Advertise on podcast: Teorie školy

1903 Fouché, Picard - kyslík + palivo (acetylén) - metoda 311, 1901 sir Humphrey Davy a současně Vladimírovič Petrov - elektrody lisované z dřevěného uhlí (pára uhlí (později grafitu)září jasněji než u oceli - vhodné pro obloukové lampy)- vysoké U - oblouk 1865 Wilde - použití oblouku pro svařování - železné elektrody 1881 Auguste de Meritens - uhlíková elektroda (dnes pro vysoké proudy (250 A) + ochrana před předčasnou oxidací - měděný obal + přívod stlačeného vzduchu - odfukování roztaveného kovu + chlazení elektrody), vyšší teplota tavení uhlíku (3550 C) další pokusy - nepřímý ohřev - oblouková lampa - Jabločkov - přepálení vodivého můstku - zapálení elektrod ve stejný čas 1885 britský patent Nicolas de Bernardos a Stanislaw Olszewski - posuvný držák uhlíkové elektrody, sporadické využití - Baldwin Locomotive Works 1889 Nikolaj Gavrilovič Slavianoff a Charles Coffin (nezávisle na sobě) kovová elektroda - přidávána do svaru, křehnutí kontakt se vzduchem 1907 Oscar Kjelleborg - obalovaná elektroda (funkce metalurgická, ochranná a ionizační - tvorba vodivé cesty (K, Na, Li, sloučeniny Ca) 1929 celosvařované lodě - svařování pod tavidlem metodou 121 (dráty) 122 (pásky) 30. léta TIG - ochranná atmosféra původně elektroda zapojována na + (nepřímá polarita) - širší, méně hluboký svar, ovšem přehřívání elektrody - přímá polarita DC nerez oceli AC hliník, hořčík (vysoká afinita ke kyslíku) 45 - 68 % EN Al běžně 60 - 75 % EN - rychlejší svar, neničí se elektroda, slinutí svarů Nižší podíl EN - širší svar, minimalizace penetrace 1948 MIG - svařování tlustších materiálů (x TIG) původně svařování Al, 1950 John Lincoln MAG - CO2 - rychlost až 110 mm/s 1953 Plazma - chlazená tryska, plazmatron, wolframová elektroda

Tlakové svařování (v dotčené oblasti alespoň 60 % plastické deformace (svařování ultrazvukem 5 %) - GPa, MMA ruční obloukové svařování obalenou elektrodou (111 dle ISO 4063) OCHRANNÁ ATMOSFÉRA - tavící se elektroda - MIG (131) - inertní MAG - aktivní (135) FCAW (Flux Cored Arc Welding) ochranný plyn, bez ochranného plynu MOG, kovová páska uzavřená kladkami, uvnitř tavidlo + legury netavící se elektroda - (141) TIG manuální zručnost - přídavný kov (s vysokou afinitou ke kyslíku) ručně, Al, Mg, Cu, korozivzdorné oceli, bronz, mosaz Plamenné svařování kyslík-acetylén (311) kyslík-propan (312) kyslík-vodík (313) Svařování vodíkem - disociace mezi dvěma elektrodami, rekombinace ve svarové lázni, Irwing Langmuir, Svařování pod tavidlem (APT) - s přídavným materiálem (122) - plně automatizované - dlouhé svary - trubice, mosty, lodě Elektronové svařování - 30 - 200 keV, vysoká hustota výkonu (5 *10 ^ 8 W/mm2) vysoké teploty - Ti, Z, Ni, Hf, W, převod energie rozkmitáním atomové mříže Aluminotermické svařování (termitem) Fe2O3 + 2Al --> Al2O3 + 2Fe - teplota pomocí hořčíkové roznětky(2450 C)

Kovářské svařování - napěchování (stlačení ve směru osy), nahřátí na 800-900 C (červená), okujení, posypání tavidlem (BORAX), 1300-1450 C bílá oklepáním strusky a propojení - damascénská ocel (Damašek) - nožařská ocel, C 0,1-0,6% S0,05% P0,05% Odporové svařování - mříže - menší rezistivita mědi než oceli, výbuchové navařování - např. ocel-titan, plátování, difúzní svařování - 0,5 - 0,9 Tm, ve vakuu nebo ochranné atmosféře, třecí svařování - dnes i možnost samotného rotujícího trnu ULTRAZVUKOVÉ SVAŘOVÁNÍ začíná od 15/16 kHz běžně řada 20 kHz 30 kHz 35 kHz 40 kHz 70 kHz, trny na přitlačovaném materiálu (energie director), zdroj (electronic ultrasound generator) - převod na rezonanční frekvenci Aparatura - měnič - převod na mechanickou energii, vlnovod (sestává se ze zesilovače a hrotu) booster (zesilovač), roh (sonotroda) - zesílení na daný materiál, plastická deformace 5 % tloušťky spoje

Procesy v plazmatu - disociace (2000-6000 K) (H2, O2)~5eV, N2,CO~9eV vznik volných radikálů ionizace (5000-15000 K)(15000 - 100000K vícenásobná ionizace) - odtržení e- - ionizační potenciál (nízký u alkalických kovů - Cesium 3,9eV, K 4,3eV - H2 15,6 eV N2 15,5 eV O2 12,5 eV ionizace - elektronem, molekulou, fotonem, termicky Vzduch - aktivní plyny - dioxygenyl O2+, N2+, NO, Ar, Ar++, N+, N++, N2-, NO+ Samotný Argon - pouze ionizace Ar+ Ar 2+ Ar 3+..., s teplotou roste koncentrace volných elektronů ELKTRODY grafit 5 kA - 100 kA, měď, ocel - 0,05 - 2 kA W+ThO2 - 1 kA - 10 kA - ochranný plyn neaktivní (jinak nutné Hf, Zr), samotný oblouk už ovšem stabilizovaný aktivním plynem Plazmotron - plazmový hořák, plazmomet, plazmový generátor - obloukový se závislým/nezávislým obloukem, indukční - RF plazma, PLAZMOTVORNÉ PLYNY - H2 vysoké napětí (120V), nejnižší teplota 5200 K, výbušný s kyslíkem, N2 - nižší min teplota plazmatu (7500 K) U zápalné = 65 V - NO - jedovatý Ar Uzap=40 V, T min = 15000 K Stabilizace axiálně, tangenciálně, vysokotlaké vodou Plazmový ohřev - P=30-150 kW, v2000m/s tok 500-5000 l/hod PLAZMATICKÝ NÁSTŘIK obloukový - prášek/drát (pojidlem např. Fe, Ni), rozptyl 15-20 mm RF plazmatický indukční nástřik - B budí E - elektronová lavina, 3 - 5 závitů, průměr trubky chlazené vodou 35-70 mm, délka 150-200 mm, nerezová tyčinka kterou je přiváděn prášek a plyn ideálně umístěna ani ne nad cívkou (rozptyl částic na stěny L) ani ne pod (zbytečné ochlazování), velký objem, malá rychlost, APS - atmosférický tlak GPS - vakuový TAVÍCÍ PEC trojfázová - 3 plazmotrony, střídavé napětí - usměrnění popř. přívod stejnosměrného - srov oblouková pec PLAZMOVÉ ŘEZÁNÍ - pilotní oblouk na katodě a trysce Výhody - oblé tvary, automatizace (slabší plechy nahrazuje dnes laser), rychlost řezu, jakýkoliv vodivý materiál, pod vodou není hlučné a minimalizuje teplotní účinky na okolí Nevýhody - max tloušťka 20 mm pod vodou 12 mm, širší řezná spára PLAZMOVÉ SVAŘOVÁNÍ - bez i s přídavným materiálem PAW (Plasma Arc Welding) vs TIG PAW - elektroda zvnějšku neviditelná (X TIG je vidět), až 28 000 K (běžně do 20 000 K)(X 11 000 K, běžně 8000 K TIG), omezený oblouk (tangenciální stabilizace X TIG neomezený oblouk), vyšší tepelná účinnost (přeměna elektrické na tepelnou energii), vydává ÚV záření a vysoký zvuk o 100 dB (TIG nikoli), menší oblast ovlivněná teplem, vyžití plynu 2x - ochranný plyn + plyn pro tvorbu plazmatu PLAZMOVÉ LEPTÁNÍ - volné radikály- chemicky I fyzikálně LIKVIDACE ODPADŮ - syngas (CO + H)

Světelné - elektrický oblouk - Na - char. vlnová délka 589 nm, sodíková vysokotlaká - pěstování rostlin (srov. plazmová lampa - emise modrého světla) /nízkotlaká výbojky - dnes vytlačena LED, 183 lm/W, monochromatická, Technické aplikace - povrchová úprava

1839 Jan Evangelista Purkyně fyziolog zakladatel cytologie purkyňovy buňky jedny z největších neuronových buněk keříčkovité dendrity srov Bezoutovy trojúhelníkové buňky - velikost těla i 20um 1878 sir William Crookes - vedení plynu 1920 Irwing Langmuir - připomíná průzračnou složku PLAZMA 4. skupenství, kvazineutralita, vysoká elektrická a tepelná vodivost, účinky EM pole, kolektivní chování λD>1 λD={[ε0*k*Tp*Tn]/[ni*(Tp-Tn)*e^2]}^(1/2) ni-počet ionizovaných částic, pro elektron λD= ((ε0*k*Te^2)/(ni*e^2))^(1/2). ND = n(4/3)π*λD^3. = 1,380*10^6 *T^(3/2)/n^(1/2) . ND - počet částic v Debeyho sféře ωτ>1 - kruhová plazmová frekvence, τ - doba mezi srážkami s neutrálními částicemi, síly EM působí více než hydrodynamické, Zápalné napětí Uz= {B*p*d}/{ln(A*p*d)-ln[ln(1+1/γ)]} γ=ns/np - koeficient sekundární emise e-, ns - množství sekundárních elektronů, np-množství primárních elektronů, minimální zápalné napětí plazma pro p*d [Pa*m] 10^0 - 10^1 Pa (Argon), vzduch 10^(-1) - 10^0 Pa- plně/částečně ionizovaná α=ni/(ni + nn) ni- počet ionizovaných částic nn-počet neutrálních částic, úplná ionizace - žádný vazebný e- E =1,36 * Z^2 [eV], grafy viz https://www.researchgate.net/publication/3164388_The_Atmospheric-Pressure_Plasma_Jet_A_Review_and_Comparison_to_Other_Plasma_Sources#pf2 (Fig 1 a Fig 3). Plazma nízkoteplotní (dále studené a teplé nízkoteplotní plazma) a vysokoteplotní. Teplota přechodu plynu na plazma závisí na tlaku a teplotě, nejvyšší teploty pro vznik plazmatu (asi 1eV - 11606 K) při p=10kPa

Ohm mm/m = 10^-6 Ohm m, Tepelné veličiny tepelný tok (W), hustota tepelného toku (W/m2). (Srov. Intenzita vyzařování M), tepelný odpor R Teplotní veličiny Součinitel teplotní vodivosti a= λ/(cς) m2/s Součinitele roztažnosti a odporu, teplotní rozdíl, teplotní spád θ termodynamická teplota 273,15 tání ledu, 273,16 trojný bod, Fahrenheit 32 + 9t/5, Rankinova stupnice 9T/5, υ Elektrické a tepelné pole potenciál - teplota, dφ=U, dT teplotní rozdíl, -grad φ = E, -grad T = E, J/q, J=-γgradφ q=-λgradT, paralelní stěna (stejná tloušťka stěny) 1/R = 1/R1 + 1/R2.., vrstvy na sobě R = R1 + R2...

Φ=∫BdS=0 (4. max. r. - Gaussův zákon pro magnetické pole) Indukčnost: konstanta úměrnnosti - Biot-Savartův zákon B(r) = (μ.I/(4π)).∫dRqx(r-Rq)/(r-Rq)^3 Rq - počáteční poloha náboje Q, L=ψ/I ψ - spřažený tok, ψ1 = Φ11 (vlastní magnetický indukční tok) + Φ12 (vazební indukční tok), L21 = Φ21/I1 = L12 = Φ12/I2 = M = Ue1/(dI/dt), M - vzájemná indukčnost, k1*Φ12 = Φ1, L12*L21 = (k1*Φ12*k2*Φ21)/(I1*I2) => M^2 = k1*k2 *L12*L21, k=√(k1k2) => k =M/√(L1L2) k= 1 vazba zcela těsná vzájemná, k=0 - vazba zcela volná Parciální indukčnost Lcelk = Lp1 + Lp2 + Lp3 + Lp4 - 2M13 - 2M24 kde pro l>>r Lp=2*10^(-7)*l*(ln(2l/r)-1), Mp=2*10^(-7)*l*(ln(2l/d)-1), d - vzdálenost mezi vodiči

Značky +CH - na tvrdost jádra +H - prokalitelnost +Z15,+Z25,+Z35 - min. kontrakce ve směru kolmém k povrchu, značí necking (vznik krčku - zúžení) TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ - +A (annealing - žíhání) - žíhaný na měkko, +AT rozpouštěně žíhaný - tvorba precipitátů, +AC - žíhaný na globulární karbidy - interkritické žíhání - mezi A1 a A3 - následně pozvolné chlazení těsně pod A1 ->austenit + ferit alfa, subkritické/podkritické žíhání - nevzniká austenit, dlouhá výdrž - 5 - 20 h, těsně pod eutektoidní (perlit, 0,8%C)teplotou A1 (pro uhlíkové oceli cca 723°C), +RA - rekrystalizačně žíháno - u kovů tvářených za studena odstraňuje důsledky plastické deformace, není dosaženo fázové přeměny (austenitizace, martenzitická, bainitická, perlitická přeměna)+AR válcováno, +HC válcováno za tepla, zpevnění za studena, +CR - válcováno za studena, +C zpevnění za studena, +Cnnn - nnn - min. Rm[MPa], +Cpnnn - zpevnění za studena, min. tažnost 0,2% od nnn, + I - izotermicky zpracováno, +DC - dle předpisu objednavatele, +FP - zpracováno na ferit- perlit (perlit 88,5 % feritu, 11,5% cementitu Fe3C), +N - normalizačně žíhaný nebo válcovaný +NT - normalizačně zušlechtěný (žíhaný + popouštěný), +M - termomechanicky tvářený +LC - lehce převálcovaný/přetažený za studena +P precipitačně vytvrzeno, +Q - kalení, +QT -zušlechtění: kalení + popouštění, +QA - kalený na vzduchu, +QO - v oleji, +QW - ve vodě, +S - možné stříhat za studena +T popouštění +U nezpracovaný +WW - zpevněný zpracováním za tepla DRUHY POVLAKŮ +A - žárové pohliníkování +AZ (Al>Zn) +AS (Si až 25 %), +CE - elektrolytické pochromování dle ECCS, +CU měděný povlak, +OC - organický povlak, +IC - anorganický povlak, +S pocínováno ponorem, +SE - pocínováno elektrolyticky, +T - žárově pokoveno slitinou Pb-Sn (Terne(Pb 80 % Sn 20 % x pájka 50 - 95 % Sn), +TE - elektrolyticky pokoveno slotinou Terne, +Z - žárové pozinkování ponorem, +ZN - elektrolyticky pokoveno slitinou Zn-Ni, +ZA (Zn>Al), +ZE elektroliticky, +ZF - difúzně žíháno (sherardováno) - napouštění oceli Zn, ČÍSELNÉ OZNAČOVÁNÍ - Oceli 1NN NNNN, NN- 00 základní oceli, 01 konstrukční oceli Rm500MPa, neurčené pro tepelné zpracování 05 0,5

1) fyzikální, mechanické vlastnosti, použití S (Steels for Constructions for general use) - S235JRC+C - zkouška rázem v ohybu - práce K, KV, 235 Reh, Rel, C+C - možné tváření za studena (ohýbání, hranění) (+C - bylo tvářeno za studena), D - žárové pokovování ponorem, F (forge)- kování, E (emailing) - smaltování, H - duté profily (hollow profile), M - termomechanicky zpracováno Charpyho kladivo, nárazová práce K, KV, 27 J - J, 40 J - K, 60 J - L, JR => 20 °C, J0 => 0°C, J2 => -20°C, K3 => -30°C, L5 => -60°C,S195T, P tlakové nádoby a) N - ploché, S - jednoduché tlakové T - trubky, G - jiné charakteristiky b)H - vysoké teploty, L - nízké teploty X - vysoké i nízké teploty R - pokojové teploty, P250GH - kotlová ocel, P275NL, B ocel pro výztuž do betonu - třída A normální B - vysoká, C - velmi vysoká, B500A, E oceli na strojní součásti - E235JR, D - ploché výrobky, C - válcováno za studena X - válcování nepředepsáno, DX51D + Z - 51 cívek, ponor + pozinkování, DC03ED, DC04 ED, DC05 - vyšší houževnatost 2) chemické vlastnosti - C- Mn1%, střední hodnoty aspoň 1 legury 5% HS oceli - W, Mo, V, Co

Slitiny železa - vysoká pec 3-4% C, C>2% litiny, Oceli ke tváření - nelegované - jakostní, ušlechtilé Korozivzdorné oceli Cr>10,5% C 5000 kg/m3, Zinek - slitiny s Al (+AZ, +ZA), s Cu mosaz - karburátor - dobrá zatékavost, povrchová úprava +Z, Měď - elektrolytická min. 99,9% - malý měrný odpor, hutnická 99,8% - dobrá tepelná vodivost - chladiče, slitiny mosaz se zn - výborná tažnost/obrobitelnost - struny, nábojnice, soustružení na automatech, pájky - mosazné - pájení oceli/médií stříbrné Cu Zn Ag - pájení mosazí, niklu, bronzu, spojů pro vedení el. proudu, Bronz - Cu-Sn - výhodný součinitel tření (ložiska, výstelky ložisek), odkysličení bronzu fosforem P-Cu (několik setin procenta) - struny, odolnost proti korozi, Hliníkový bronz - tvrdší, křehčí - součásti čerpadel, pro namáhaná ložiska, olověný bronz - snese zátěž u ložisek 100- 350 kp/cm2 OLOVO - měkké pájky Pb-Sn, Cín - nezávadný (potravinářství) Lehké kovy Titan (4500kg/m3) - vysoká tvrdost, odolný proti korozi, chemickým látkám, teplota tavení 1688°C, slitiny s Al, Mn - součásti letadel/spalovacích motorů, Hliník (2700 kg/m3) - důlková koroze, rtuť, dlouhodobě ne měď, ocel - galvanická koroze (ve styku s ocelí), Dural 90-96% Al + 4-6% Cu, mez pevnosti 400 - 480 MPa, Hořčík 1738 kg/m3 - vznětlivost - ve slitinách hliníku, Nekovy - kompozity matrice - whiskery, kovová, skelná, keramická vlákna, zpevňující fáze - dodání pružnosti

hnací stroj - spojka - převodovka - spojka - hnaný stroj PŘEVOD a) třecí silou - přímý/nepřímý - řemen, lano b) tvarem - přímý - ozubená kola/nepřímý - řetěz Převodový poměr i = ω1/ω2 = n1/n2, převodové číslo u = z2/z1 = d2/d1 Řetěz - kloubový - válečkový, ozubený - např. rozvody automobilového motoru, lamelový - variátor, Řemen - tišší chod, nižší přesnost, přepětí (namáhání ložisek, hřídele), neopren, polyuretan, řemenice - odlitek - lupínkový grafit popř. hliníkové slitiny, větší řemenice svářované plechy (lehčí), Ozubený řemen - nekonečný tvar, tvarový styk, tichý, vydrží povětrnostní podmínky, nosná ocelová vložka 0,3 nebo 0,6mm, max. drsnost Ra=1,6