Kryteria i sposoby oceny zgrzewalności
Dla różnych grup wyrobów (blachy, pręty, rury itp.), materiałów
konstrukcyjnych oraz metod zgrzewania stosowane są odmienne warunki
badania oraz kryteria ich oceny.
Dla blach niskowęglowych, między innymi metalizowanych, wrażliwość na
zgrzewanie może być oceniana na podstawie badań mechanicznych (na
ścinanie, rozciąganie, skręcanie) pojedynczych zgrzein lub, w przypadku
gorszej zgrzewalności, zespołu zgrzein.
Podstawowe kryteria oceny wrażliwości na zgrzewanie blach stalowych:
- współczynnik plastyczności złączy k
k= Pr/ Pt
Pr - średnia siła rozciągająca zgrzeinę
Pt - średnia siła tnąca zgrzeinę
k
≥ O.7
Pt
≥ Pmin (Pmin określa minimalną nośność zgrzein wg PN-74/M69020)
Najlepszą plastyczność posiadają złącza blach, których współczynnik pla-
styczności ma wartość zbliżoną do 1.
- kryterium plastyczności zespołu zgrzęin, wyrażone zależnością
:
δpl = Pn/ g b ≥ τpl
Pn - rzeczywista siła zrywająca próbkę zespołu zgrzein, g - grubość blachy
b - szerokość blachy
Miernikiem jakości jest liczba zgrzein w zespole, przenoszących obciążenie Pn,
wywołujące w materiale próbki naprężenie co najmniej równe wartości
granicy plastyczności
τpl
. Im mniejsza liczba zgrzein przenosi obciążenie
wywołujące taki stan, tym lepsza plastyczność blachy.
- wskaźnik plastyczności Wz
-
Wz = 1 .5 C + 3 S + P
C, S, P - procentowe zawartości węgla, siarki i fosforu w stali
Wz
≤ 0.23 %
W wyniku badań stwierdzono, iż w przypadku gdy wskaźnik Wz > 0.230/0 to
sposób zerwania próbki w próbie rozciągania, ścinania (przez rozciąganie)
oraz odrywania (wyłuskiwania) zmienia się z zerwania w materiale rodzimym
na zerwanie w zgrzeinie.
Ocena zgrzewalności
metali spajanych innymi sposobami zgrzewania opo-
rowego, jak np.: zgrzewaniem doczołowym zwarciowym czy iskrowym, jest
zbliżona do ogólnie przyjętych zasad oceny spawalności.
Wówczas podstawowym i wskaźnikami zgrzewalności są:
>równoważnik węgla
(
z uwagi na hartowność, rozkład struktur i twardość)
Ce [%]
Ce = C + Mn/6 + Cr/5 + Ni/40 + Si/24 + Mo/4
(Poszczególne pierwiastki określają ich zawartości procentowe w stali)
W przypadku zgrzewania garbowego detali zwartych: Ce _ 0.38
W przypadku zgrzewania prętów zbrojeniowych na krzyż (np. 34GS): Ce _
0.48
>
stosunek Mn/S
(z uwagi na możliwość powstawania pęknięć gorących)
Jakość zgrzewania
Współczesny stan techniki pozwala na otrzymywanie wysokiej jakości złączy i
konstrukcji zgrzewanych pod warunkiem, że kontrola całości procesów pro-
dukcyjnych związanych ze zgrzewaniem prowadzona będzie systematycznie,
dokładnie i możliwie wszechstronnie.
JAKOŚĆ MATERIAŁÓW KONSTRUKCYJNYCH
⇓
POZIOM TECHNICZNY
URZĄDZEŃ ORAZ
APARATURY
STEROWNICZEJ
⇒
⇐
I KONTROLNO
POMIAROWEJ
JAKOŚĆ
ZGRZEWANIA
OPOROWEGO
NOWOESNOŚĆ
WARUNKÓW
ZGRZEWANIA
⇑
POZIOM KWALIFIKACJI PERSONELU TECHNICZNEGO ORAZ OPERATORÓW
Problem jakości zgrzewania oporowego blach powiązany jest ze zgrzewalno-
ścią i, zgodnie z definicją zgrzewalności, wiąże się z takimi czynnikami jak:
wrażliwość na procesy zgrzewania, warunki zgrzewania i warunki eksploatacyjne
wyrobu.
WRAŻLIWOSC NA
WARUNKI
WARUNKI
PROCESY
ZGRZEWANIA
EKSPLOATACYJNE
ZGRZEWANIA
- zgrzewarki;
-wygląd zewnętrzny
Wskaźnik -
sterowniki;
złączy;
plastyczności -
aparatura
kontrolno-
-wymiary
W = 1,5 C + 3 S + P
pomiarowa;
geometryczne
[%] -
materiał i kształt zgrzewanych
C - węgiel;
elektrod
elementów;
S
-
siarka;
zgrzewarek;
-
przydatność
P - fosfor
- parametry
elementów do
W
≤
0.23 [0/0]
zgrzewania;
dalszej
obróbki;
-
właściwości
Współczynnik -
kontrola
mechaniczne;
plastyczności
parametrów
-odporność
K = Pr/Pt
zgrzewania;
korozyjna złączy
P
r
- siła niszcząca w
-
kontrola części
oraz całego wyrobu
próbie rozciągania
roboczych
elektrod;
itp.
[kN]; -
kontrola
Pt - siła niszcząca w
temperatury wody
próbie ścinania [kN]
chłodzącej itp.
K
≥0.7