Obecné informace o podstatě svařitelnosti a jejích variantách od společností obchodujících s kovy na Ukrajině. Ceny za nákup kovů v ceníku platformy pro obchodování s kovy.

Informační podpora +38 (056) 790-15-67
Jak se registrovat?

Hlavní Tiskové středisko Adresáře Elektrody Podstata svařitelnosti a jejích odrůd

1metal.com Metalurgická obchodní platforma 1metal.com Stručné informace o podstatě svařitelnosti a jejích variantách ukrajinských společností na platformě pro obchodování s kovy 1metal.com 4.6 hvězdiček na základě 95

Podstata svařitelnosti a jejích odrůd
Informace o pozadí

• GOST (DSTU), DIN
• Adresáře
• Adresář ocelí
• Všeobecné informace
• Periodická tabulka
• Hmotnostní kalkulačka

Svařitelnost je komplexní technologická charakteristika kovových materiálů, závislá na mnoha faktorech.

Základní obecnou definici svařitelnosti stanoví GOST 29273–92:

„Kovový materiál je považován za svařitelný ve stanoveném rozsahu v daném procesu a pro daný účel, pokud je kovové celistvosti dosaženo svařováním ve vhodném procesu a pokud svařované díly splňují specifikace jak svými vlastními vlastnostmi, tak jako na jejich vliv na design, který tvoří.“

Přes různé interpretace svařitelnosti ve vědecké, technické, vzdělávací a referenční literatuře [1, 3, 6, 9, 11, 12] je třeba výše uvedenou definici svařitelnosti, která odpovídá mezinárodní normě ISO 581–80, brát jako základ.

Na základě této definice vyplývá, že svařitelnost závisí na čtyřech proměnných: materiálu, technologickém postupu, typu konstrukce a jejím funkčním účelu. V závislosti na kombinaci těchto proměnných poskytuje GOST 29273–92 možnost individuálního stanovení svařitelnosti v každém konkrétním případě.

Výkonnostní ukazatele výrobků se svařovanou konstrukcí jsou regulovány požadavky regulační a technické dokumentace. Může se jednat o indikátor nebo soubor indikátorů v závislosti na účelu a provozních podmínkách produktů. Pokud jsou výkonnostní ukazatele výrobků v mezích stanovených technickými požadavky, pak je konstrukční materiál svařitelný nebo má svařitelnost. Pokud není splněna spodní hranice technických požadavků pro alespoň jeden ukazatel výkonnosti, pak materiál nelze svařovat a nemá svařitelnost.

Je třeba poznamenat, že s takovým integrovaným přístupem lze svařitelnost stejného materiálu posuzovat různě v závislosti na účelu výrobku:

• svarový spoj získaný stejným typem svařování lze v jednom případě považovat za vhodný a v jiném za nevhodný pro použití;
• konstrukční materiál, který není schopen vytvořit svarový spoj jedním typem svařování, lze svařit jiným;
• provedení svarového spoje a jeho umístění na výrobku se volí tak, aby bylo vyloučeno vytvoření svarového spoje, v důsledku čehož může být materiál nebo druh svařování považován za nevhodný.

Vzhledem k tomu, že standardní definice svařitelnosti je aplikovaného charakteru a odráží funkční účel výrobků se svařovanou strukturou v provozních podmínkách, je vhodné zavést nový termín – funkční svařitelnost, analogicky s funkční zaměnitelností. Jak je známo, funkční zaměnitelnost je široce používána ve strojírenství a zajišťuje zaměnitelnost výrobků při zachování jejich stanovených výkonnostních ukazatelů v požadovaných mezích a po danou dobu [4].

Definice funkční svařitelnosti se v podstatě téměř zcela shoduje s definicí svařitelnosti podle GOST 29273–92 – funkční svařitelnost – vlastnost kovů a slitin vytvářet při vhodné technologii svařování spoje s kovovou celistvostí, které splňují požadavky předpisů a technickou dokumentaci pro výkonové charakteristiky konkrétního výrobku se svařovanou konstrukcí.

Konkrétním produktem je třeba rozumět produkt se stanovenými ukazateli výkonu, funkčností, typem provedení a provozními podmínkami. Kovová celistvost svarových spojů zajišťuje nepřítomnost horkých a studených trhlin, pórů a jiných svarových vad, které tuto celistvost narušují.

V moderní svářečské terminologii se rozlišuje fyzikální svařitelnost a technologická svařitelnost.

Fyzikální svařitelnost je dána fyzikálně-chemickými vlastnostmi spojovaných kovů a charakterizuje základní možnost získání svarových spojů především z odlišných kovů [8].

Fyzikální svařitelnost je nezbytnou podmínkou pro existenci funkční svařitelnosti.

Z fyzikálně-chemického hlediska mají nejlepší svařitelnost čisté kovy a slitiny, jejichž složky mají neomezenou vzájemnou rozpustnost v kapalném i pevném stavu, to znamená, že tvoří souvislou řadu kapalných a pevných roztoků. Kovy a slitiny, které nelze vzájemně rozpustit v kapalném stavu, například železo a hořčík, olovo a měď, železo a olovo atd., nejsou prakticky vhodné pro tavné svařování, když se takové dvojice kovů roztaví, vytvoří se nemísitelné vrstvy , které po následném ochlazení samostatně krystalizují a po vytvrzení je lze od sebe poměrně snadno oddělit.

Charakter interakce složek v pevném a kapalném stavu se obvykle určuje z diagramů rovnovážného stavu. Je však třeba mít na paměti, že konstrukce rovnovážných fázových diagramů zahrnuje extrémně pomalé zahřívání a ochlazování, které někdy probíhá po stovky hodin. Skutečné podmínky svařovacího procesu se výrazně liší od rovnovážných, proto stanovení svařitelnosti pomocí stavových diagramů odráží pouze zásadní možnost získání svarového spoje.

Na základě analýzy více než 200 binárních fázových diagramů pro 23 známých strukturních kovů byla v práci [8] provedena předpověď fyzikální svařitelnosti různých kovů mezi sebou (obr. 4.1). Tuto předpověď lze použít k výběru párů kovů, které mají fyzikální svařitelnost, a také k výběru legujících prvků pro slitiny.

Fyzikální svařitelnost odlišných kovů lze také předvídat z hodnot jejich atomových poloměrů a elektronegativity. Vzájemná rozpustnost prvků je dána podobností krystalových mřížek rozpouštědla a rozpustné složky, rozdílem atomových poloměrů složek a hodnotami elektronegativity.

Pro stanovení mezí rozpustnosti se konstruují diagramy rozpustnosti v souřadnicích „atomový poloměr prvku – elektronegativita“ [8]. Na těchto diagramech jsou zkonstruovány dvě pomocné elipsy: vnitřní s hlavní osou ±0,2 jednotek elektronegativity a vedlejší osou ±8 % rozdílu atomových poloměrů a vnější s hlavní osou ±0,4 jednotek elektronegativity a vedlejší osa ±15 % rozdílu atomových poloměrů (obr. 4.2). Uvnitř malé elipsy jsou kovy, které tvoří neomezené pevné roztoky s daným rozpouštědlovým kovem. Mezi malou a velkou elipsou jsou kovy s omezenou rozpustností v matricovém kovu. Mimo velkou elipsu jsou faktory valence a velikosti nepříznivé pro tvorbu tuhých roztoků, tedy pro tvorbu svarového spoje.

Svařitelnost kovů

К kategorie:
Svařování různých kovů

Moderní strojírenství a stavebnictví se neobejdou bez použití legovaných ocelí; ty zvyšují spolehlivost, trvanlivost a cenovou efektivitu konstrukce při nižší hmotnosti a lepších provozních vlastnostech. To je zvláště důležité u kombinovaných konstrukcí sestavených z heterogenních kovů. Některé odlišné kovy však buď vůbec nelze svařovat, nebo je technologie jejich svařování velmi složitá. V tomto ohledu má v technologii svařování velký význam koncept svařitelnosti kovů.

Svařitelnost je vlastnost kovu nebo kombinace kovů vytvářet za použití zavedené svařovací technologie spoje, jejichž vlastnosti (fyzikální, mechanické atd.) se blíží vlastnostem základního kovu.

Například dobrá svařitelnost nízkouhlíkových ocelí se vyznačuje svarovým spojem o stejné pevnosti jako základní kov bez snížení tažnosti ve svarové zóně a bez trhlin ve svarovém kovu.

Svařitelnost legovaných ocelí se posuzuje možností získání spojů, které jsou odolné vůči tvorbě zpevňujících struktur (a trhlin), korozi a poklesu pevnosti při vysokých teplotách.

Homogenní kovy se stejnou atomovou mřížkou se snadno spojují svařováním, zatímco kovy odlišné se nemusí svařovat vůbec. Například měď nelze svařovat s olovem; svařování železa s olovem, titanu s uhlíkovou ocelí a mědí atd. je obtížné.

Svarový kov a kov tepelně ovlivněné zóny jakéhokoli svařovaného spoje, i když je složen z homogenních částí, jsou svými vlastnostmi heterogenní, a to jak mezi sebou, tak i ve srovnání se základním kovem. Hrubozrnný (přehřátý), zpevněný nebo hrubozrnně zpevněný kov vytvořený ve svarovém spoji má nedostatečné vlastnosti, v závislosti na schopnosti svařovaného kovu měnit svou strukturu a vlastnosti během svařování. Známkou špatné svařitelnosti je sklon k tvorbě trhlin, které jsou u svarových spojů zcela nepřijatelné. Tendence k přehřátí, zpevnění, tvorbě trhlin a dalších vad během svařování charakterizuje svařitelnost kovů.

Při posuzování svařitelnosti tepelně kalené oceli je velmi důležitou charakteristikou její sklon k měknutí (ztrátě pevnosti) během svařování. K měknutí obvykle dochází v tepelně ovlivněné zóně v oblasti s teplotami ohřevu 400-720 °C, v závislosti na teplotě popouštění oceli během její výroby v závodě (kalení + popouštění).

Aby bylo možné vyrobit pevnou svařovanou konstrukci s nejnižšími náklady na pracovní sílu a za použití nejracionálnější svařovací technologie, je nutné co nejúplněji prostudovat svařitelnost oceli.

Svařitelnost je ovlivněna chemickým složením přídavného materiálu, svařovacím režimem, okolní teplotou, chemickým složením a tloušťkou oceli, podmínkami pro upevnění konstrukčních prvků během svařování a dalšími konstrukčními, technologickými a provozními podmínkami.

V praxi se používají různé metody stanovení svařitelnosti k testování odolnosti kovu proti praskání, přechodu do křehkého stavu, korozi, opotřebení a dalších vlastností.

Klasifikace uhlíkových ocelí podle svařitelnosti.

Podle charakteristik odolnosti proti tvorbě trhlin při vhodné technologii svařování lze všechny oceli s feriticko-perlitovou a bainitickou strukturou rozdělit do čtyř skupin: I – oceli, které nejsou při obloukovém a plynovém svařování zpevněny, a proto jsou svařovány bez zvláštních omezení; II – oceli náchylné k tvorbě zpevňujících mikrostruktur, ale při správné technologii svařované bez jejich vzniku (při svařování bez předehřevu); III – oceli náchylné k zpevňujícím strukturám během svařování a svařované s předehřevem, aby se zabránilo vzniku těchto struktur; IV – oceli kaleny během svařování a svařované s předběžným, souběžným předehřevem a okamžitým tepelným zpracováním po svařování.

Svařování ocelí skupiny I lze provádět za jakýchkoli tepelných podmínek v širokém rozsahu, bez zvláštních omezení ve způsobu nanášení švů podle průřezu, délky a polohy v prostoru.

Svařování ocelí skupiny II se provádí s příslušnými omezeními, v úzkém rozsahu tepelných podmínek a omezené teplotě okolního vzduchu.

Oceli zařazené do skupiny III vyžadují během svařování předehřev, což pomáhá snížit rychlost chlazení svarového spoje a v důsledku toho vést k tvorbě relativně měkké feriticko-perlitové, nebo v extrémních případech bainitické mikrostruktury.

Svařování ocelí zařazených do skupiny IV svařitelnosti se provádí s povinným ohřevem a tepelným zpracováním.