Műszaki Élet, 1974. július-december (29. évfolyam, 14-26. szám)

1974-07-05 / 14. szám

Kevés gyártási tech­nológia változott meg annyira alapvetően az utolsó három év­tizedben, mint a he­gesztés. Az 1930-as évek elején az akkor ismert he­gesztési eljárásokat még nagy­nyomású tartályok vagy egyéb kényes szerkezetek gyártására nem volt szabad használni. Az 1930-as évek végén azonban már mind külföldön, mind Magyar­­országon gyártottak nagynyo­mású erőműveket és csővezeté­keket, az akkor általában szo­kásos kézi hegesztő eljárások­kal. A hegesztés automatizálá­sára irányuló törekvések nem voltak túlzottan sikeresek. Különösen, akkor vált roha­mossá a hegesztés elterjedése a gyakorlatban, amikor a rönt­genvizsgálat és néhány évvel később az utrahangos anyag­­vizsgálat révén sikerült a he­gesztett ömledékben levő var­rattá­lákat kimutatni és ezzel a hegesztett szerkezetek biztonsá­gát lényegesen növelni. A második világháborút kö­vető nagyszabású kutatómunka kimutatta azt, hogy a hegesztés által létrehozott többtengelyű feszü­ltségi állapot lökésszerű igénybevételek és a kis hőmér­séklet hatására együttesen jön létre a ridegtörés, amelyet még az is befolyásol, hogy a hegesz­tésnél bevezetett hő hatására az anyagban szövetszerkezeti vál­tozások jönnek létre. Nagyszilárdságú acélok A világszerte meginduló kuta­tómunka kimutatta azt, hogy a hegesztett szerkezetet nem csu­­­pán a szokásos módon kell mé­retezni, hanem valamilyen pró­bával meg kell győződni arról is, hogy a ridegtörés veszélye fennáll-e az üzemi körülmények között. A fejlődésnek ebben az állapotában az 52 kp/mm2-es szilárdságú acélok (melyeknek folyásh­atára 35 kp/mm2 körül szokott lenni), alkalmasak vol­tak a nagy hegesztett szerkeze­tek létrehozására, mert a rönt­genvizsgálat és a ridegtörés vizsgálatára bevezetett bemet­szett ütve-hajlító vizsgálat (Charpy V próba) már megfele­lő biztonságot adott. A hegesztés szerkezeti anyaga a 37 kp­­mm2 szilárdságú, kis széntar­talmú, lágy szerkezeti acél volt. Az itM0-es évek elején történtek az el­ső kísérletek­ arra, hogy legalább 52 kp mm2 szilárdságú acélból ké­szüljenek hídszerkezetek, tartályok stb. Az első néhány hegesztett híd katasztrofális és az akkori körülmén­­­nyek között megmagyarázhatatlan leszakadása a hegesztők figyelmét ráterelte arra, hogy a nagyobb szi­lárdságú, ún. növelt folyáshatárú szerkezeti acélok a hegesztés hatá­sára ridegtörésre hajlamossá vál­nak. A hegesztett szerkezetek ri­degtörési hajlamát méginkább alá­támasztotta a második világháború során Amerikában sorozatban gyár­tott, tisztán hegesztett kivitelű s­zál­­lítóhajók sorozatos törése, amelyek közül nem is egy törés a kikötő­ben, különösebb terhelés nélkül következett be. Nagynyomású tartályokban, de méginkább a hajóépítésben szüksé­gessé vált ennél is nagyobb szilárd­ságú acélok alkalmazása, mert ál­talános tapasztalat szerint a hegesz­tés során fellépő feszültségek an­nál nagyobbak, minél nagyobb a falvastagság. A nagyszilárdságú szerkezeti anyagok alkalmazása a hegesztésben tehát nemcsak súly­­megtakarítási szempontokból szük­séges, hanem a hegesztésnél fellé­pő veszedelmes feszültségek csök­kentésére is. A további fejlődés során a nagyipari államokban már megjelentek a 70 kip/mm2 folyásha­tárú nagyszilárdságú acélok. Az ilyen, vagy ennél nagyobb szilárd­ságú acélokból készített hegesztett szerkezetekben azonban, egy netán előforduló repedés vagya anyag­hiba jelenlétében a törés már az anyag folyási határa alatt is előfordulhat. Az 1950-es évek közepe tájé­kán kezdett fejlődni egy egészen új tudományág, a törésmechani­ka, melynek célkitűzése annak megállapítása, hogy egy repe­dést tartalmazó anyagban mi­lyen méretű repedés terjed to­vább az üzemi feszültség hatá­sára, vagy megfordítva, az adott üzemi feszültség mellett milyen repedés engedhető még meg. A törésmechanika tudomány­ága egészen más anyagjel­lemzőket igényel, mint a hagyományos méretezés. A szerkezeti anyagok szilárdság­növelése és a törésmechanika ugrásszerű fejlődése tette lehe­tővé többek között azt, hogy a 200 000—350 000 tonnás olajszál­lító tankhajókat ilyen nagy szi­lárdságú acélból lehessen építe­ni. Igen sok hegesztett szerkezet, pl. egy közúti híd igénybevéte­le állandóan ismétlődik, tehát a szerkezet kifáradásra van igény­­bevéve. A fáradás során a tö­résig elviselt vagy elviselhető igénybevételek száma rendkí­vül nagy szóródást mutat még a nem hegesztett szerkezeti anya­goknál is. Ez a szóródás különö­sen nagy a hegesztett kötések­nél, ahol a kivitel minősége ezt a szóródást méginkább befolyá­solja. Egyöntetű hegesztett kötés A hegesztett szerkezetek ter­vezésénél tehát az egyik út az alapanyag szilárdságának növe­lése és a ridegtörésre való mé­retezés. Az ismételt igénybevé­telnek kitett szerkezeteknél vi­szont az alapvető fejlődési irány nem az alapanyag szilárdságá­nak növelése, hanem az egyön­tetű, homogén minőségű hegesz­tett kötés előállítása. Az anyag, a méretezés és az anyagvizsgálat terén itt röviden vázolt fejlődéssel párhuzamosan ugrásszerű fejlődésen mentek át a hegesztési technológiák is. A hegesztés automatizálása akkor oldódott meg, amikor az auto­matákkal már nem a kézi ívhe­gesztés műveleteit, tehát az em­beri kéz mozgását igyekeztek utánozni, ha­nem az automatizá­lást az ív fizikai tulajdonságain alapuló vezérlésekre­ alapozták. A kézi ívhegesztésnél évtizedeken át használt és ma is használatban levő elektródokban az áram­sűrű­ség­e, néhány amper, mm- nagy­ságrendben mozog. Ilyen áramsűrű­ség esetén az ívfeszültség — ív­áram összefüggés görbevonalú, ami az automatikus vezérlést meg­nehezíti. Nagy áramsűrűségek ese­tén az ívben folyó áram­ és a fe­szültség összefüggése egyenesvona­lú, amelyre lényegesen könnyebb automatikus vezérlést szerkeszteni. Mint érdekesség említendő meg, hogy a nagy áramsűrűségű ív fi­zikája (Beck­, 1912) közel 40 éve is­mert volt, amikor műszaki alkal­mazása elterjedt. A mai korszerű automaták és félautomaták (védő­­gázas hegesztések, fedőpor alatti hegesztések, a kijevi Paton Inté­zetben kidolgozott salakhegesztés) termelékenysége 5—30-szorosa a ha­gyományos kézi ívhegesztésnek. Az automata és félautomata ömlesztő hegesztéseknek mint­egy 30—40 különböző válfaja fejlődött ki, amelyekhez hozzá­járult még egy sor, a Joule-hen alapuló hegesztési technológia: ellenállás-hegesztés, ponthe­gesztés, vonalhegesztés legkü­lönbözőbb válfajai, amelyeket az utóbbi időkben az elektron­­sugaras hegesztés, a plazmahe­gesztés és egy sor újabb tech­nológiai eljárás egészít ki. Az egyes eljárások részletezése he­lyett azt lehet mondani, hogy ma bármely anyagot bármely anyaggal össze lehet hegeszteni, csak a technológiát kell megfe­lelően megválasztani. Mint szél­sőséges példát említem, hogy egy oxidkerámiát is össze lehet egy fémmel hegeszteni, ha arra szükség van A korszerű hegesztések nem­csak a ma már hagyományos­nak tekinthető hegesztett szer­kezetek szerkesztésére hatottak vissza, hanem új utakat nyitot­tak a gépszerkesztés számos te­rületén. Egyedi öntvénydarabok helyett egyre jobban terjed a hegesztett szerkezet használata (pl. gépállványok), de befolyá­solja a korszerű hegesztés a ko­vácsdarabok szerkesztését is, mert a bonyolult alakú darabo­kat érdemes több, egyszerű da­rabra bontani, és az egyes da­rabokat összehegeszteni. A hegesztés fő fejlődési irá­nyai tehát röviden a követke­zők : — A felhasznált szerkezeti anyagok szilárdsága tovább nő, illetve egyre jobban terjednek a nagy szilárdságú szerkezeti anyagok — Ezzel párhuzamosan to­­vább "fejlőd­tek a mechanikai anyagvizsgálatok mind a hagyo­mányos szilárdsági vizsgálatok, mind a ridegtörési vizsgálatok, mind pedig a törésmechanika mérőszámait szolgáltató vizsgá­latok.­­ Tovább fejlődik és egyre általánosabb a roncsolásmentes anyagvizsgálatok alkalmazása.­­ Végül, de nem utolsó sor­ban egyre jobban fejlődnek a hegesztési technológiák, ahol a fejlődés a félautomatikus és­ tel­jesen automatikus hegesz­tésen túlmenően ma már a nagy sorozatgyártásnál a célgépesítés irányába megy. A vázlatos gondolatmenetből is világos, hogy míg az 1930-as évek hegesztő szakemberének egy, vagy két fajta hegesztési technológiát kellett ismernie, a szerkesztés területén kb. ugyan­azt kellett ismernie, mint az át­lagos mérnöknek, és az anyag­­vizsgálatból is csak valami ke­vés többlet ismeretre volt szüksé­ge, addig a ma hegesztő mérnö­kének a hegesztés technológiá­ján és a metallurgai folyamatai­nak ismeretén túl, jó ismeretek­kel kell rendelkeznie a hőkeze­lés, a mechanikai anyagvizsgá­lat, a roncsolásmentes anyag­­vizsgálat (röntgen, izotóp, ultra­hang stb.), a ridegtörési vizsgá­latok, sőt messzebbmenően a tö­résmechanika területén. Ezenfe­lül ismernie kell a mai korsze­rű hegesztőautomaták viszony­lag bonyolult villamos berende­zéseit, az ívfizika legújabb ered­ményeit, a plazma alkalmazá­sát a hegesztéstechnológiában stb., és ezenkívül még a he­gesztő technológusnak is tisztá­ban kell lennie a hegesztett szerkezetek tervezésének alap­fogalmaival, mint ahogy meg­fordítva, a szerkesztőnek is kor­szerű ismeretekkel kell rendel­keznie a hegesztéstechnológia és anyagvizsgálat felsorolt terüle­tein. Nemzetközi hegesztés­technikai szervezet Amikor tehát ma hegesztésről van szó, az alatt egy a hegesz­téssel szorosan kapcsolódó tudo­mányterületről is szó van. Ezt felismerve, alapították meg 1948-ban a Nemzetközi He­gesztéstechnikai Szövetséget, In­ternational Institute of Wel­­ding-II­W. Az IIW munkáját 16 szekcióban végzi, amelyek közül csak példa­ként említem meg, hogy külön szekció foglalkozik a kézi ívhe­­gesztéssel, egy másik a félautoma­ta és automata hegesztésekkel, egy külön szekció a rid­egtöréssel, ismét egy másik a roncsolásmentes anyagvizsgálattal stb. Az egyes szekciókban a 36 tagállam legjobb szakemberei vesznek részt. Az IIW működése lényegesen eltér a szok­ványos nemzetközi kongresszusok­tól. Évente egyszer tartja a szer­vezet az éves közgyűlését, melynek programján az egyes szekciókban, tartott előadások, munkabizottsá­gok jelentései szerepelnek. Az egyes szekciók az előzetesen írás­ban benyújtott előadást, vagy mun­kabizottsági jelentést nem csupán megvitatják és kiegészítik, hanem egyben minősítik is. Az olyan do­kumentumokat, amelyre a jelenle­vő szakemberek úgy találják, hogy az a kor tudományos ismereteinek megfelelően helyes és általánosság­ban használható, megkülönböztető jelzéssel és az N­W jelvénnyel el­látva adják ki, míg más dokumen­tumokat esetleg elvileg helyesnek találnak, de nem eléggé érettnek ahhoz, hogy általános használatra javasolják. Ezek szerint a hegesz­téstechnika és a kapcsolt tudo­mányágak területén működő szak­emberek a legkorszerűbb ismeret­­anyagot akkor tudják megszerezni, ha az I­W ilyen módon hitelesített és jóváhagyott dokumentumaira tá­maszkodnak. A legaktuálisabb problémák ki­dolgozására az IIW nemzetközi munkabizottságokat szervez, így pl. évekig működött egy nemzetközi munkabizottság, melyhez minden tagállam beküldötte azokat a rideg­törési eseteket,­­ amelyek az illető államban előfordultak. A törési ese­tek leírása, az anyagvizsgálati ada­tok egybevetése és gondos elemzé­se alapján készített az N­W egy korrelációs összefüggést a gyakor­latban előfordult ridegtörések és a V-bemetszésű Charpy próbatesten mért ütőmunka érték között. Ezen munka eredményeképpen lett álta­lánosan elfogadott az, hogy az alapanyag ridegtörés szempontjá­ból akkor megfelelő, ha a szerke­zet üzemi hőmérsékletén mért ütő­­m­unlkája legalább 3,5 mkp/cm2. A felsorolt példán kívül az IIW mun­kabizottságai számos más területen dolgoztak és dolgoznak. A Gépipari Tudományos Egye­sület felismerve az IIW-ben fo­lyó munka fontosságát, 1961-ben kérte Magyarország felvételét, ami 1962-ben meg is történt. Az IIW munkájában való magyar részvételnek nagyon nagy len­dületet adott az, hogy a Kohó- és Gépipari Minisztérium a Gépipari Technológiai Intézet­ben megalapította az IIW Ma­gyar Nemzeti Bizottságának Tit­kárságát, amely a nemzetközi szervezetben való részvételünk­ből folyó feladatokon kívül igyekszik a magyar szakembe­reket az IIW-ből származó ér­tékes információs anyagokkal ellátni. Az IIW fennállása óta először Budapesten tartja évi közgyűlését 1974. július 14—21. között. Ezzel alkalom nyílik ar­ra, hogy az évi közgyűlés mun­kájában a magyar szakemberek jelentős létszámban vegyenek részt. DR. GILLEMOT LÁSZLÓ akadémikus, egyetemi tanár A hegesztés újabb fejlődési irányai , se Az édesipar sajnos mindig azok közé az ágazatok közé tartozott, amelyeknek nem nagyon jutott a beruházási keretekből, s így nem lehet csodálkozni azon, hogy a gé­peknek mintegy a fele ma is el­avultnak mondható, noha éppen a legutóbbi időben volt valami ja­­vulás. Se ember, se gép Az édesipar — különösen Buda­pesten — igen nagy munkaerő­problémákkal küzd, s már a máso­dik műszakban is a gépek egy ré­sze kihasználatlan. A már ismert gondokon túl a nehézségeket fo­k­ozza, hogy az élelmiszeriparban a munkások bérszínvonala itt a leg­alacsonyabb, s az igazat megvallva gondot okoz az is, hogy a munká­sok nagy része fiatal nő. A mint­egy 9000 munkásból 3700 a 30 éven aluli, s így nem lehet csodálkozni azon, hogy állandóan mintegy 1000 körül mozog a szülési vagy gyer­mekgondozási szabadságon lévők száma. Ez pedig a teljes létszámnak több mint 10 százaléka, s ezt olyan nehéz munkaerőhelyzetben, mint amilyen a mai, szinte lehetetlen pótolni. Ha nincs elegendő munkaerő, s különösen ha arra a közeljövőben sem lehet számítani, akkor az ed­diginél termelékenyebb gépeket kell beállítani. Ez olyan alapvető igazság, amit igazán tud mindenki. A kérdés csak az, hogy miből. Van-e a gyárnak gépvásárlásra elegendő fejlesztési alapja? Az édesipar esetében nincsen, tehát nem nagyon lehet arra számítani, hogy a feltétlenül szükséges re­konstrukciót saját erejéből meg tud­ja valósítani. Ez a tény szomorú, de tény, mint ahogy az is realitás, hogy a fogyasztói igények évi 5-7 édesipar százalékkal növekednek, és ezt mindenképpen ki kell elégíteni. Az édesipar vezetői örömmel látják, hogy az iparág nehéz helyzetét jó­­akaratúan mérlegelik azok, akik segíthetnek, s ezért nagyon remé­lik, hogy a következő ötéves terv­időszakban hozzákezdhetnek ahhoz a rekonstrukcióhoz, amire vélemé­nyük szerint mindenképpen szük­ség van. Készlet és ellátás Egy kicsit az előbbi témához tar­toznak a készletezés és a biztonsá­gos ellátás ellentmondásai. Mivel — mint ahogy elmondottuk — a ka­pacitásokat teljes mértékben ki­használni nem lehet, a Magyar Édesipar egyre inkább a folyama­tos termelésre tér át Igen ám, csakhogy a folyamatos termelés eb­ben az esetben azt jelenti, hogy tá­rolják az árut azokra az időszakok­ra, amikor köztudomásúan nagyobb a kereslet az édesipari termékek iránt (karácsony, húsvét stb.). Köz­ismert viszont, hogy a pénzügyi szervek a raktárkészletek növeke­dését nem látják szívesen, s ezt is­mét az a fejlesztési alap sínyli meg, amelyre pedig az iparágnak nagy szüksége volna ahhoz, hogy a­­fejlesztést a kívánt ütemben tudja biztosítani. A vállalat tehát vagy fizeti a büntetést, vagy nem tudja kielégíteni a közönség egyre növek­vő igényeit Ezt a dilemmát bizony nem könnyű eldönteni. Az árak és a választék Ami az árakat illeti, noha a ter­mékek közel 50 százaléka szabad­áras, mégis a gyakorlatban csak el­vétve találkozunk áremelkedéssel. Nagyobb áremelések fedezésére a vállalat állami támogatást kap. Ugyanakkor közismert, hogy az alapanyagok ára, de főleg a kor­szerű csomagolóanyagok ára gyor­san nő. Ezt a különbséget eddig a vállalat igyekezett saját nyereségé­ből kiegyenlíteni, a baj csak az, hogy egy jelentősebb fejlesztés ak­kora árváltozást követelne, hogy a differencia „lenyelését” a­ vállalat már nem bírná el. Azt persze sen­ki nem akarja ajánlani, hogy az árakat emeljék, hiszen ehhez min­den vállalat csak végső esetben folyamodik, és ez vitathatatlanul helyes. A kérdés csak az, hogy en­nek a fejlesztéssel való ellentmondá­sát fel lehet-e valahogy oldani. A jelenlegi helyzetben a külső ténye­zők hatására a vállalat nyeresége folyamatosan csökken, ami veszé­lyezteti a dolgozók, ösztönzését és a fejlesztés reális megvalósítását is. A választék nálunk vitathatatla­nul rendkívül nagy. Igaz, hogy az utóbbi években mintegy 100—150 cikk gyártása megszűnt, de még így is 700 féle édesipari terméket állítunk elő, amennyit talán sehol sem gyártanak. A szakemberek vé­leménye szerint ezt a számot mint­egy 350—100-ra lehet csökkenteni úgy, hogy az ellátás színvonala ne szenvedjen kárt. Lehet, hogy né­hány nagyon speciális kívánságnak így nem tudnak eleget tenni, a többi cikkekből viszont az ellátás folyamatosabb volna. Nem szabad megfeledkezni aról sem, hogy a legjobb édességboltok sem tudnak 80—100 féle cikknél többet tartani. Ez a csökkentett termékválaszték te­hát az érdekeltek véleménye sze­rint még mindig kielégítő lenne. Mindezeket a terveket azonban csak akkor lehet valóra váltani, ha az iparág a korszerű gyártóvona­lakhoz korszerű csomagológépeket kap. Az erre vonatkozó tervek elké­szültek, s reméljük, hogy a szüksé­ges támogatás sem marad el. MŰSZAKI ÉLET 3

Next