123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

02_1-7   Svařování litinových materiálů

Německý slévárenský průmysl vede v Evropě s ohledem na vyráběné množství, úroveň jeho výrobků a na použití moderních technologií. Lití kovů umožňuje výrobu konstrukčních dílů v podstatě v každém myslitelném tvaru. V kombinaci se svařováním lze vyrobit optimální konstrukce, při kterých se přednosti obou technologií smysluplně doplňují. Byly představeny aktuální vývojové práce v procesu i v materiálu. Kvalita svaru významně závisí na zručnosti a odborných znalostech svářeče, zejména při svařování slévárenských materiálů. Školení podle směrnic DVS 1149 a zkouška podle DIN EN 287-1 zabezpečují, že svářeč prokázal minimální míru zručnosti a odborných znalostí. Oficielně neexistuje dnes žádná norma, která se explicitně vztahuje na kvalitativně zabezpečené svařování grafitických druhů litiny. Rovněž speciální požadavky na provedení provozních zkoušek nejsou zatím normativně uspořádané. Zkušenosti, které jsou pro svařování těchto litinových slitin s vysokým obsahem uhlíku neobyčejně důležité, jsou experty shromažďovány a cestou uveřejňování národních směrnic povedou k řadě návrhů norem.

Svařovací přídavné materiály a pomocné hmoty smějí být od dodavatelů svářečských prací, které podléhají kvalitativním zkouškám DB (Německých drah) a Spolkových drážních služebních míst používat jen tehdy, jestliže jsou připuštěny a kvalitativně přezkoušeny "Výzkumným a technologickým centrem DB". Na připojeném popisu přezkušování vlastností přídavného materiálu pro svařování litinových materiálů podle požadavků DB k získání atestu se popisují a vysvětlují uvedené zásady a rozsah zkoušek. Pro různé způsoby tavného svařování existují přídavné materiály pro svařování litin, které umožňují provést k vlastnostem základního materiálu přizpůsobené spoje a návary. Volba přídavného materiálu je ovlivněna zejména specifickými vlastnostmi litiny, způsobem použití, tvarem a velikostí dílu a požadavky konečného odběratele. Správným výběrem způsobu svařování, přídavného materiálu, věcným pochopením a dodržením pro litinu nutných technologií je zabezpečeno kvalitativně spolehlivé svaření litiny.

Litinové materiály vykazují všeobecně omezenou svařitelnost, avšak při vhodné volbě přídavného materiálu a při použití předsvařovacího a posvařovacího tepelného ošetření je možno zhotovit spolehlivé svarové spoje. Byly shrnuty důležité pokyny pro svařování litiny za tepla druhově stejným materiálem a pro svařování litiny za studena druhově jiným materiálem. Při obloukovém svařování litiny s kuličkovým grafitem se při předehřátí ukazuje dobré promíchání mezi přídavným a základním materiálem, jestliže se zvolí elektroda s obsahem niklu 58%. Pomocí předehřátí se na jedné straně zabrání plynovým vměstkům a na druhé straně dojde k lepšímu promíchání feritické matrice s přídavným matriálem. Experimentální výzkumy svařování pod tavidlem tenkých litinových desek při použití křemíkových, niklových a nikl-měděných drátů ukázaly, že nejpříznivější je niklová elektroda, protože umožňuje vylučování grafitu bez předehřevu.
Na příkladu střední slévárny s ručním formováním a převážně tlustostěnnými a středně těžkými odlitky z litiny s kuličkovým grafitem, resp. lamelovým grafitem, byly prezentovány svařovací vývojové práce a problémová řešení.
Opravy svařováním nevedou ke snížení mechanických vlastností při statickém namáhání. Při dynamickém namáhání se udává snížení o 20 až 30%, které zpravidla nepředstavuje pro skutečné zatížení litých komponentů žádné omezení.

Feriticko-austenitické duplexní materiály nacházejí na základě velmi dobré korozní odolnosti stále větší oblast použití. Svařování duplexních materiálů bývá ve slévárnách pevně instalovaným výrobním krokem. Nejpoužívanějším způsobem je obloukové svařování. Použití vyšších měrných tepelných příkonů vede při svařování těchto materiálů k vyšším hodnotám tvrdosti, k omezení tažnosti a ke snížení korozivzdornosti v tepelně ovlivněném pásmu. Svařování s malým měrným příkonem při přímočarém kladení housenek a s nízkou interpass teplotou 80 oC přineslo při dostatečném podílu austenitu ve svarovém kovu strukturu s omezeným množstvím segregací v tepelně ovlivněném pásmu s velmi dobrými mechanicko-technologickými vlastnostmi.

Pro svařování austenitické litiny se používá především ruční obloukové svařování. Tepelný příkon se drží co nejnižší, aby se minimalizovala šířka křehkého a na trhliny citlivého tepelně ovlivněného pásma. Austenitickou litinu je třeba pro svařování druhově cizím přídavným materiálem předehřát na 300 až 350 oC. Druhově stejné svary vyžadují teplotu předehřátí nejméně 500 oC.

Zadní nápravy z litinových a ocelových komponentů se pro populární sériově vyráběnou rodinu automobilů svařují třením a magnetickým obloukem (svařování obloukem ovládaným magneticky). V prvých třech letech výroby tak vzniklo ca 2,8 mil. těchto náprav. Při odborně správném zohlednění specifických vlastností litiny s kuličkovým grafitem lze i takové bezpečné díly procesně bezpečně svařovat.

Při výrobě nárazových tlumičů se svařované konstrukční skupiny vyrábějí z jednotlivých dílů z bílé temperované litiny a z konstrukční oceli vyšší pevnosti. Vyrábějí se v různých počtech kusů na robotizovaných pracovištích. Kromě počítačem kontrolovaných svařovacích parametrů mohou pro zajištění kvality svarových spojů dále navazovat odlamovací zkoušky a makrovýbrusy.

Bylo referováno o stávajících systémech zajištění kvality v závodech a o dokumentačních záznamech výsledků, přičemž byly zhodnoceny výhody i nevýhody příslušných zkušebních postupů. Opravářské svařování starších litinových konstrukcí je velmi problematické a vyžaduje velké zkušenosti. Na jednom příkladě restaurace hrobky z r. 1857 jsou shrnuta pravidla, která je třeba dodržovat.

Pro opravu vadných míst na velkých konstrukčních dílech z litiny s lamelárním grafitem byla vyvinuta nová technologie na bázi elektrostruskového svařování. Jako zdroj proudu byl při tom použit modifikovaný svařovací transformátor vhodný max. pro 4000 A a 40 V. Pro opravu vadných míst byly použity speciální odtavovací duté elektrody.

Bylo popsáno přepracování jednoho svařovaného dílu složeného z více komponentů na jeden odlitek. Byly při tom dosaženy vyšší přesnosti rozměrů a zajímavé úspory nákladů.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz