Tak trochu stranou zájmu veřejnosti probíhá bouřlivý vývoj i u tak "obyčejných" věcí, jako jsou například
permanentní magnety. Ty špičkové dnes umějí opravdu
špičkové věci. V poslední době také stoupá obliba různých magnetických udělátek pro
svařování. V tomto článku si představíme asi nejpočetnější skupinu těchto přípravků -
magnetické fixační úhelníky. A také si ukážeme na co si dát pozor při jejich používání. Je toho dost.
Magnetických fixačních úhelníků a pomůcek pro sestavování konstrukcí je na trhu celá řada. Zde je několik z nich pohromadě a v následujících odstavcích budou popsány podrobněji.
Magnetické úhelníky pro sestavování konstrukcí
Poznámka: v popředí je magnetický zemnící dotyk NOMAS 160A, který bude popsán v pokračování článku o magnetických přípravcích ve svařování. NOMAS je tedy primárně určen jako alternativa zemnících kleští, ale lze jej využít i při sestavování, jako pravoúhlou svěrku.
Klasické magnetické úhelníky - pevné
Nejpočetnější skupinou jsou úhelníky s pevně danými úhly. Většinou se jedná o symetrické rovnoramenné pravoúhlé trojúhelníky různých velikostí, které poskytují úhly 45° a 90° a pochopitelně i doplňkový úhel 135° (180 - 45 = 135):
Klasické magnetické úhelníky
Jak se tyto magnetické úhelníky využívají v praxi, ukazuje následující obrázek. Magnetické úhelníky jsou ideální pomůckou při sestavování složité konstrukce "na sucho" a před nastehováním. Jsou ideální pro konstrukce z profilů (trubek, jäckelů, "vinglů" a dalších) i plechů. Je však nutné počítat s deformacemi vlivem svařování, ale o tom až v závěru tohoto článku.
Není snad nutné dodávat, že magnetické přípravky (obecně) lze používat jen při výrobě konstrukcí z magnetických materiálů, tedy zpravidla z konstrukčních ocelí. Snad každý ví, že magnet nebude držet na austenitické nerezavějící oceli, hliníku, mědi a jejích slitin a dalších nemagnetických materiálech.
Příklady použití klasických úhelníků
Ovšem nemusí se jednat jen o trojúhelníky symetrické. Klidně to může být trojúhelník nesymetrický, například s úhly 90°, 30° a 60°. A dokonce to vůbec nemusí být trojúhelník, ale nějaký obecný víceúhelník, jako například ten na následujícím obrázku:
Víceúhlový úhelník
Tento víceúhelník poskytuje základní úhly 30°, 45°, 60°, 75° a 90° a k tomu lze využívat i úhly doplňkové do 180°, takže získáme ještě úhly 115°, 120°, 135° a 150°. To už je docela univerzální přípraveček...
Stavitelné magnetické úhelníky
Kromě úhelníků s pevnými úhly se vyrábějí i úhelníky stavitelné. Nastavovat je lze pro krocích pevně daných úhlů, nebo i plynule od 0° do 180°:
Stavitelné magnetické úhelníky
Červený úhelník lze nastavit pouze ve třech krocích: 45°, 60° a 75° (+ doplňkové úhly). Modrý úhelník lze nastavovat plynule v rozsahu 0°- 180° a je dokonce vybaven vypínači magnetického účinku ramen (viz dále).
Stavitelný mechanismus je na těchto pohyblivých úhelnících velmi exponovaný, proto jsou opravdu kvalitní stavitelné úhelníky poměrně drahé.
Magnetické úhelníky s vypínačem
V poslední době se hitem stávají magnetické přípravky vybavené vypínačem magnetického účinku. Zejména v případě úhelníků pro svařování je vypínač velkou výhodou. Kromě snadného odejmutí magnetu z konstrukce je ještě důležitější fakt snadného a přesného připnutí magnetu na konstrukci.
Nelze opominout ani snadnější čištění "vypnutého" magnetu od železných špon a pilin. Zvláště piliny se z klasických permanentních magnetů odstraňují opravdu obtížně.
Princip vypínání je čistě mechanický. Jedná se o posun (oddalování/přibližování), nebo naklápění permanentního magnetu uvnitř úhelníku. V případě naklápění se využívá toho, že magnetická síla působí pouze v kolmém směru k magnetu. Při pootočení (naklopení) magnetu tvaru kvádru se přítlačná síla směrem k výrobku úměrně snižuje. Nikdy tedy nedojde k úplnému "vypnutí" magnetu, ale pouze k více či méně razantnímu snížení magnetické síly. I to však stačí k podstatně komfortnější práci s takovými přípravky.
Ovšem i zde je potřeba rozlišovat mezi kvalitou a aušusem. Popularity těchto přípravků se pochopitelně snaží využít i výrobci levných šmejdů. Na následujícím obrázku jsou dva vypínatelné magnetické úhelníky stejné velikosti. Ten červený (pravděpodobně čínský) při jednoduchém zátěžovém testu vykázal zhruba třetinovou nosnost oproti tomu žlutému (vyrobenému specializovanou firmou z USA). Zatímco připnout a hlavně odepnout ten žlutý magnet bez vypnutí je docela náročné, u toho červeného je vypínač prakticky zbytečný...
Úhelníky s vypínačem - aušus a kvalita
A zde je důkaz, že vypnutí magnetického účinku není (a ani nemůže být) úplně stoprocentní. Vypnutý úhelník je schopen taktak udržet kávovou lžičku z magnetické oceli:
Vypnutý úhelník ještě udrží kávovou lžičku
Zato zapnutý testovaný HD úhelník je opravdu silák. Ta ocelová trubka má sílu stěny 12 mm a magnet ji drží opravdu spolehlivě a zdaleka není na hranici svých možností (ten červený už byl za ní):
HD úhelník nese těžkou ocelovou trubku
Výše představené úhelníky s vypínačem jsou vybaveny jediným centrálním vypínačem, který naráz omezí magnetický účinek na všech stranách úhelníku.
Další skupinou jsou úhelníky, kde každé rameno má vlastní vypínač. Příkladem ja tato pravoúhlá magnetická svěrka s velmi silnými samostatně vypínatelnými magnety:
Pravoúhlá magnetická svěrka se 2 vypínači
Speciální magnetické úhelníky
Kromě klasických úhelníků lze na trhu nalézt celou řadu dalších, třeba i jednoúčelových, magnetických pomocníků pro sestavování konstrukcí. Jedním z nich je i tento speciální stavitelný držáček pro přesné kolmé přivařování "praporků" na trubky či jackely:
Speciální magnetický úhelník - držák
Úskalí použití magnetů při svařování
1. jen na magnetické materiály
Jak již bylo uvedeno výše, jsou magnetické přípravky použitelné jen s magnetickými materiály. Stručně řečeno, magnet přitahuje železné předměty. Pardon, já jsem říkal všechny, železné předměty... Pokud tedy na základě informací z tohoto skvělého článku hodláte běžet do nejbližší prodejny a vyplenit jejich zásoby magnetů a přitom máte dílnu nacpanou AC TIGy neb se specializujete na "hlínu", ještě to promyslete. Ta koule je ve skutečnosti železná, to teprve pozlatíme. Já to pozlatím...
2. POZOR, křehké!
Klasické permanentní magnety, které se ve svářečských přípravcích ponejvíce používají, jsou velice křehké. Stačí rána a magnet praskne. Může se rozlámat i na několik kousků. Zkrátka budete-li s magnetem třískat, rozflákáte ho...
Popraskaný magnet pochopitelně snižuje svou účinost. Nehledě na to, že při úderech může docházet ke změně orientace tzv. magnetických domén uvnitř magnetu a tím ke snižování magnetického účinku, který dokonce může vymizet zcela.
3. teplota pana Curie
Další zhoubou magnetu je vysoká teplota. Jednou z charakteristických vlastností magnetů je tzv.
Curieova teplota. Při jejím překročení dochází ke ztrátě jednotné orientace tzv. magnetických domén uvnitř magnetu a tím k oslabení až úplnému vymizení magnetismu. Curieova teplota je různá pro různé druhy magnetů. Zde silně záleží na materiálu magnetu. Například u železa je Curieova teplota 770°C, ale u populárních silných neodymových magnetů se pohybuje jen okolo 310 - 340°C.
Magnetické úhelníky z profilu
Tento jev ztráty magnetismu je sice vratný, pokud magnet opět ohřejeme nad Curieovu teplotu a necháme jej zchladnout v magnetickém poli jiného magnetu. Přesto se nedoporučuje překračovat maximální pracovní teploty, které stanovuje výrobce magnetických přípravků. Tyto pracovní teploty bývají nejčastěji v rozsahu 80 - 250°C podle druhu magnetu. Ty nejnižší pracovní teploty se týkají hlavně zvedacích extra silných magnetů. U svařovacích přípravků jsou pracovní teploty blíže vyšší hranici. I tak se může zdát 250°C málo, když pro tavení oceli při svařování dosahujeme teplot nad cca 1500°C, ale není tomu tak. Je třeba uvážit, že magnet ve fixačním úhelníku nikdy není v přímém kontaktu s materiálem. Úhelníky jsou totiž konstruovány tak, že vlastní magnet je vždy trochu zapuštěn mezi plechovými příložkami. Mezi magnetem a svařovaným materiálem je tedy vždy vzduchová mezera, která brání přestupu tepla, viz obrázek výše. I tak je ale nutné si tyto věci hlídat, jinak o magnet přijdete.
4. foukání oblouku
Dalším nepříjemným průvodním jevem při používání magnetických přípravků při svařování je tzv. foukání oblouku. Hořící elektrický oblouk je ve své podstatě jakýsi pružný elektrický vodič, kterým protéká elektrický proud. Je všeobecně známo, že pokud vodičem protéká elektrický proud, vytváří se kolem tohoto vodiče (elektro)magnetické pole. A je-li v blízkosti jiné magnetické pole (napč. fixační magnetický úhelník), dojde k jejich vzájemnému ovlivňování. Každý ví, že dva magnety se přitahují, nebo odpuzují. Totéž se bude dít v případě oblouku a fixačního úhelníku. A protože oblouk je z těchto dvou "magnetů" ten pružnější, bude přitahován či odpuzován hlavně on a bude docházet k jeho odchylování. Foukání oblouku je tedy jeho vychýlení a oblouk pak ohřívá jiné místo, než kde ve skutečnosti svařujeme. Vznikají tak neprůvary a studené spoje. Eliminovat foukání oblouku je možné změnou umístění magnetu na svařenci, nebo použitím střídavého svařovacího proudu. K foukání oblouku však může docházet i bez přítomnosti magnetického úhelníku a sice při svařování stejnosměrným proudem a nevhodném umístění zemnící svěrky. Ale to snad patří k základním vědomostem svářeče...
5. bacha na bordel
V neposlední řadě si také dávejte pozor, kam magnet pokládáte. Dostat totiž z permanentního magnetu kovové piliny je vskutku nadlidský úkol. O něco lépe jsou na tom magnety s vypínačem, kde je magnet navíc zčásti, či úplně zcela zapouzdřen.
6. ještě něco?
A pak jsou tu extrémní případy mezi nebem a zemí, které se prostě stávají a nikdo pořádně nedovede vysvětlit proč. Je znám případ, kdy majitel neustále vozil do servisu svého Einhella SGA 175 s tím, že to prostě "blbě vaří". V servisu ty vždy vařilo dobře. Pochopitelně se zkoušelo všechno možné. Kontroloval se síťový přívod, všechny kabely, hořák, drát, plyn a kdovíco ještě. Pak někoho napadlo sundat ze svařované konstrukce magnetický úhelník, který byl zcela jinde, než se svařovalo. A bylo po problému...
Magnetické úhelníky
Klasické úhlové svěrky
Nevěříte magnetům? Pak je vhodné se zmínit i o nemagnetické alternativě v podobě klasických šroubových svěrek. Velmi užitečné jsou tyto pravoúhlé svěrky:
Klasické úhlové svěrky
Jak je z obrázků vidět, díky výklopnému uložení šroubovice je možné sestavovat do pravého úhlu i materiály nestejných rozměrů. Tyto svěrky se vyrábějí v několika provedeních (hliník, ocel) a několika velikostech.
Deformace při svařování
Jistě není nutné připomínat, že při svařování dochází vlivem ohřevu a chladnutí materiálu k deformacím. Na následujícím obrázku jsou znázorněny základní typy takových deformací spolu s příklady sestavení před svařením, aby se výsledné deformace minimalizovaly:
Deformace při svařování
Sestavení s předehnutím v opačném směru, než bude účinek deformace je vhodné hlavně pro plechy. V případě profilů lze deformaci omezit i vhodným postupem kladení housenek a tím rozkládáním vneseného tepla. Důležité je to hlavně při použití pevných (šroubovatelných) svěrek, kde hrozí riziko vzniku značného vnitřního pnutí v materiálu a v krajním případě i poškození (roztržení) svěrky. Magnetická svěrka sice povolí (odtrhne se od materiálu) a tím se sníží vnitřní pnutí v materiálu, ale zase bude svařenec deformovaný... Na deformace je tedy nutné myslet vždy a při používání různých fixačních svěrek, ať už jsou magnetické či klasické, obzvláště!
Magnety ve svařování I - fixační úhelníky
