Svařitelnost - Weldability

The svařitelnost, také známý jako spojitelnost,[1] materiálu odkazuje na jeho schopnost být svařované. Mnoho kovy a termoplasty lze svařovat, ale některé se svařují snadněji než jiné (viz Reologická svařitelnost ). Svařitelnost materiálu se používá k určení procesu svařování a porovnání konečné kvality svaru s jinými materiály.

Svařitelnost je často těžké kvantitativně definovat, proto ji většina standardů definuje kvalitativně. Například Mezinárodní organizace pro normalizaci (ISO) definuje svařitelnost v normě ISO 581-1980 jako: „Kovový materiál je považován za náchylný ke svařování ve stanovené míře s danými procesy a pro dané účely, když svařování zajišťuje integritu kovu odpovídajícím technologickým procesem pro svařované díly, aby splňovaly technické požadavky na jejich vlastní kvality i na jejich vliv na strukturu, kterou tvoří. “ Podobně to definují i ​​jiné svařovací organizace.[2]

Oceli

Pro ocel existují tři hlavní poruchové režimy kterými lze měřit svařitelnost: vodíkem indukované praskání za studena, lamelární trhání, a loupání bodového svaru. Nejvýznamnější z nich je indukovaná vodíkem studené praskání.[3]

Vodíkem indukované praskání za studena

Svařitelnost oceli s ohledem na vodíkem indukovaný chlad praskání, je nepřímo úměrný kalitelnost oceli, což měří snadnost tváření martenzit během tepelného zpracování. Kalitelnost oceli závisí na jejím chemickém složení, s větším množstvím uhlíku a dalších legování prvky vedoucí k vyšší kalitelnosti a tím k nižší svařitelnosti. Aby bylo možné posoudit slitiny vyrobené z mnoha odlišných materiálů, opatření známé jako ekvivalentní obsah uhlíku se používá k porovnání relativních svařitelností různých slitin porovnáním jejich vlastností s a obyčejná uhlíková ocel. Vliv na svařitelnost prvků jako chrom a vanadium, i když ne tak velký jako uhlík, je významnější než u měď a nikl, například. Se stoupajícím ekvivalentním obsahem uhlíku klesá svařitelnost slitiny.[4]

Vysokopevnostní nízkolegované oceli (HSLA) byly vyvinuty speciálně pro svařovací aplikace během 70. let a tyto obecně snadno svařitelné materiály mají dobrou pevnost, takže jsou ideální pro mnoho svařovacích aplikací.[5]

Nerezové oceli, vzhledem ke svému vysokému obsahu chrómu, mají sklon chovat se z hlediska svařitelnosti odlišně než jiné oceli. Austenitické druhy korozivzdorných ocelí bývají nejsvařitelnější, ale jsou obzvláště náchylné k deformaci kvůli vysokému koeficientu tepelné roztažnosti. Některé slitiny tohoto typu jsou také náchylné k praskání a ke snížení korozní odolnosti. Praskání za tepla je možné, pokud je množství ferit ve svaru není kontrolováno - ke zmírnění problému se používá elektroda, která ukládá svarový kov obsahující malé množství feritu. Jiné typy korozivzdorných ocelí, jako jsou feritické a martenzitické korozivzdorné oceli, nejsou tak snadno svařitelné a musí být často předehřáté a svařeny speciálními elektrodami.[6]

Lamelové trhání

Hlavní článek: Lamelové trhání

Lamelové trhání je druh poruchového režimu, ke kterému dochází pouze u válcovaných ocelových výrobků, který byl u čistších ocelí prakticky vyloučen.

Peeling bodovým svarem

Nadměrná kalitelnost, která může nastat, když bodové svařování Problémem může být ocel HSLA. The ekvivalentní obsah uhlíku lze použít jako parametr k vyhodnocení sklonu k selhání.[3]

Hliník

Svařitelnost hliník slitiny se významně liší v závislosti na chemickém složení použité slitiny. Slitiny hliníku jsou náchylné k praskání za tepla a v boji proti tomuto problému svářeči zvyšují rychlost svařování a snižují tak přívod tepla. Předehřátí snižuje teplotní gradient napříč svarovou zónou a tím pomáhá omezit praskání za tepla, ale může snížit mechanické vlastnosti základního materiálu a nemělo by se používat, pokud je základní materiál omezen. Lze také změnit konstrukci spoje a lze vybrat kompatibilnější slitinu výplně, aby se snížila pravděpodobnost praskání za tepla. Slitiny hliníku by měly být před svařováním také očištěny, aby se odstranily všechny oxidy, oleje a uvolněné částice ze svařovaného povrchu. To je obzvláště důležité kvůli náchylnosti svaru hliníku na pórovitost v důsledku vodíku a struska kvůli kyslíku.[7]

Faktory procesu

Zatímco svařitelnost lze obecně definovat pro různé materiály, některé procesy svařování fungují pro daný materiál lépe než jiné. Dokonce i v rámci určitého procesu se kvalita svaru může značně lišit v závislosti na parametrech, jako je materiál elektrody, ochranné plyny, rychlost svařování a rychlost chlazení.[1][8]

Svařitelnost procesem[1]
MateriálObloukové svařováníSvařování kyslíkem a acetylenemSvařování elektronovým paprskemOdporové svařováníPájení na tvrdoPájeníLepení
LitinaCRNSDNC
Uhlíková ocel a nízkolegovaná ocelRRCRRDC
Nerezová ocelRCCRRCC
Hliník a hořčíkCCCCCSR
Měď a slitiny mědiCCCCRRC
Nikl a slitiny nikluRCCRRCC
TitanCNCCDSC
Olovo a zinekCCNDNRR
Termoplast†NNNNNNC
TermosetyNNNNNNC
ElastomeryNNNNNNR
KeramikaNSCNNNR
Různé kovyDDCDDCRR
†Vyhřívaný nástroj = R; Horký plyn = R; Indukce = C
Klíč: C = běžně prováděno; R = doporučeno; D = obtížné; S = zřídka; N = nepoužívá se

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Degarmo, Black & Kohser 2003, str. 930.
  2. ^ http://www.iiw-iis.org/iiw/extranet/static/MS/C-IX/IX-2177-05.pdf
  3. ^ A b Ginzburg, Vladimir B .; Ballas, Robert (2000), Ploché válcování základy, CRC Press, str. 141–142, ISBN  978-0-8247-8894-0.
  4. ^ Lincoln Electric, 6.1-1
  5. ^ Lincoln Electric, 6.1-14–6.1-19
  6. ^ Lincoln Electric, 7.1-9–7.1-13
  7. ^ Lincoln Electric, 9.1-1–9.1-6
  8. ^ „Průvodce svařováním“. Úterý, 8. října 2019

Bibliografie

  • Degarmo, E. Paul; Black, J T .; Kohser, Ronald A. (2003), Materiály a procesy ve výrobě (9. vydání), Wiley, ISBN  0-471-65653-4.
  • Lincoln Electric (1994). Příručka postupů pro obloukové svařování. Cleveland: Lincoln Electric. ISBN  99949-25-82-2.