>
123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

02_1-6 Svařitelnost a zkoušení svařitelnosti

Vliv kyslíku a dusíku na pórovitost a na vlastnosti svarového kovu z trubičkových drátů vytvářejících vlastní ochranu bylo zkoumáno opticky a rentgenově a kvalitativně vyhodnocováno. Jako nejmenší rozlišitelná velikost pórů byl udán průměr 0,4 mm. Výsledky ukazují, že hlavní problém nespočívá ve vlastním tvoření pórů, ale především v mechanismu a ve faktorech ovlivňujících tvorbu pórů. Sklon k tvorbě pórů a k rychle se vytvářejícím pórům je možno ovlivňovat přilegováním hliníku a vzácných zemin. Přitom se obsah dusíku více snižuje hliníkem, zatímco obsah kyslíku snižují jak hliník, tak i vzácné zeminy.

Svařitelnost hliníku a jeho slitin v automobilovém průmyslu je komplexní. Pro nepravidelnosti v elektronových a laserových svarech hliníku a jeho svařitelných slitin jsou v EN ISO 13919-2 přiřazeny mezní hodnoty k hodnotitelským skupinám B, C a D ve smyslu svařovací bezpečnosti. Bezpečnost svařování laserově svařovaných přeplátovaných spojů při namáhání smykem se dá zjišťovat pomocí metod pro předpovídání životnosti. Ty zohledňují při popisu lokálního namáhání koncepci strukturního napětí, strukturní napětí při vlivu geometrických efektů a koncepci vrubového napětí. Pro zlepšení výrobní bezpečnosti (možnosti svařování) byly v další práci vyšetřovány metalografické výbrusy svarových čoček odporových bodových dvarů na slitinách hliníku, aby se zjistily vhodné materiály elektrod, tvary masivních a kombinovaných elektrod jakož i efektivní množství při dobrém stavu elektrod.

Byla vyšetřována problematika kombinovaných svarových spojů různých hliníkových slitin řady 5000 a 6000. Na základě kvantitativních šetření se ukazuje, že všechny kombinace se slitinou 6022 vykazují zvýšenou citlivost k trhlinám při tuhnutí. Sklon ke vzniku trhlin je kontrolovatelný ve smyslu svařitelnosti pomocí rychlosti svařování jako provozního parametru, viskozity jako materiálového parametru a namáhání v tahu při zkoušení jako konstrukčního parametru.

Mechanismy natavování jakož i jejich vlivy na sklon k trhlinám za tepla a na ztráty pevnosti a tažnosti v částečně natavené oblasti byly vyšetřovány reprezentativně na komerčních hliníkových slitinách pro tváření 2024-T351, 6061-T651 a 7075-T651 v souvislosti se specifickými hranicemi rozpustnosti legur v tuhém stavu pro natavení potřebné oblasti a částic indukujících tavení (částice druhé fáze, , intermetalické fáze aj.). Pomocí osvětlovací míkroskopie a energeticky disperzní spektroskopie je možno lokálně analyzovat strukturu, matrici a částečky částečně natavené zóny. Pro vysvětlení třech základních mechanismů natavování byly hodnoceny ternární hliníkové slitiny ve vztahu k mezím rozpustnosti v tuhém stavu. Mechanismus I platí pro takové hliníkové slitiny vně mezí rozpustnosti v pevném stavu, při nichž částice indukující tavení reagují s alfa-fází, takže natavení je možné při každé libovolné dávce ohřevu. Natavení s vysokými dávkami ohřevu je relevantní podle mechanismu II pro hliníkové slitiny uvnitř mezí rozpustnosti v pevném stavu, které obsahují i takové částice. Mechanismus III nastává uvnitř hranic rozpustnosti v tuhém stavu hliníkových slitin, které částice neobsahují.

Za pomoci tahových zkoušek za horka byl zkoumán vliv tepelných cyklů po zpracování na sklon k trhlinám při opětovném natavení u slitiny Waspalloy, aby se zlepšila omezená svařitelnost vhodným vedením tepla po svaření. Převládající problém v tepelně ovlivněném pásmu je oslabení hranic zrn vlivem konstitucionálně tavených karbidů a segregačně indukovaného natavení na hranicích zrn v blízkosti tavné linie. Byla použita Augerova analýza, aby se vysvětlil charakter a přítomnost fosforu a síry při segregacích na hraničních plochách, které řídí v klasických austenitických chromniklových ocelích výskyt trhlin za tepla.

Byl zkoumán speciální zkušební technikou vliv svařovacího procesu na požadovanou teplotu předehřátí při svařování ocelí odolných proti počasí, aby se zbránilo trhlinám způsobeným vodíkem. Ve srovnání s Tekken-testem byl u této metody na zkušebním vzorku předem vytvořen vrub kolmo na směr svařování, vzorek byl při definovaném upnutí svařen a po vyžíhání na odstranění pnutí byl přes vrub zlomen za účelem zhodnocení trhlin. Podíl vodíkových trhlin zaznamenaných na lomové ploše metodou "Heat-tinting" se dá na celkovém průřezu spoje zjistit a příslušné obsahy difusního vodíku porovnat u vzorků svařených různými svařovacími metodami.

Sklon k vytváření vodíkových trhlin ve svařených ocelových rourách určených pro transport kyselých a sirovodíkových médií je komplexní. Při vzniku trhlin hrají rozhodující roli nekovové vměstky a jejich formy. Při plastické deformaci způsobují vměstky v závislosti na jejich vrubových poloměrech lokální koncentrace napětí zvýhodňující rekombinaci vodíku a může být překročena lokální pevnost. Sklon k tvorbě vodíkových trhlin se dá určovat pomocí ultrazvukových zkoušek a metalografie, takže pro oblast ohraničenou definovanými trhlinami je možno vzájemně vztáhnout relativní polohu a rozměry trhlin spolu s účinnými tahovými napětími v hodnotách i směru.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz