Συγκολλήσεις. Μηχανολογικό Σχέδιο ΙΙ. Dr.-Ing. Β. Ιακωβάκης

Transcript

1 Συγκολλήσεις Μηχανολογικό Σχέδιο ΙΙ Dr.-Ing. Β. Ιακωβάκης

2 Βιβλιογραφία Zeichnerische Darstellung von Schweissnaehten, Prof. Dr.-Ing. L. Mueller, IWS Hamburg DIN EN (ISO 2553): Welded, brazed amd soldered joints Welding symbols on drawings, E.N. Gregory, A.A. Armstrong, CRC Press

3 Τρόποι σύνδεσης στοιχείων Συνδέσεις μορφής Τα στοιχεία συνδέονται με την βοήθεια της διαμόρφωσής των. Συνδέσεις τριβής Τα στοιχεία συνδέονται με την βοήθεια δυνάμεων τριβής. Συνδέσεις ένωσης υλικών Τα στοιχεία συνδέονται μέσω δυνάμεων σε επίπεδο στοιχειωδών σωματιδίων (ατόμων μορίων) που αναπτύσσονται μεταξύ των υλικών.

4 Κολλήσεις με χρήση κόλλας Κολλήσεις με χρήση εύτηκτων κραμάτων Συγκολλήσεις Συνδέσεις ένωσης υλικών Τα στοιχεία συνδέονται μέσω δυνάμεων σε επίπεδο στοιχειωδών σωματιδίων (ατόμων μορίων) που αναπτύσσονται μεταξύ των υλικών. Με την βοήθεια χημικών ουσιών (κόλλες), που παρεμβάλλονται μεταξύ των στοιχείων (που μπορεί να είναι από τελείως διαφορετικά υλικά), δημιουργούνται δεσμοί των υλικών. Αυτές οι χημικές ουσίες έχουν ελεύθερους χημικούς δεσμούς, που όταν πλησιάσουν αρκετά δένουν στα στοιχειώδη σωματίδια των υλικών. Εύτηκτα κράματα τήκονται και παρεμβάλονται μεταξύ των προς σύνδεση στοιχείων (τα οποία δεν τήκονται). Οι δεσμοί, που δημιουργούνται καθώς στοιχειώδη δωματίδια διαχέονται στα προς σύνδεση στοιχεία είναι αρκετά επιφανειακοί και δια τούτο πολύ μικρής αντοχής. Τα προς σύνδεση στοιχεία θα πρέπει να είναι μεταλλικά. Στοιχεία από όμοιο υλικό τήκονται και έτσι τα στοιχειώδη σωματίδια του ενός διαχέονται στην δομή του άλλου. Τοιουτοτρόπως δημιουργούνται ισχυροί δεσμοί μεταξύ των στοιχείων.

5 Σύγκριση μεταξύ των συνδέσεων ένωσης υλικών Κολλήσεις με κόλλα Κολλήσεις με εύτηκτα κράματα Συγκολλήσεις Δυνατότητα φόρτισης Διατήρηση της αντοχής στον χρόνο Διατήρηση της αντοχής σε υψηλές θερμοκρασίες ο ο/- ++ Αντίσταση σε UV Συμπεριφορά ως εγκοπής Σύνδεση ανόμοιων υλικών ++ ο - Διατήρηση της δομής των υλικών Επιδίωξη μείωσης του βάρους της κατασκευής Δυνατότητα σύνδεσης λεπτόπαχων στοιχείων ++ ο + ++ ο Ο Ευκολία κατασκευής - ο + ++ Πολύ θετικό + Θετικό ο Ουδέτερο - Αρνητικό -- Πολύ αρνητικό

6 Μέθοδοι συγκολλήσεων DIN ΕΝ ΠΙΕΣΕΩΣ ΤΗΞΕΩΣ Οξυγονοκόλληση... Ηλεκτρικού τόξου Με επενδεδυμένο ηλεκτρόδιο Με προστατευτικά αέρια Με σκόνη προστασίας (UP/SAW) Με παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο Με τηκόμενο ηλεκτρόδιο - σύρμα (MIG,MAG) Με MH τηκόμενο ηλεκτρόδιο - σύρμα (TIG/GTA)

7 Τρόποι διάταξης στοιχείων Διάταξη στοιχείων Επίπεδη Παράλληλη Θέση των στοιχείων και της σύνδεσης Παρατηρήσεις Τα στοιχεία κείνται στο ίδιο επίπεδο Τα στοιχεία σε επάλληλα επίπεδα Κατάλληλος τύπος ραφής Επικάλυψης Τύπου Τ Τα στοιχεία είναι σε επάλληλα επίπεδα και υπό επικάλυψη Τα στοιχεία είναι σε κάθετα μεταξύ τους επίπεδα Διπλού Τ (σταυρωτή) Λοξή Γωνιακή Πολλαπλή σύνδεση Δύο στοιχεία, που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, συνδέονται με τρίτο, το οποίο βρίσκεται σε κάθετο επίπεδο Τα στοιχεία βρίσκονται σε επίπεδα, που σχηματίζουν γωνία Τα στοιχεία συναντώνται υπο γωνία, αλλά στα άκρα τους. Τρία ή και περισσότερα στοιχεία συναντώνται υπο οποιαδήποτε γωνία

8 Είδη συγκολλητικών ραφών - 1 Ονομασία Σύμβολο Αναδίπλωσης Bördelnaht Edge joint Ραφή τύπου Ι Stumpfstoß, I-Naht Butt joint - Square groove weld Ραφή τύπου V Stumpfstoß, V-Naht Butt joint - V-Groove weld Ραφή τύπου HV Stumpfstoß, HV-Naht Butt joint - Bevel groove Weld φ φ Για πάχη ελασμάτων t O 2 mm t O 8 mm 3 mm O t O 40 mm 3 mm O t O 40 mm Πάχος ραφής Παρατηρήσεις a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) Για πάχη ελασμάτων από 5 έως 8 mm θα πρέπει να γίνει συγκόλληση και από τις δύο πλευρές. b : 0 έως 3 mm φ : 40 ο έως 60 ο Όλες οι παραπάνω χαρακτηρίζονται ως ΜΕΤΩΠΙΚΕΣ ραφές b : 0 έως 3 mm φ : 40 ο έως 60 ο

9 Είδη συγκολλητικών ραφών - 2 Ονομασία Σύμβολο Ραφή τύπου DV Stumpfstoß, DV-Naht Butt joint - Double V-Groove weld Ραφή τύπου U Stumpfstoß, U-Naht Butt joint - U-Groove weld Ραφή τύπου VU Stumpfstoß, VU-Naht Butt joint - VU-Groove weld Ραφή τύπου DHV Stumpfstoß, DHV-Naht Butt joint - Double Bevel groove weld φ φ φ Για πάχη ελασμάτων t P 10 mm t P 16 mm t P 16 mm t P 10 mm Πάχος ραφής Παρατηρήσεις a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) a W = min (t 1, t 2 ) b :1 έως 3 mm b : 1 έως 4 mm b : 1 έως 4 mm φ : 40 ο έως 60 ο φ : 40 ο έως 60 ο b : 0 έως 3 mm φ : 40 ο έως 60 ο Όλες οι παραπάνω χαρακτηρίζονται ως ΜΕΤΩΠΙΚΕΣ ραφές

10 Είδη συγκολλητικών ραφών - 3 Ονομασία Σύμβολο Σύνδεση επικάλυψης-εξωραφή Überalappstoß - Kehlnaht Lap joint- Fillet weld Σύνδεση τύπου Τ-Εξωραφή Τ - Stoß - Doppelkehlnaht Tee joint- Double Fillet weld Σύνδεση τύπου Τ-Ραφή HY Τ Stoß, HY-Naht Tee joint- J-Groove weld Γωνιακή σύνδεση-εξωραφή Eckstoß-Kehlnaht Corner joint-fillet weld φ Για πάχη ελασμάτων t P 5 mm t P 4 mm t P 10 mm t P 4 mm Πάχος ραφής a W O 0,7 x t 2, t 2 O t 1 O 1,2 x t 2 a W O 0,7 x min (t 1, t 2 ) a W = t 2 ή a W O t 2 +0,7x t 2 a W = min (t 1, t 2 ) Παρατηρήσεις a W O 0,84 x t 2, t 1 P 1,2 x t 2 όταν συνδυάζεται με εξωραφή b : 1 έως 4 mm φ : 40 ο έως 60 ο Όλες οι παραπάνω χαρακτηρίζονται ως ΑΥΧΕΝΙΚΕΣ ραφές

11 Καλλιτεχνική απόδοση στα σχέδια

12 Συνοπτική παρουσίαση συμβόλων Βασικά σύμβολα Ονομασία Περιγραφή Σύμβολο Βασικά σύμβολα Ονομασία Περιγραφή Σύμβολο Ραφή Ι Ραφή V Ραφή HV Ραφή Y Ραφή HY Ραφή U Έντονης κλίσης παρειών Αντιστήριξης Σημειακή Αυχενική Διπλή V Διπλή ΗV Διπλή Υ Διπλή Διπλή ΗΥ ΗΥ Διπλή U Τύπου V με αντιστήριξη Διπλή αυχενική Οπής

13 Συμβολική απόδοση συγκολλητικής ραφής Γραμμή αναφοράς (συνεχής) Γραμμή βέλους Ουρά Γραμμή αναφοράς (διακεκομμένη) Ραφή

14 Κανόνες θέσης του συμβόλου συγκολλητικής ραφής Η πλευρά της ραφής, την οποία δείχνει το βέλος ονομάζεται πλευρά του βέλους. Η άλλη πλευρά είναι η απέναντι του βέλους πλευρά. Το βέλος θα πρέπει κατά προτίμηση να δείχνει το ανώτερο μέρος του αντικειμένου. Το σύμβολο γράφεται κάθετα στην γραμμή αναφοράς Όταν το σύμβολο γράφεται στην συνεχή γραμμή αναφοράς, τότε η ραφή βρίσκεται από την πλευρά του βέλους. Όταν το σύμβολο γράφεται στην διακεκομμένη γραμμή αναφοράς, τότε η ραφή βρίσκεται στην απέναντι του βέλους πλευρά. Αν αυτό είναι δυνατό, το σύμβολο θα πρέπει να γράφεται επί της συνεχούς γραμμής αναφοράς. Σε συμμετρικές ραφές μπορεί να παραλείπεται η διακεκομμένη γραμμή αναφοράς.

15 Θέση του συμβόλου σε σχέση με την συγκολλητική ραφή Συγκολλητική ραφή στην πλευρά του βέλους Συγκολλητική ραφή στην απέναντι του βέλους πλευρά

16 Παραδείγματα Συγκολλητική ραφή στην πλευρά του βέλους Συγκολλητική ραφή στην απέναντι του βέλους πλευρά Σύμβολο και διακεκομμένη γραμμή βρίσκονται εκατέρωθεν της συνεχούς αναφοράς γραμμής. Σύμβολο και διακεκομμένη γραμμή βρίσκονται στην ίδια πλευρά της συνεχούς γραμμής αναφοράς.

17 Παραδείγματα 2 Συγκολλητική ραφή στην πλευρά του βέλους Σύμβολο και διακεκομμένη γραμμή βρίσκονται εκατέρωθεν της συνεχούς αναφοράς γραμμής. Συγκολλητική ραφή στην απέναντι του βέλους πλευρά Σύμβολο και διακεκομμένη γραμμή βρίσκονται στην ίδια πλευρά της συνεχούς γραμμής αναφοράς.

18 Παραδείγματα 3 Σε συμμετρικές ραφές δεν χρειάζεται η διακεκομμένη ραφή Σε μη συμμετρικές ραφές το βέλος δείχνει στο τεμάχιο στο οποίο πρέπει να γίνει η προκατεργασία.

19 Αναγραφή διαστάσεων

20 Σημειακές συγκολλήσεις (ηλεκτροπόντες) Πλήθος σημείων συγκόλλησης Απόσταση Διάμετρος Απόσταση πρώτου σημείου

21 Πρόσθετα σύμβολα Μορφή της Πίνακας επιφάνειας Σύμβολο Εκτέλεση της ραφής Σύμβολο Κοίλη Επίπεδη Κυρτή Τρόχισμα της ρίζας και συγκόλληση αντιστήριξης Λείανση της ραφής με επιπρόσθετη κατεργασία Μεταβατικές περιοχές χωρίς εγκοπές, ενδεχόμενα με κατεργασία Παραμένουσα ασπίδα του τήγματος της συγκόλλησης Αφαιρούμενη ασπίδα του τήγματος της συγκόλλησης Αν δεν αναγραφεί κανένα σύμβολο, τότε η επιφάνεια της ραφής διαμορφώνεται ελεύθερα.

22 Παράδειγμα - Πρόσθετα σύμβολα

23 Παράδειγμα 2 - Πρόσθετα σύμβολα

26 Συμπληρωματικά σύμβολα Πορεία και είδος της ραφής Ραφή, η οποία οδεύει στην περίμετρο, που δείχνει το βέλος (εδώ αυχενική) Συμπληρωματικό σύμβολο Ραφή, η οποία θα πρέπει να γίνει κατά την ανέγερση (εργοτάξιο)

27 Συμπληρωματικές πληροφορίες Τα στοιχεία, που αναφέρονται σε διαστάσεις, μπορούν ανάλογα με τις ανάγκες να συμπληρώνονται και με άλλα στοιχεία, που καθορίζουν τον τρόπο κατασκευής. Πάχος ραφής Μήκος ραφής Σύμβολο (ενδεχόμενα με πρόσθετα) Ψηφία καθορισμού της μεθόδου συγκόλλησης Ποιότητα ραφής Θέση συγκόλλησης Πρόσθετο υλικό συγκόλλησης

28 Κωδικοποίηση των μεθόδων συγκόλλησης Κατά ISO 4063 Παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο με κεραμική σκόνη Με επενδεδυμένο ηλεκτρόδιο Παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο με κεραμική σκόνη Παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο με σκόνη μετάλλων Σε ατμόσφαιρα αδρανών (ευγενών) αερίων MIG Σε ατμόσφαιρα ενεργών αερίων MΑG Σε ατμόσφαιρα αδρανών (ευγενών) αερίων με παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο Σε ατμόσφαιρα ενεργών αερίων με παραγεμισμένο ηλεκτρόδιο Σε ατμόσφαιρα ενεργών αερίων με παραγεμισμένο σύρμα Σε ατμόσφαιρα αδρανών (ευγενών) αερίων με παραγεμισμένο σύρμα Σε ατμόσφαιρα αδρανών (ευγενών) αερίων με μη τηκόμενο ηλεκτρόδιο (TIG) Συγκόλληση με plasma Συγκόλληση με plasma σε ατμόσφαιρα ενεργών αερίων Συγκόλληση με φλόγα οξυγόνου-ασετυλίνης

29 Κατηγορίες ποιοτήτων ραφών Κατηγορία D: Στην περίπτωση χαμηλών φορτίσεων, όταν αστοχία της ραφής δεν επηρεάζει την λειτουργικότητα της κατασκευής και σε στατική ή χαμηλή δυναμική φόρτιση, όπως π.χ. σε επικαλύψεις. Κατηγορία C: Στην περίπτωση μέσων φορτίσεων, όταν αστοχία της ραφής δεν επηρεάζει την κύρια λειτουργία της κατασκευής και σε μέση δυναμική φόρτιση, όπως π.χ. σε κάποια κελύφη, σε στηρίγματα. Κατηγορία B: Στην περίπτωση υψηλών φορτίσεων, όταν αστοχία της ραφής μπορεί να είναι αιτία ατυχήματος ή είναι αιτία αδυναμίας λειτουργίας της κατασκευής και σε υψηλή δυναμική φόρτιση, όπως π.χ. σε οχήματα, ανυψωτικά κ.ά.

30 Κατηγορίες ποιοτήτων ραφών

31 Θέση συγκόλλησης Κατά DIN EN ISO 6947 Λεκάνη Οριζόντια Εγκάρσια Ουρανός Οριζόντια -Ουρανός

32 Θέση συγκόλλησης Νέα στο PH = Ανοδική πορεία ραφής, μετωπική ραφή σύνδεσης σωλήνων και αυχενική ραφή σύνδεσης σωλήνα σε έλασμα PJ = Καθοδική πορεία ραφής, μετωπική ραφή σύνδεσης σωλήνων και αυχενική ραφή σύνδεσης σωλήνα σε έλασμα

33 Κανονισμοί σχετικοί με υλικά συγκόλλησης DIN EN ISO 544: Γενικής φύσης κανονισμός σχετικά με τον τύπο, το σχήμα και την σήμανση DIN EN ISO 2560: Επενδεδυμένα ηλεκτρόδια για συγκόλληση ηλεκτρικού τόξου μη κραματωμένων χαλύβων και λεπτόκοκκων χαλύβων DIN EN ISO 14343: Σύρμα συγκόλλησης, ταινίες συγκόλλησης και ράβδοι για την συγκόλληση ανοξείδωτων και ανθεκτικών στην θερμότητα χαλύβων DIN EN ISO 14175: Αέρια και μίγματα αερίων για την συγκόλληση ηλεκτρικού τόξου και για παρόμοιες διεργασίες