123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

01_2-2 Svařování pod tavidlem

Práce se zabývá navařováním sintrovanými pásky vyrobenými práškovou metalurgií a obsahujícími karbidy wolframu na substráty z Fe510C (odpovídají St 52.3), a to pod tavidlem a elektrostruskově. Po předběžných zkouškách sintrovanou páskovou elektrodou bez vložených karbidů byly použity sintrované elektrody s obsahem tvrdých látek. Jako pásky byly použity feritické nebo austenitické ocele, resp. niklové slitiny, které byly naplněny hmotnostním podílem 20% taveného karbidu wolframu. Byla provedena metalografická a mikroanalytická šetření a dále byly zjišťovány odolnosti proti korozi a proti otěruvzdornosti. Pro obě použité metody bylo zjištěno, že se tavené wolframové karbidy zcela rozpustily při nejmenším možném příkonu energie.

Další pozornost byla věnována vývoji kombinace drát-tavidlo pro svařování pod tavidlem materiálu HPS 70W. Nízkolegovaný drát dává ve spojení s tavidlem s obsahem niklu a s nízkým obsahem vodíku svarový kov s obsahem difuzního vodíku nižším než než 2 ml/100 g. Byla zpracována doporučení pro svařování materiálu HPS 70W pod tavidlem, mezi nimi je i svařování při nízkém napětí, použití střídavého nebo stejnosměrného proudu s +pólem na drátu, použití velkého průměru drátu (3,2 nebo 4 mm), upřednostnění tandemového svařování a přesné dodržování teploty předehřevu a interpass teploty.

Předmětem dalších šetření byla nově vyvinutá MRF-metoda a vliv geometrie spáry na vytváření kořene (kořenová housenka uvnitř spáry a převýšení kořene na spodní straně). Jedná se přitom o modifikované svařování pod tavidlem s jedné strany pro montážní svary, kdy se používá zvláštní systém zajištění tavné lázně pomocí speciálního tavidla odolného žáru. MRF-metoda pracuje s dvěma drátovými elektrodami v tandemovém uspořádání při současném svařování kořenové i krycí housenky. Zvláštností procesu je, že při tloušťce plechu v rozmezí 7,5 až 25 mm je přípustná velká spára v kořenu. Během výzkumu na tupých svarech byl zjišťován vliv parametrů na vytváření kořenové housenky, zejména svařovací rychlosti, svařovacího proudu, svařovacího napětí, sklonu svařovacího drátu a množství železného prášku ve spáře při konstantní geometrii spáry. Částečně se při tom prokázaly komplexní vzájemné vazby. Dále bylo zjištěno, že tvar kořenové housenky je ovlivňován geometrií spáry, foukáním oblouku a stehovými svary.

Další práce se zabývá použitím svařování pod tavidlem při výrobě opakovaných dílců ve stavbě lodí. Svařování pod tavidlem se vyznačuje řadou specifických předností, např. malou potřebou rovnacích operací při použití HP-profilů nebo při výrobě T- a TT-nosníků. Pro volbu tohoto způsobu je významná i vysoká produktivita práce, která se dociluje speciální konfigurací zařízení. Pro svařování dlouhých koutových svarů je např., vhodný svařovací traktor "Bel-4-UPDG" firmy Kjellberg, kterým se současně svařují dva koutové svary v pozici PB na protilehlých stojinách. Výsledky vysoko předčily očekávání.

Další práce se zabývá vývojem technologie pro navařování sintrovými pásy vyrobenými práškovou metalurgií, které obsahují karbidy wolframu. Byly k tomu použity procesy svařování pod tavidlem a svařování elektrostruskové vždy v kombinaci s páskovou elektrodou. Sledovány byly vzájemné vztahy mezi parametry procesu a strukturou návaru. Použité sintrované pásky (30 x 0,5 mm) s obsahem ca 20% taveného karbidu wolframu byly vyrobeny alternativně s feritickou, austenitickou a niklovou matricí. Zjišťována byla mikrostruktura a vlastnosti jednotlivých vrstev v závislosti na svařovacích parametrech (velikost proudu, svařovací rychlost). Pro bezporuchové navařování musí mít sintrované pásky minimální pevnost od 60 do 100 N/mm2.

Je popsán výzkum regenerace struktury opotřebených povrchových ploch pístů (průměr 700 mm) lodních vznětových motorů pomocí navařování pod tavidlem. Byl použit způsob, při kterém se navařuje povrch pístu (ocele 34CrMo4 a 42CrMo4) pod tavidlem pomocí dvou trubičkových drátů o průměru 2,4 mm (OK Tubrod 15.21 S, obsah molybdenu 0,5%). Byly charakterizovány speciální aspekty procesu (zpracování povrchu, poloha elektrod) a svařovacích parametrů (svařovací proud, napětí, rychlost). Jako přednosti použité metody jsou uvedeny nízká citlivost ke vzniku trhlin v návaru a vyšší výkon, což vede ke zvýšení produktivity až o 25%.

Vícedrátové svařování pod tavidlem rour dlouhých až 18,3 m je možno zlepšit pomocí digitální regulace oblouku. Je popsáno digitální řízení svařovacího proudu a napětí. Pro určení charakteristik zdrojů svařovacího proudu byly použity všechny na trhu obvyklé zdroje a podávací mechanizmy drátu. Současně je možno řídit až 8 svařovacích hlav a až 8 podávacích ústrojí. V konkrétním případě ve výrobě je nyní řízeno až 5 za sebou uspořádaných hlav při vícedrátovém svařování rour.

Další práce se zabývala možnostmi zabráněním trhlin při tuhnutí na konci delších tupých spojů při tandemovém svařování pod tavidlem opakovatelných dílců ve stavbě lodí. Za pomoci metody konečných prvků byly výpočtově stanoveny posuvy, pnutí a deformace podél svaru při svařování na dlouhých deskách. Výsledky ukazují značný nárůst příčných posuvů na konci spoje, kde vznikají trhliny za tepla. Pro udržení rovnováhy mezi vlivy tvaru dílce a vlivy metalurgickými bylo zavedeno kritérium, které využívá rychlost příčného posuvu pro odvození vhodné metody pro zabránění vzniku trhlin za tepla. K tomu bylo vyvinuto speciální tepelné zařízení, které zahřívá vnější hrany plechu synchronně ke svařovacímu procesu dávkovaným množstvím tepla. Jsou popsány vlivy na jednostranné svařování pod tavidlem a porovnány početní výsledky s naměřenými hodnotami.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz