Svařitelnost ocelí | Užitečné články o válcovaných kovových výrobcích

Koncept fyzické svařitelnosti oceli implikuje možnost spojení dvou konstrukčních částí za účelem vytvoření švu v oblasti spoje a v důsledku toho získání produktu monolitického typu. Tato vlastnost je charakteristická pro všechny technické slitiny železa. Proces svařování lze aplikovat na některé kombinace oceli a nekovů.

Svařitelnost ocelových slitin: hlavní ukazatele

Výsledkem svařování železa nebo podobného materiálu je spojení, které musí splňovat všechny zákonem schválené požadavky na provoz kovových výrobků (podle GOST 2601). V závislosti na typu kovu a slitinách z něj vytvořených se podmínky a ukazatele svařitelnosti mohou výrazně lišit.

Existuje koncepce úrovně svařitelnosti ocelí. Jedná se o změnu výkonu svařované konstrukce ve vztahu k základnímu materiálu (včetně kovu). Tento indikátor je určen počtem možností svařování a režimů, které lze aplikovat na daný typ kovu. To znamená, že čím větší počet režimů svařování lze použít, tím vyšší je stupeň svařitelnosti konkrétního kovu. Ocel je považována za kov s vysokým stupněm svařitelnosti.

Při posuzování možnosti svařování ocelí se určuje hlavní kritérium – chemické složení použité slitiny. Tažnost, úroveň prokalitelnosti a schopnost roztavení slitiny přímo závisí na jejím složení.

Úroveň svařitelnosti určitých kovů může být ovlivněna následujícími vlastnostmi:

• Přítomnost určitých nečistot. Složky, které lze určit ve složení železa, mohou vyvolat snížení nebo zvýšení zpracovatelnosti materiálu svařováním.
• Jednou z nejškodlivějších složek obsažených ve slitině železa je fosfor. S jeho zvýšenou koncentrací ve složení se může v kovu zvýšit pravděpodobnost křehkosti za studena.
• Pokud je v chemickém vzorci přítomen prvek, jako je síra, může se v materiálu během svařitelnosti objevit červená křehkost a přítomnost horkých trhlin.
• Křemík je přítomen ve vzorci téměř jakéhokoli typu oceli, ale jeho koncentrace zpravidla nepřesahuje 0.3%. V tomto množství nemá vliv na kvalitu obrobitelnosti kovu. Ale když se koncentrace chemického prvku zvýší na 1 % nebo více, mohou se tvořit žáruvzdorné oxidy, čímž se sníží index svařitelnosti.
• Mangan ve složení oceli také přímo ovlivňuje kvalitu zpracování materiálu. S rostoucí koncentrací chemického prvku se zvyšuje pravděpodobnost vážných deformací a trhlin ve složení kovu.
• Nikl je považován za jednu z hlavních legujících složek ve složení oceli. Jeho koncentrace v různých kovech může dosáhnout 35%. Komponenta ovlivňuje tažnost a pevnost oceli a je také důležitou komponentou pro zlepšení základních vlastností materiálu.
• Při stanovení kvality svařitelnosti ocelí je nutné vzít v úvahu úroveň koncentrace dusíku ve složení. Jak se svarová lázeň ochlazuje, chemický prvek může tvořit složky, které mohou zvýšit pevnost a tvrdost materiálu. Také dusík ve složení materiálu ve větší míře snižuje tažnost materiálu.

Existuje klasifikace sloučenin železa podle svařitelnosti v souladu se strukturními charakteristikami a chemickou strukturou oceli. Pro určení vhodné slitiny pro svařování je třeba vzít v úvahu složení materiálů.

S nízkou koncentrací nečistot a chemických složek je kov lépe svařitelný. Při určování charakteristik svařitelnosti ocelí je nutné vzít v úvahu, že některé chemické složky mohou ukazatel svařitelnosti zlepšit, jiné naopak zhoršit.

Svařitelnost: kritéria a vlastnosti

Kritéria svařitelnosti pro všechny skupiny ocelí se určují v závislosti na vlastnostech materiálů.

Mezi hlavní ukazatele patří následující charakteristiky:

1. Indikátor citlivosti oceli na účinky vysokých teplot, ke kterým dochází při svařování.
2. Má ocel tendenci tvořit zrna při dalším zachování plastických a pevnostních charakteristik, stejně jako pravděpodobnost strukturálních a fázových změn v oblasti vystavení vysokým teplotám během svařování?
3. Chemická reaktivita oceli, která přímo ovlivňuje oxidaci při vystavení vysokým teplotám během procesu svařování.
4. Odolnost oceli proti tvorbě trhlin a pórů, a to jak za studena, tak za tepla.

Dezoxidace má přímý dopad na kvalitu kovu a jeho svařitelnost. Tato charakteristika je dána koncentrací manganu, křemíku a dalších chemických prvků a je regulována rovnoměrným rozložením nečistot. Toto kritérium se používá pro stanovení značení kovů: „kp“ – vroucí ocel, „ps“ – polotichá koncentrační slitina, „sp“ – klidný kov.

Vliv svařitelnosti na vlastnosti slitin oceli

Proces svařitelnosti ocelí přímo ovlivňuje ohřev oceli s indikátorem překračujícím kritickou hodnotu v oblasti tvorby svaru. V důsledku tepelné expozice vzniká austenit neboli modifikace vysokoteplotního plošně centrovaného typu kovu a jeho slitiny. Při poklesu teploty tvoří taková sloučenina novou strukturu, jejíž vlastnosti a vlastnosti přímo závisí na rychlosti ochlazování a termokinetických změnách, ke kterým v oceli dochází.

Typ spoje také ovlivňuje kvalitu spojů při svařování kovů:

• tupé spoje;
• klínové spoje;
• T-klouby.

Klasifikace ocelí podle svařitelnosti

Existuje klasifikace ocelí podle svařitelnosti na základě vlastností materiálu. Skupina kovů je určena s ohledem na tendenci materiálu k deformaci, trhlinám a mechanickým vlastnostem spoje.

Na základě indikátorů pevnosti se určuje následující klasifikace kovů:

• Kovy s dobrou svařitelností (s hodnotou Seq≥0.25) lze použít pro svařování bez předehřívání slitiny nebo tepelného zpracování švů. Pro snížení napětí v oceli se provádí určité temperování. Tato vlastnost kovů přímo souvisí s nízkou koncentrací uhlíku v chemickém složení materiálu.
• Druhá skupina kovů má tendenci vytvářet praskliny nebo defekty ve švech při svařování. Takové výrobky jsou klasifikovány jako kovy s uspokojivou svařitelností (0.25 % ≤ Seq ≤ 0.35 %). U těchto materiálů se doporučuje předehřát výrobek před zahájením procesu svařování a také po dokončení procesu – výrobek vyžaduje tepelné zpracování, které pomáhá snížit pnutí.
• Kov s omezeným indexem svařitelnosti (0.35 %≤Seq≤0.24 %) je náchylný k praskání během svařování. Aby se vyloučila možnost deformace během procesu svařování, musí být kov předehřát a po svařování tepelně zpracován.
• Poslední skupinou kovů je ocel, která po svařování ve většině případů tvoří trhliny ve švech. Jsou nazývány kovy se špatnou svařitelností (Seq≥0.45 %). Přitom předběžné tepelné zpracování slitiny ne vždy problém vyřeší. U takových výrobků je vhodné použít vícestupňové vylepšení švů po svařování.

Pro dobrou svařitelnost oceli se používají různé metody, včetně nitridace nebo kalení kovu. Klasifikace ocelí umožňuje snadnou orientaci v technologických charakteristikách svařování určitých skupin železo-uhlíkových slitin.

Pro zajištění vysoce kvalitního švu dvou nebo více kovových výrobků je nutné zvolit metodu svařování:

1. Ruční obloukové svařování pomocí předem kalcinovaných elektrod, které lze volit na základě parametrů železa, o průměru 2 až 5 mm. Proces svařování se provádí pod vlivem stejnosměrného proudu.
2. Plynové svařování kovových výrobků není tak populární, ale je to možné. Proces se provádí pomocí plnicího drátu. Vady ve švech, které vznikají během procesu, jsou eliminovány normalizací nebo žíháním.

Všechny homogenní kovy mají fyzikální vlastnosti svařitelnosti. Možnost a kvalita svařitelnosti nepodobných ocelí je často určována pravděpodobností překážek nezbytných fyzikálních a mechanických procesů ve svařovací zóně.

Vytvořte si na webu přihlášku, co nejdříve vás budeme kontaktovat a zodpovíme všechny vaše dotazy.