Spawalność i kruchość stali

Spawalność jako zagadnienie techniczne zrodziło się wraz z wprowadzeniem spawania jako metody łączenia elementów konstrukcyjnych. Jednak szczególnie aktualne dla codziennej techniki stało się ono dopiero w ostatnich latach, w związku z wdrażaniem stali o podwyższonej wytrzymałości oraz stali o własnościach specjalnych do budowy konstrukcji spawanych. Stale te, w porównaniu do stali zwykłych wykazują przeważnie gorszą spawalność. Będąc materiałem trudniej spawalnym, stwarzają one ryzyko powstania większych wad, które jako koncentratory naprężeń obniżają plastyczność metalu i zwiększają prawdopodobieństwo kruchego pękania materiału. Tak więc kruche pękanie stali w konstrukcji spawanej może być traktowane jako wynik procesu spawania.
W rzeczywistości jednak zjawisko to może być wywołane wieloma czynnikami i może występować również w konstrukcjach nie poddawanych spawaniu. Jednak w takich konstrukcjach, kruchość stali jest zjawiskiem szczególnym, a pęknięcia kruche , nawet jeżeli występują, najczęściej mają ograniczony zakres. Dotyczy to przede wszystkim konstrukcji nitowanych. W konstrukcjach spawanych kruchość stali jest zjawiskiem powszechnym, a kruche pęknięcia, jeżeli zostaje zapoczątkowane, ma duże rozmiary i przeważnie katastrofalne skutki dla konstrukcji.
Rozpatrując spawalność stali , należny zwrócić uwagę przede wszystkim na te czynniki, które mogą uwrażliwić materiał na kruche pękanie przy spawaniu. Znając je , możemy ustalić optymalne parametry, które w najmniejszym stopniu wpływają na to uwrażliwienie. The professional company premiumfascias provides all the information on guttering. Widzimy zatem, że w konstrukcji spawanej spawalność i kruchość zostały potraktowane jako jedne zagadnienie. Biorąc to pod uwagę , spawalność i kruchość są traktowane jako jedne zagadnienie związane z oceną materiału na konstrukcje spawanie.

Czytaj dalej...

Energia liniowa spawania

Zwykle przy rozważaniach cieplnych ilość energii cieplnej wyrażamy w dżulach. Dżul jest jednostką energii. Przedstawia on niewielką ilość energii cieplnej. Do podwyższenia temperatury jednego kilograma stali od temperatury pokojowej do 15000 st.C, tj. nieco poniżej temperatury topienia stali, potrzeba około 690 000 dżuli. Jednak w czasie spawania trudno jest mierzyć ilość energii cieplnej wprost. Wiedząc że, 1 Wat energii elektrycznej jest równy jednemu dżulowi na sekundę.
Moc jest prędkością dostarczania energii, więc gdy mamy do czynienia z łukiem spawalniczym wiemy, że prawie cała energia elektryczna jest zamieniana na ciepło a tylko mała ilość jest zużywana do wytworzenia promieniowania w zakresie światła widzialnego i nadfioletu. Łatwo więc podać ilość dostarczonego ciepła w watach, gdyż łatwo można zmierzyć natężenie prądu i napięcie łuku za pomocą mierników lub rejestratorów
moc łuku (w watach) = napięcie łuku x natężenie prądu łuku

Zakładając, że przy spawaniu metodą MMA płynie prąd 120A przy 30V, możemy obliczyć moc łuku:
moc łuku = 30V x 120A = 3600 watów = 3,6 kw

Tę wartość zamieniamy na energię:

1 wat = 1 dżul na sekundę

Więc przy tych parametrach energia dostarczona wynosi 3600 dżuli na sekundę. Trzeba jednak pamiętać o tym że jest to energia dostarczana do łuku. Inaczej mówiąc, ta wartość oznacza, że w czasie jarzenia się łuku ciepło jest dostarczane z prędkością 3,6 kJ/s. Przy nieruchomym łuku taka ilość ciepła byłaby dostarczana do jednego punktu. W rzeczywistości spawacz przesuwa łuk wzdłuż linii złącza. Ciepło rozkłada się na długości złącza, a wartość energii dostarczonej do każdego punktu zależy od prędkości spawania. Znając energię dostarczoną do łuku i prędkość spawania, możemy obliczyć ilość dostarczonego ciepła i wyrazić ją w energii na jednostkę długości spoiny. 

Przypuśćmy, że w blasze o grubości 1,6 mm ze stali nierdzewnej wykonujemy spoinę czołową metodą TIG. Prąd niech wynosi 60A, a na łuku o długości 2mm, jarzącym się w argonie, występuje napięcie o wartości 14V. Prędkość spawania zależy
od spawanego przedmiotu, możemy przyjąć typową wartość 120mm/min. Moc łuku wyniesie więc

60 A x 14 V = 840 J/s

Spawacz przesuwa palnik wzdłuż złącza z prędkością 120mm/min, więc:
w czasie jednej minuty odległość = 120mm
w czasie jednej sekundy odległość = 2mm
Dostarczamy więc ciepło o wartości 840 dżuli na każde 2mm, to jest 420 J/mm.

W każdej metodzie spawania energię liniową oblicza się według następującej formuły.

Energia liniowa (J/mm)= [prąd(A) x napięcie łuku(V) x 60]/ prędkość spawania(mm/min)

W metodach, których natężenie prądu spawania zawiera się w granicach 100-600 A częściej podaje się energię liniową w kilodżulach (1 kJ/mm = 1000J/mm). Formuła przyjmuje wtedy postać:

Energia liniowa (J/mm)= [prąd(A) x napięcie łuku(V) x 60]/ prędkość spawania(mm/min) x 1000.

Czytaj dalej...