφανίζεται σε οθόνη/διάγραμμα).

Κριτήρια αξιολόγησης:

4 δοκιμές: διεισδυτικό υγρό, μαγνήτης/ηλεκτρομαγνήτης, ακτινογραφία, υπέρηχοι

Σκοπός της προετοιμασίας των άκρων

Ερώτηση: Γιατί πρέπει να γίνεται προετοιμασία των άκρων των προς συγκόλληση τεμαχίων;

Απάντηση:

§7-1. «Οι επιφάνειες γύρω από τις άκρες που πρόκειται να ηλεκτροσυγκολληθούν, πρέπει να καθαρίζονται από σκουριές και ακαθαρσίες... Στη συνέχεια, πρέπει να εξεταστεί μήπως υπάρχουν οργανικά υπολείμματα... προξενούν πολύ μεγάλη ζημιά στην ποιότητα... επειδή αποτελούν πηγή δημιουργίας υδρογόνου» και «Σε κάθε άλλη περίπτωση προηγείται η διαμόρφωση των άκρων των ελασμάτων, προκειμένου να εξασφαλιστεί η καλή συγκόλληση μέχρι τη ρίζα.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η προετοιμασία των άκρων εξυπηρετεί πολλαπλούς σκοπούς: η διαμόρφωση (ή το κατάλληλο διάκενο) εξασφαλίζει επαρκή διείσδυση μέχρι τη ρίζα και σωστή αναλογία πλάτους-ύψους ραφής, αποτρέποντας ρηγματώσεις· ο καθαρισμός από σκουριές και ακαθαρσίες με τροχό/συρματόβουρτσα εξασφαλίζει καλή ποιότητα ραφής χωρίς εγκλείσματα· και ιδίως η απομάκρυνση οργανικών υπολειμμάτων (λάδια) είναι κρίσιμη, γιατί αυτά αποτελούν σοβαρή πηγή υδρογόνου, το οποίο, ακόμη και σε πολύ μικρές ποσότητες, προκαλεί επικίνδυνες ρηγματώσεις της ηλεκτροσυγκόλλησης. Χωρίς σωστή προετοιμασία, λοιπόν, κινδυνεύουν τόσο η μηχανική αντοχή όσο και η ασφάλεια της συγκόλλησης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Εξασφαλίζει διείσδυση/σωστή μορφή ραφής και αποτρέπει ρηγματώσεις (καθαρή επιφάνεια, χωρίς πηγές υδρογόνου)

Λαμαρίνες μέχρι 5 mm χωρίς διαμόρφωση άκρων

Ερώτηση: Γιατί δεν απαιτείται διαμόρφωση των άκρων των προς συγκόλληση τεμαχίων, όταν το πάχος τους είναι μέχρι 5 mm;

Απάντηση:

§7-1. «Όταν η ηλεκτροσυγκόλληση γίνεται μόνο από τη μία πλευρά, οι τρόποι αυτοί μπορούν να εφαρμοστούν σε λαμαρίνες πάχους μέχρι 5 mm... Σε κάθε άλλη περίπτωση προηγείται η διαμόρφωση των άκρων των ελασμάτων, προκειμένου να εξασφαλιστεί η καλή συγκόλληση μέχρι τη ρίζα.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε λεπτές λαμαρίνες (μέχρι 5 mm), το ίδιο το πάχος του υλικού είναι αρκετά μικρό ώστε το τόξο της ηλεκτροσυγκόλλησης να μπορεί να επιτύχει πλήρη διείσδυση μέχρι τη ρίζα χωρίς να χρειάζεται να ανοιχτεί ειδική γωνία (φαλτσογώνιση) στα άκρα — αρκεί το κατάλληλο διάκενο ανάλογα με το πάχος (πίνακας 7.1). Σε μεγαλύτερα πάχη όμως, το τόξο δεν μπορεί πλέον να διεισδύσει μόνο του μέχρι τη ρίζα χωρίς διαμόρφωση, οπότε χρειάζεται προηγουμένως διαμόρφωση των άκρων ώστε να εξασφαλιστεί η καλή συγκόλληση σε όλο το πάχος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σε μικρό πάχος το τόξο διεισδύει μόνο του ως τη ρίζα (με απλό διάκενο)· χωρίς διαμόρφωση δεν επαρκεί σε μεγαλύτερα πάχη

Συγκόλληση λαμαρινών 20 mm χωρίς διαμόρφωση άκρων

Ερώτηση: Τι θα συμβεί, αν δοκιμάσουμε να συγκολλήσουμε λαμαρίνες πάχους 20 mm, χωρίς διαμόρφωση των άκρων;

Απάντηση:

§7-1. «Όταν η ηλεκτροσυγκόλληση γίνεται μόνο από τη μία πλευρά, οι τρόποι αυτοί μπορούν να εφαρμοστούν σε λαμαρίνες πάχους μέχρι 5 mm. Αν τα ελάσματα είναι μέχρι 10 mm, μπορεί να γίνεται ηλεκτροσυγκόλληση και από τις δύο πλευρές. Σε κάθε άλλη περίπτωση προηγείται η διαμόρφωση των άκρων...» και §7-11. «Μία πολύ σοβαρή ανωμαλία είναι να μην υπάρχει επαρκής διείσδυση μέχρι τη ρίζα.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σε πάχος 20 mm, πολύ μεγαλύτερο από το όριο των 10 mm που επιτρέπει η ένωση χωρίς διαμόρφωση (ακόμη και συγκολλώντας και από τις δύο πλευρές), το τόξο της ηλεκτροσυγκόλλησης δεν μπορεί να διεισδύσει σε όλο το πάχος του μετάλλου. Το αποτέλεσμα θα ήταν ανεπαρκής διείσδυση μέχρι τη ρίζα — μια πολύ σοβαρή ανωμαλία — δηλαδή η ένωση θα έμενε αδύναμη στο εσωτερικό της, με κίνδυνο θραύσης κατά τη λειτουργία, ακόμη κι αν εξωτερικά η ραφή φαίνεται εντάξει. Θα χρειαζόταν επομένως υποχρεωτικά διαμόρφωση (φαλτσογώνιση) των άκρων πριν τη συγκόλληση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ανεπαρκής διείσδυση ως τη ρίζα → αδύναμη ένωση/κίνδυνος θραύσης· απαιτείται διαμόρφωση των άκρων

Συγκόλληση λαμαρινών 6-10 mm χωρίς διαμόρφωση

Ερώτηση: Πώς θα μπορούσαμε να συγκολλήσουμε λαμαρίνες πάχους από 6 μέχρι 10 mm, χωρίς διαμόρφωση των άκρων;

Απάντηση:

§7-1. «Αν τα ελάσματα είναι μέχρι 10 mm, μπορεί να γίνεται ηλεκτροσυγκόλληση και από τις δύο πλευρές.»

Σύνοψη: Λαμαρίνες πάχους 6 έως 10 mm μπορούν να συγκολληθούν χωρίς διαμόρφωση των άκρων, εφόσον η ηλεκτροσυγκόλληση εκτελεστεί και από τις δύο πλευρές (και όχι μόνο από τη μία, όπως στα πάχη μέχρι 5 mm) — έτσι το τόξο διεισδύει επαρκώς σε όλο το πάχος του μετάλλου από τις δύο αντίθετες όψεις, χωρίς να χρειάζεται να ανοιχθεί ειδική γωνία στα άκρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ηλεκτροσυγκόλληση και από τις δύο πλευρές (χωρίς διαμόρφωση, έως 10mm)

Καθαρισμός χωρίς υδρογονάνθρακες

Ερώτηση: Γιατί το υλικό απολίπανσης, κατά την προετοιμασία της ηλεκτροσυγκόλλησης, δεν πρέπει να περιέχει υδρογονάνθρακες;

Απάντηση:

§7-1. «Το υγρό καθαρισμού δεν πρέπει να περιέχει οργανικές ουσίες ή άλλους υδρογονάνθρακες (επειδή περιέχουν υδρογόνο).» και §7-9. «Τυχόν υδρογονάνθρακες πάνω στο μέταλλο (λάδια κτλ.) που δεν έχουν καθαριστεί, αποτελούν σοβαρή πηγή υδρογόνου.»

Σύνοψη: Οι υδρογονάνθρακες περιέχουν υδρογόνο στη χημική τους σύσταση· αν χρησιμοποιηθεί υγρό απολίπανσης που περιέχει υδρογονάνθρακες, θα άφηνε (ή θα πρόσθετε) υδρογόνο στην επιφάνεια προς συγκόλληση, αντί να το απομακρύνει. Το υδρογόνο αυτό θα διεισδύσει στο λουτρό συγκόλλησης και θα αποτελέσει σοβαρό κίνδυνο πρόκλησης διαμήκους ρηγμάτωσης δίπλα στη συγκόλληση — της οποίας η παρουσία υδρογόνου είναι η μοναδική αιτία. Γι' αυτό το υγρό καθαρισμού πρέπει να είναι απαλλαγμένο από οργανικές ουσίες/υδρογονάνθρακες.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι υδρογονάνθρακες περιέχουν υδρογόνο → θα προκαλούσαν ρηγμάτωση αντί να προστατεύσουν

Μείωση μήκους τόξου με σταθερή τάση

Ερώτηση: Όταν μειώσουμε το μήκος του τόξου, αλλά διατηρήσουμε την ίδια τάση, τότε το ρεύμα ηλεκτροσυγκόλλησης αυξάνεται ή μειώνεται και γιατί;

Απάντηση:

§7-3. «Το ηλεκτρόδιο πρέπει να κινείται με σταθερό χέρι και σταθερό μήκος τόξου... Της έντασης του ρεύματος (αναγράφεται στη συσκευασία των ηλεκτροδίων). Του μήκους του τόξου.» (η σχέση ρεύματος-τόξου δεν αναλύεται ρητά στο κεφάλαιο, απαιτείται τεχνική κρίση με βάση τη σχέση αντίστασης τόξου - έντασης ρεύματος).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το ρεύμα ηλεκτροσυγκόλλησης τείνει να αυξηθεί. Το τόξο συμπεριφέρεται ως μια πρόσθετη ηλεκτρική αντίσταση στο κύκλωμα· ένα μικρότερο μήκος τόξου σημαίνει μικρότερη αντίσταση του τόξου. Αν η τάση της πηγής παραμείνει σταθερή ενώ η αντίσταση του τόξου μειώνεται, τότε, σύμφωνα με τη σχέση τάσης-αντίστασης-ρεύματος, το ρεύμα που διαρρέει το κύκλωμα αυξάνεται. Στην πράξη αυτό φαίνεται και στην εμφάνιση της ραφής: μικρό ύψος τόξου συνοδεύεται συχνά από συμπτώματα υψηλής έντασης ρεύματος (πλατιά ραφή με πιτσιλίσματα, συνεχής κεντρικός κρατήρας).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μικρότερο μήκος τόξου → μικρότερη αντίσταση τόξου → με σταθερή τάση, το ρεύμα αυξάνεται

Αύξηση ταχύτητας κίνησης χωρίς αλλαγή διαμέτρου

Ερώτηση: Προκειμένου να αυξηθεί ο βαθμός παραγωγικότητας της επιχείρησης, ζητήθηκε από τους ηλεκτροσυγκολλητές να επιταχύνουν το ρυθμό που κολλάνε (δηλαδή να αυξήσουν την ταχύτητα κίνησης του ηλεκτροδίου). Η διάμετρος του ηλεκτροδίου δεν επιτρέπεται να αλλάξει. Τι πρέπει να κάνουν οι ηλεκτροσυγκολλητές, για να εξακολουθήσουν να παράγουν καλή ποιότητα ραφής και γιατί;

Απάντηση:

§7-3. «Αν π.χ. η εμφάνιση της ραφής υποδηλώνει υψηλή ένταση ρεύματος, η προφανής λύση είναι η μείωση του ηλεκτρικού ρεύματος. Αν όμως θέλουμε να έχουμε υψηλό βαθμό παραγωγικότητας, μπορούμε να δοκιμάσουμε να διορθώσουμε την κατάσταση με επέμβαση σε μία από τις άλλες παραμέτρους, π.χ. με την ταχύτερη κίνηση του ηλεκτροδίου.» και «Αν η ταχύτητα κίνησης είναι μεγάλη, η ραφή θα είναι στενή, λεπτή και πολύ αντιαισθητική.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Αν αυξηθεί μόνο η ταχύτητα κίνησης, χωρίς άλλη αλλαγή, η ραφή θα γίνει στενή, λεπτή και αντιαισθητική (με τη σκουριά να απομακρύνεται δύσκολα), γιατί λιγότερο μέταλλο εναποτίθεται ανά μονάδα μήκους. Για να διατηρηθεί καλή ποιότητα ραφής παρά τη μεγαλύτερη ταχύτητα, οι ηλεκτροσυγκολλητές πρέπει να αντισταθμίσουν την αλλαγή επεμβαίνοντας σε άλλη παράμετρο — κυρίως αυξάνοντας κατάλληλα την ένταση του ρεύματος (εντός των ορίων που προβλέπει η διάμετρος του συγκεκριμένου ηλεκτροδίου), ώστε να εναποτίθεται επαρκής ποσότητα μετάλλου παρά τη μεγαλύτερη ταχύτητα κίνησης. Το βιβλίο τονίζει ακριβώς αυτή τη λογική: το πρόβλημα διορθώνεται είτε απευθείας στην παράμετρο που το προκαλεί, είτε με επέμβαση σε μία άλλη παράμετρο, ώστε να επιτευχθεί ταυτόχρονα υψηλή παραγωγικότητα και καλή ποιότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αντιστάθμιση με αύξηση έντασης ρεύματος (εντός ορίων ηλεκτροδίου), ώστε να μη λεπτύνει η ραφή λόγω μεγαλύτερης ταχύτητας

Διαπίστωση σωστής ρύθμισης παραμέτρων

Ερώτηση: Πώς θα μπορούσαμε να διαπιστώσουμε αν οι παράμετροι ηλεκτροσυγκόλλησης είναι σωστά ρυθμισμένοι;

Απάντηση:

§7-3. «η εμφάνιση της συγκόλλησης είναι αυτή που οδηγεί στο τι θα πρέπει να γίνει. Η σωστή εμφάνιση πρέπει να είναι όπως στο σχήμα (7.4), περίπτωση (Α). Η επιφάνεια της ραφής είναι λεία, χωρίς πόρους, πιτσιλίσματα ή υπολείμματα σκουριάς και η επικαλυπτική σκουριά πρέπει να αφαιρείται εύκολα.»

Σύνοψη: Οι σωστά ρυθμισμένες παράμετροι διαπιστώνονται από την εμφάνιση της ραφής: αν είναι λεία, χωρίς πόρους, πιτσιλίσματα ή υπολείμματα σκουριάς, και η επικαλυπτική σκουριά αφαιρείται εύκολα, τότε ο συνδυασμός διαμέτρου ηλεκτροδίου, έντασης ρεύματος, μήκους τόξου και ταχύτητας/τρόπου κίνησης είναι σωστός. Αντίθετα, χαρακτηριστικές αποκλίσεις στην εμφάνιση (στενή/λεπτή ραφή, πλατιά ραφή με πιτσιλίσματα, συνεχής κρατήρας, στενή/ψηλή ραφή κ.λπ.) υποδεικνύουν ποια παράμετρος χρειάζεται διόρθωση, είτε απευθείας είτε μέσω επέμβασης σε άλλη παράμετρο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Από την εμφάνιση της ραφής (λεία, χωρίς πόρους/πιτσιλίσματα, εύκολη αφαίρεση σκουριάς = σωστές παράμετροι)

Άμεσες ενέργειες σε φύσημα τόξου

Ερώτηση: Διαπιστώσατε φύσημα του τόξου. Ποιες είναι οι άμεσες ενέργειες που μπορείτε να κάνετε ως πρώτη προσπάθεια να διορθώσετε το πρόβλημα, χωρίς να υπάρξει καθυστέρηση στην εργασία;

Απάντηση:

§7-5. «Με τη χρήση ρεύματος AC, ιδίως όταν η ένταση του ρεύματος υπερβαίνει τα 250 Α. Με τη μετακίνηση του ηλεκτροδίου υπό γωνία αντίθετη του φυσήματος» (άμεσες τεχνικές) έναντι «Ενώνοντας τα προς συγκόλληση τεμάχια... Τυλίγοντας το καλώδιο γείωσης... Με τη χρησιμοποίηση βοηθητικών λαμαρινών» (δυσκολότερες τεχνικές που απαιτούν προετοιμασία/διακοπή).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ως πρώτη, άμεση αντίδραση, χωρίς καθυστέρηση στην εργασία, ο ηλεκτροσυγκολλητής μπορεί: (α) να μετακινήσει το ηλεκτρόδιο υπό γωνία αντίθετη του φυσήματος — μια απλή διόρθωση της κλίσης, εφαρμόσιμη επιτόπου την ίδια στιγμή· και (β) αν είναι εφικτό, να αλλάξει τη θέση του σημείου γείωσης προς την αντίθετη πλευρά. Επίσης, αν χρησιμοποιείται ρεύμα DC και η ένταση ξεπερνά τα 250 Α, θα μπορούσε να δοκιμαστεί ρεύμα AC. Αντίθετα, τεχνικές όπως το τύλιγμα του καλωδίου γείωσης γύρω από το τεμάχιο ή η προσθήκη βοηθητικών λαμαρινών στα άκρα απαιτούν προετοιμασία/διακοπή της εργασίας και δεν είναι «άμεσες» λύσεις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άμεσα: αλλαγή κλίσης ηλεκτροδίου αντίθετα στο φύσημα, μετακίνηση σημείου γείωσης (ή δοκιμή AC)· όχι λύσεις που απαιτούν διακοπή, π.χ. βοηθητικές λαμαρίνες

Γιατί βοηθούν οι λάμες στα άκρα κατά του μαγνητικού φυσήματος

Ερώτηση: Γιατί η προσθήκη λαμών στα άκρα της ραφής βοηθάει στο να μην εμφανιστεί το μαγνητικό φύσημα;

Απάντηση:

§7-5. «Το τόξο τείνει να έλκεται προς την πλευρά που υπάρχει η περισσότερη μάζα... Όταν το τόξο εφαρμόζεται στο μέσο της επιφάνειας, δε δημιουργείται μαγνητικό φύσημα. Στα άκρα όμως το φαινόμενο είναι έντονο.» και «Με τη χρησιμοποίηση βοηθητικών λαμαρινών στα άκρα της υπό κατασκευή ραφής... Αυτές θα πρέπει να έχουν το ίδιο πάχος με τα τεμάχια.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το μαγνητικό φύσημα εμφανίζεται έντονο στα άκρα των ελασμάτων, επειδή εκεί η κατανομή της μεταλλικής μάζας γύρω από το τόξο είναι ασύμμετρη — το τόξο τείνει να έλκεται προς την πλευρά με τη μεγαλύτερη μάζα (δηλαδή προς το εσωτερικό του ελάσματος), ενώ προς την άκρη δεν υπάρχει μέταλλο. Με την προσθήκη βοηθητικών λαμών (ίδιου πάχους με τα τεμάχια) στα άκρα της ραφής, αναδημιουργείται τεχνητά συμμετρική κατανομή μάζας γύρω από το σημείο συγκόλλησης, σαν το τόξο να βρίσκεται και πάλι στο «μέσο» μιας συνεχούς επιφάνειας — έτσι εξισορροπούνται τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία και το φύσημα περιορίζεται σημαντικά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι λάμες αναδημιουργούν συμμετρική κατανομή μάζας γύρω από το τόξο στα άκρα, εξισορροπώντας τα μαγνητικά πεδία

Σημασία της ρίζας της συγκόλλησης

Ερώτηση: Γιατί πρέπει να προσέχουμε, ιδιαίτερα, τη συγκόλληση στην περιοχή της ρίζας;

Απάντηση:

§7-6(β). «γυρίζουμε ανάποδα το τεμάχιο, τροχίζουμε τη ρίζα, επειδή εκεί η πρόσφυση και η καθαρότητα της ένωσης είναι πολύ κακή.» και §7-11. «Μία πολύ σοβαρή ανωμαλία είναι να μην υπάρχει επαρκής διείσδυση μέχρι τη ρίζα. Στην περίπτωση αυτή η ρίζα τροχίζεται και γεμίζεται, κατά προτίμηση με TIG ή με βασικά ηλεκτρόδια.»

Σύνοψη: Η περιοχή της ρίζας (το πρώτο σημείο επαφής της συγκόλλησης, στην απέναντι πλευρά από όπου εκτελείται η κύρια ραφή) είναι κρίσιμη γιατί εκεί συνήθως η πρόσφυση και η καθαρότητα της ένωσης είναι πολύ κακή, και η ανεπαρκής διείσδυση μέχρι τη ρίζα θεωρείται μία πολύ σοβαρή ανωμαλία — υποδηλώνει αδύναμη ένωση στο εσωτερικό, που μπορεί να οδηγήσει σε θραύση κατά τη λειτουργία, ακόμη κι αν η επιφανειακή εμφάνιση της ραφής είναι καλή. Γι' αυτό, όταν χρειάζεται, η ρίζα τροχίζεται και γεμίζεται ξανά, κατά προτίμηση με TIG ή βασικά ηλεκτρόδια.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Στη ρίζα η πρόσφυση/καθαρότητα είναι συνήθως κακή· ανεπαρκής διείσδυση εκεί = σοβαρή ανωμαλία με κίνδυνο θραύσης

Διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα στη ραφή

Ερώτηση: Διαπιστώσατε διαμήκη ρηγμάτωση κατά μήκος της άκρης της ηλεκτροσυγκόλλησης. Τι συμπέρασμα βγάζετε και πώς θα αντιμετωπίσετε το πρόβλημα;

Απάντηση:

§7-7(γ). «Διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα στη συγκόλληση... Προκαλείται από την παρουσία υδρογόνου που είναι και η μοναδική αιτία της.» και §7-10. «Με τη χρήση ηλεκτροδίων χαμηλού υδρογόνου... Με τη συγκόλληση σε αδρανή ατμόσφαιρα... Με την προθέρμανση.»

Σύνοψη: Η διαμήκης ρηγμάτωση δίπλα (και όχι πάνω) στη συγκόλληση είναι η πλέον συνηθισμένη περίπτωση ρηγμάτωσης και προκαλείται αποκλειστικά από την παρουσία υδρογόνου — καμία άλλη αιτία δεν την προκαλεί. Το συμπέρασμα είναι ότι στη συγκεκριμένη συγκόλληση υπήρξε πηγή υδρογόνου (υγρασία ατμόσφαιρας, ακαθαρσίες/λάδια στο μέταλλο, ή υδρογόνο από το ίδιο το ηλεκτρόδιο/πάστα). Για την αντιμετώπιση, στις επόμενες συγκολλήσεις πρέπει να εφαρμοστεί ένας ή συνδυασμός των τριών τρόπων πρόληψης ρηγματώσεων υδρογόνου: χρήση βασικών ηλεκτροδίων (χαμηλού υδρογόνου), συγκόλληση σε αδρανή ατμόσφαιρα, και εφαρμογή προθέρμανσης· παράλληλα πρέπει να διασφαλιστεί σχολαστικός καθαρισμός των επιφανειών από λάδια πριν τη συγκόλληση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μοναδική αιτία: υδρογόνο· αντιμετώπιση με βασικά ηλεκτρόδια, αδρανή ατμόσφαιρα ή/και προθέρμανση + σχολαστικό καθαρισμό

Κατάταξη σε GRADE με μεικτούς πόρους

Ερώτηση: Διαπιστώσατε στην ακτινογραφία της ηλεκτροσυγκόλλησης 6 πόρους 1,2-1,6 mm και 2 πόρους 0,8-1,2 mm σε μήκος 150 mm. Σε ποια ποιότητα (GRADE) την κατατάσσετε;

Απάντηση:

§7-11, Πίνακας (7.5). GRADE I (μεικτές διάμετροι 0,4-1,6mm, σύνολο 18): 1,2-1,6→3, 0,8-1,2→5, 0,4-0,8→10. GRADE II (μεικτές διάμετροι 0,4-2,0mm, σύνολο 27): 1,2-1,6→8, 0,4-1,2→16, 1,6-2,0→3.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή στο δείγμα εμφανίζονται πόροι δύο διαφορετικών διαμέτρων ταυτόχρονα, πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τις γραμμές του πίνακα (7.5) που αφορούν μεικτές διαμέτρους πόρων. Στη GRADE I, η επιτρεπόμενη κατανομή είναι: έως 3 πόροι 1,2-1,6 mm και έως 5 πόροι 0,8-1,2 mm (με σύνολο έως 18). Εμείς έχουμε 6 πόρους 1,2-1,6 mm, δηλαδή υπερβαίνουμε το όριο των 3 που επιτρέπει η GRADE I — άρα η ραφή ΔΕΝ πληροί τις προδιαγραφές GRADE I. Ελέγχοντας τη GRADE II (μεικτές διάμετροι, σύνολο έως 27): επιτρέπονται έως 8 πόροι 1,2-1,6 mm και έως 16 πόροι στην κλίμακα 0,4-1,2 mm (που περιλαμβάνει τη ζώνη 0,8-1,2 mm). Οι 6 πόροι 1,2-1,6 mm είναι εντός του ορίου των 8, και οι 2 πόροι 0,8-1,2 mm είναι εντός του ορίου των 16 — άρα η ραφή κατατάσσεται στην ποιότητα GRADE II (συνήθεις απαιτήσεις), αλλά όχι στην GRADE I.

Κριτήρια αξιολόγησης:

6 πόρους 1,2-1,6mm ξεπερνά το όριο 3 της GRADE I → κατατάσσεται σε GRADE II (εντός ορίων 8 και 16 αντίστοιχα)

Αναμονή 48 ωρών πριν τον ποιοτικό έλεγχο

Ερώτηση: Μόλις τελειώσατε μία πολύ σημαντική και δύσκολη συγκόλληση ενός εξαρτήματος που υπόκειται σε μεγάλες καταπονήσεις. Σας ζητάνε να το στείλετε αμέσως στον ποιοτικό έλεγχο, επειδή επείγονται να το χρησιμοποιήσουν. Τι πρέπει να τους πείτε;

Απάντηση:

§7-13. «Ο έλεγχος των ηλεκτροσυγκολλήσεων ολοκληρώνεται μετά από 48 ώρες τουλάχιστον από την εκτέλεσή τους, επειδή η διαπίστωση τυχόν ρηγμάτωσης, λόγω του υδρογόνου, απαιτεί, όπως αναφέρθηκε, να παρέλθει διάστημα 48 ωρών.»

Σύνοψη: Πρέπει να τους εξηγήσουμε ότι ο ποιοτικός έλεγχος δεν μπορεί να ολοκληρωθεί αξιόπιστα πριν περάσουν τουλάχιστον 48 ώρες από την εκτέλεση της συγκόλλησης, γιατί η ρηγμάτωση εξαιτίας του υδρογόνου εμφανίζεται συνήθως με μεγάλη καθυστέρηση (μπορεί μέχρι και 48 ώρες μετά). Ειδικά επειδή πρόκειται για εξάρτημα με μεγάλες καταπονήσεις, όπου η ασφάλεια είναι κρίσιμη, η βιαστική αποδοχή του θα ήταν πολύ επικίνδυνη — αν τελικά αναπτυχθεί ρηγμάτωση μετά τη χρήση, οι συνέπειες μπορεί να είναι ολέθριες. Άρα πρέπει να περιμένουμε τις 48 ώρες πριν δώσουμε τελική έγκριση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δεν γίνεται πριν τις 48 ώρες: πιθανή καθυστερημένη ρηγμάτωση από υδρογόνο, κρίσιμο σε εξάρτημα με μεγάλες καταπονήσεις

Αποδοχή ραφής με επιφανειακούς πόρους

Ερώτηση: Κατά την οπτική επιθεώρηση μιας ραφής, διαπιστώσατε δέκα επιφανειακούς πόρους διαμέτρου περίπου 1,2 mm σε μήκος 150 mm. Θα την κάνετε δεκτή;

Απάντηση:

§7-11, Πίνακας (7.5). GRADE I: 0,8-1,2mm→15 πόροι, 1,2-1,6mm→8 πόροι. §7-11. «Με οπτικό έλεγχο είναι ορατοί μόνο οι επιφανειακοί πόροι. Αν αυτοί είναι πολλοί, είναι λογικό να συμπεράνουμε ότι και στο εσωτερικό της συγκόλλησης θα είναι πολύ περισσότεροι.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το μέγεθος 1,2 mm βρίσκεται στο όριο ανάμεσα στις ζώνες 0,8-1,2 mm (GRADE I: έως 15 πόροι) και 1,2-1,6 mm (GRADE I: έως 8 πόροι) του πίνακα (7.5) — με 10 πόρους, η ραφή πληροί το πρώτο όριο αλλά υπερβαίνει το δεύτερο, οπότε χρειάζεται προσοχή στην ακριβή μέτρηση της διαμέτρου πριν αποφασίσουμε. Ανεξάρτητα όμως από αυτό, οι δέκα πόροι που εντοπίστηκαν είναι μόνο οι επιφανειακοί· ο οπτικός έλεγχος δεν αποκαλύπτει τους εσωτερικούς πόρους, και η παρουσία αρκετών επιφανειακών πόρων είναι ένδειξη ότι στο εσωτερικό της συγκόλλησης πιθανότατα υπάρχουν πολύ περισσότεροι. Επομένως, δεν πρέπει να γίνει αποδοχή μόνο με βάση την οπτική επιθεώρηση: η ραφή πρέπει να προωθηθεί σε μη καταστρεπτικό έλεγχο (κατά προτίμηση ακτινογραφία, που ανιχνεύει την πλήρη εικόνα των πόρων) πριν αποφασιστεί τελικά αν είναι αποδεκτή, επισκευάσιμη ή απορριπτέα — σε περίπτωση αμφιβολίας, ο κανόνας είναι να απορρίπτεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Οι επιφανειακοί πόροι δεν αρκούν για απόφαση (υποδηλώνουν περισσότερους εσωτερικά) → απαιτείται ακτινογραφία/μη καταστρεπτικός έλεγχος πριν αποδοχή· σε αμφιβολία, απόρριψη

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο