123



Stránky připravuje:

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

Aktualizováno: 10/05/2007

03_1-6 Svařitelnost a zkoušení svařitelnosti

Těžiště zkoušek svařitelnosti tvoří hodnocení mikrostruktury a mechanicko-technologických vlastností. Rozbor struktury svarového kovu a tepelně ovlivněného pásma je použit pro vyhodnocení špičkové teploty při svařování třením s posuvem konstrukčních ocelí tloušťky 6,3 mm. V posuvovém svařovacím pásmu se dosahuje s přihlédnutím k teplotním gradientům tepelně ovlivněného pásma špičková teplota asi 1200 oC, jejíž struktura je charakterizována mikrostrukturálními feritovými částicemi jako je primární ferit, mezistupněm a nízkými obsahy feriticko-karbidových částic.

Daleko postačující hodnocení struktury byla provedena v souvislosti s vylučováním karbidů, segregací prvků a z nich rezultujících lomových jevů pro vysvětlení tvorby trhlin z opětovného ohřevu (stress-relief cracking) nízkolegované ocele s 2,25% Cr. Pomocí termomechanické simulace (Gleeble 1000) bylo ukázáno, že tvorba trhlin během opětovného ohřevu vlivem kavitace se vyvolá na M3C-karbidech, které se vylučují na hranicích primárních austenitických zrn. Šíření trhlin pokračuje při ochlazování duktilně. Vlivem toho lze pozorovat na lomových plochách jako charakteristiku relaxační praskavosti jak duktilní, tak i mezikrystalické lomové plochy vedle sebe.

Pro efektivní výrobu kvalitativně vysoko hodnotných tenkostěnných konstrukčních dílů ze žárupevných materiálů se používá laserové a elektronové svařování. Na dvou rozdílných paprskem svařovaných slitin na bázi niklu byla zkoumán schopnost deformace od pokojové teploty až po teplotu užívání materiálu. Zejména byl zjišťován vliv vylučujících se fází na kvasistatické a cyklické vlastnosti a srovnáván s mikrostrukturními změnami způsobenými svařovacím paprskem. Byly diskutovány mechanismy vzniku a šířeníé trhlin ve vztahu k únavovým vlastnostem paprskem svařovaných spojů.

Odolnost proti vzniku trhlin za tepla při svařování nerezavějících ocelí je hlavně určena poměrem chromových a niklových ekvivalentů Crekv/Niekv a dále obsahem síry. Vyšší obsahy síry mechanicky snadno opracovatelných ocelí (ca 0,4% síry)snižují však také odolnost proti trhlinám, jestliže primární tuhnutí probíhá feriticky. Při použití konvenčních svařovacích způsobů jako WIG- a MIG-svařování na nerezavějících ocelích se sníženým obsahem síry probíhá přechod od primárně austenitického k primárně feritickému tuhnutí podle WRC 92 při poměru Crekv/Niekv 1,4, podle Hammara a Svennsona při Crekv/Niekv 1,50 až 1,55, podle Suutalla při 1,6 až 1,9, to znamená, že pod vymezením primárně austeniticky a nad primárně feriticky a bez trhlin. Při tom však rychlost tuhnutí ovlivňuje i sklon k trhlinám při tuhnutí, a to zejména když svařovací proces s vyšší hustou výkonu se použije pro nerezavějící ocele s vyšší obsahem síry (0,27%). Potom tuhne laserový svar při poměru Crekv/Niekv 1,55 primárně austeniticky a na trhliny citlivě, při poměru Crekv/Niekv 1,74 ve smíšeném modusu a k trhlinám odolněji. Teprve při poměru 1,92 tuhne feriticky a bez trhlin přes různě vysoký obsah nečistot. Ve srovnání s tím tuhne WIG-svar již při poměru Crekv/Niekv 1,74 bez trhlin.

Pro hodnocení tvorby trhlin podmíněných přeměnou a vylučováním, které vznikají během ochlazování při svařování slitin na bázi niklu a podobných přídavných materiálech v tepelně ovlivněném pásmu v pevném stavu pod efektivní teplotou tuhnutí byla navržena zkušební metoda, která hodnotí lokální deformace nutné pro vznik mikrostrukturních trhlin. Na válcových tahových vzorkách, které byly při zvolených zkušebních teplotách deformovány tahovým zatížením, bylo charakterizováno rozdílné lomové chování mikrofraktograficky a kvantifikováno na základě zhodnotitelných místních deformací. Lomová morfologie tvorby trhlin v důsledku ztráty přetvářitelnosti (pro různé druhy zkřehnutí) byla k tomu ve třech teplotních oblastech poklesu přetvářitelnosti klasifikována, pro nižší teploty (625 až 800 oC), pro střední teploty (850 až 1000 oC) a pro vysoké teploty zkřehnutí (1050 až 1200 oC).

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz