Kovácshegesztés

A kovácshegesztés a legősibb hegesztési eljárás, amelyet lágyacélok kötésére használnak. Bonyolult kovácsdarabokat alumínium hegesztés ugyanis csak úgy lehet elkészíteni, ha egyes részeit külön kovácsolják, és ezeket utólag kovácshegesztéssel egyesítik. Kovácshegesztéskor a hegesztési hőmérsékletre hevített alkatrészeket egymásra helyezik, és a alumínium hegesztés kötést külső erőhatással biztosítják. A kovácshegesztést az acél összetételétől függően 1350 °C körüli hőmérsékleten végzik. Jól hegeszthető a kis karbontartalmú lágyacél, 0,15% C-tartalomig. E fölötti C-tartalom mellett a hegesztés alumínium hegesztés korlátozott. A jó kötés feltétele a tiszta, oxidmentes érintkező felületek biztosítása. Ennek elérését segítik elő a különféle hegesztőporok (bórax, vörösvérlúgsó, szalmiák, hamuzsír, kvarchomok). Ezek a hegesztőporok a revével (FeO, Fe₂O₃ vagy Fe₃O₄) könnyen olvadó, hígfolyós salakot képeznek, és megóvják a felületet a további oxidációtól. Hegesztéskor az alakítóerő hatására ez a hígfolyós salak a hegesztendő felületek közül könnyen kifröccsen, és ezáltal a fémtiszta felületek lehetővé teszik a kohéziós kötést. A hegesztőport közvetlenül a hegesztési hőmérséklet elérése előtt szórják a felületre. A munkadarabot ezután visszahelyezik a kemencébe, és elvégzik a készrehevítést.

A munkadarabokat úgy kell kialakítani, hogy az egymásra helyezett hegesztési felületek tegyék lehetővé a alumínium hegesztés salak könnyű eltávolítását. Ezért a felületek először mindig középen érintkezzenek egymással, és ne zárjanak be üreget. A hegesztést könnyű ütésekkel kell kezdeni, és erős ütésekkel kell befejezni.

A kovácshegesztés különböző módszereinek vázlatát szemlélteti a 2.8. ábra.

2.8. ábra

A legegyszerűbb, de egyúttal a legkevésbé megbízható a tompahegesztés (a). Jobb kötést biztosít az átlapoló hegesztés (b). A darabok végeit előduzzasztják, majd 30-40°-os szögben kikovácsolják, gondoskodva arról, hogy a hegesztés kezdetén a felületek középen egy pont vagy vonal mentén érintkezzenek. Nagy darabok, illetve különböző anyagú alkatrészek egyesítésére használják a záróhegesztést (c), ahol az érintkezés az előzőekhez viszonyítva nagyobb felületen történik. Duzzasztás után az egyik darab végét bevágják és szétfeszítik, a másikat pedig kihegyezik. Ezután egymásba helyezve a darabot, elvégzik a hegesztést. Ez a módszer azzal a veszéllyel jár, hogy a hegesztés gyökerében salak maradhat vissza, ami rontja a varrat szilárdságát. Ha a hegyezett darab felületét lépcsőzetesre kovácsolják, növelni lehet az érintkezési felületet, ami a kötés szilárdságát növeli. A salakbezáródás veszélyével itt is számolni kell (d). Vékony lemezek hegesztését az e) ábrán látható behasításos módszerrel lehet a legjobban megoldani. Számítani kell azonban arra, hogy a felhevítéssel járó revésedés, majd az ezt követő salakképzés a lemezvastagság csökkenését eredményezi.

A kovácshegesztés minősége nagyon sok tényezőtől függ, és a szilárdsági értékek még az azonos módon elvégzett hegesztés esetén is nagy szórást mutatnak. A hegesztési hely szilárdsága erősen függ a kötés helyén visszamaradt salakfészkek elhelyezkedésétől. A kovácshegesztéssel elérhető maximális szilárdsági érték az adott anyagból készült tömör rúd szilárdságának kb. 85...90%-a.

A kovácshegesztés egyik változata az átlapoló csőhegesztés. A hegeszteni kívánt cső kiinduló anyaga lemezcsík, amelyet a hegesztés előtt csővé hajlítanak. Hajlítás után az éleknek fedniük kell egymást. A hegesztést külön erre a célra készült speciális gépeken lehet elvégezni (2.9. ábra). A csövet a hegesztőkocsi görgőire fektetik úgy, hogy forgatása és tengelyirányú mozgatása lehetővé váljék. A kocsit ezenkívül emelni és süllyeszteni is lehet. A kocsival a csövet végig lehet mozgatni az üllőrúdon. Az üllő előtt helyezik el a két gázégőt. Az alsó égőt az üllőrúdra, a felsőt a gép állványára szerelik. Amikor a cső egy szakasza elérte a hegesztési hőmérsékletet, a kocsit úgy mozdítják el, hogy a felmelegített rész az üllő fölé kerüljön. A kocsit ezután lesüllyesztik, a cső felfekszik az üllőre. Ezt követően a pneumatikus kalapács szapora ütéseivel elvégzik a hegesztést. Ezt a módszert általában 320...1300 mm átmérőjű, 5...80 mm falvastagságú csövek hegesztésére használják.

2.9. ábra