4 CTPi, CTPc, CTPc-S  omówić, podać różnice
WPS  z czego się składa, do czego służy
y
ródła prądu
Naprężenie szczątkowe
CTP  (Czas Temperatura Przemiana)  wykresy, które przedstawiają ilościowe dane
dotyczące zależności struktury i czasu przemiany austenitu (jesteśmy w stanie określić rodzaj
przemiany przy określonych warunkach chłodzenia).
wykresy CTPi - Czas Temperatura Przemiana przy chłodzeniu izotermicznym,
wykresy CTPc - Czas Temperatura Przemiana przy chłodzeniu ciągłym,
wykresy CTPc-S - Czas Temperatura Przemiana przy chłodzeniu ciągłym w
warunkach spawalniczych.
CTPi  opierając się na metodzie izotermicznej śledzi się przemiany austenitu w perlit,
bainit i martenzyt. Wykresy CTPi wykorzystywane są do określania temperatury i czasu
wygrzewania np. podczas wyżarzania lub hartowania. (chłodzenie izotermiczne  przerywany
proces chłodzenia z zatrzymywaniem temp. na określonym poziomie).
CTPc  stosowane podczas obróbki cieplnej w przemyśle, przy ustalaniu struktury i
twardości stali podczas hartowania, wyżarzania normalizującego lub zupełnego.
Różnice pomiędzy CTPc a CTPi:
CTPc przemiany strukturalne zachodzą szybciej (w krótszym czasie) niż dla CTPi,
CTPc przemiany zachodzą w niższych temperaturach niż przy chłodzeniu CTPi.
Podczas spawania przemiany austenitu nie zachodzÄ… w warunkach izotermicznych, ale
przy chłodzeniu ciągłym.
Zasadnicze różnice pomiędzy warunkami cieplnymi procesu spawania a typową
obróbką cieplną:
bardzo duża szybkość nagrzewania i chłodzenia SWC w warunkach
spawalniczych (t8/5 = 1 ÷ 600s),
zróżnicowana i bardzo wysoka temperatura austenityzacji (o 400oC wyższa niż w
przypadku tradycyjnej obróbki cieplnej, wynoszÄ…cej 1250 ÷ 1300oC,
bardzo krótki czas wytrzymania w stanie austenitu.
Wykresy CTPc-S umożliwiają przewidywanie rodzajów przemian strukturalnych
zachodzących w poszczególnych punktach SWC oraz ilościowy udział składników
strukturalnych i rozkład twardości w tej strefie. Wykresy CTPc-S są podstawą do określenia
parametrów spawania (energii liniowej łuku) i temp. wstępnego podgrzewania.
Wykresy CTPc-S są zmodyfikowane  przedstawiają zależność temperatury przemian od
czasów chÅ‚odzenia w zakresie 800 ÷ 500oC, przedstawiajÄ… także podstawowe wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci
(twardość i udarność) SWC.
Przykład wykresu CTPc-S w postaci zmodyfikowanej:
1/4
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Naprężenie szczątkowe  Naprężenia własne  Naprężenia Spawalnicze  Naprężenia
pozostajÄ…ce.
Naprężenia spawalnicze należą do grupy naprężeń pozostających w wyrobie po
zakończeniu spawalniczych procesów cieplnych.
Naprężenia własne w połączeniach spawanych są spowodowane miejscowym
nagrzewaniem do wysokiej temperatury stosunkowo wąskiego obszaru, w którym spawany
metal rozszerza się w czasie nagrzewania, a następnie kurczy podczas chłodzenia.
Podczas spawania zachodzÄ…:
nierównomierne oraz szybkie nagrzewanie i chłodzenie,
zmiany właściwości cieplno-mechanicznych (E, Re, ą) podczas nagrzewania i
chłodzenia,
przemiany fazowe związane ze zmianą objętości.
Oddziaływanie jednocześnie tych czynników powoduje oddziaływania mechaniczne w
sąsiedztwie poszczególnych obszarów poddanych procesowi nagrzewania i chłodzenia.
Nagrzewane do różnych temperatur maksymalnych obszary spoiny, SWC i
przylegającego materiału podstawowego rozszerzają się, a reszta nie nagrzanego materiału
podstawowego stanowi utwierdzenie ograniczające to rozszerzanie. W wyniku obniżania się
granicy plastyczności nagrzanych obszarów ze wzrostem temperatury, następuje ich plastyczne
spęczenie, co po ostygnięciu złącza daje naprężenia rozciągające w obszarze spoiny,
przechodzące w naprężenia ściskające w materiale podstawowym.
Przykład przebiegu naprężeń
własnych w złączach doczołowych:
Naprężenia pozostające w blasze ze
stali węglowej:
a) blacha wÄ…ska (100-200mm),
b) blacha szeroka (ponad 300mm).
2/4
PRZYKA
AD: Mechanizm tworzenia się naprężeń własnych przedstawia poniższy rysunek na
przykładzie modelu pręta utwierdzonego obustronnie bez możliwości zmiany jego długości.
Podczas nagrzewania pręt wykazuje tendencję do rozszerzania się, ponieważ utwierdzenie
pręta na to nie pozwala, w przekroju pręta powstają sprężyste naprężenia ściskające (odcinek I-
II), aż do osiągnięcia granicy plastyczności Re w punkcie II. Dalsze wydłużanie pręta ze
wzrostem temperatury (odcinek II-III) powoduje jego plastyczne spęczanie, któremu
towarzyszy spadek naprężeń ściskających, będący wynikiem obniżania się granicy
plastyczności. Po zakończeniu nagrzewania w punkcie III rozpoczyna się stygnięcie pręta,
któremu powinno towarzyszyć kurczenie się. Ponieważ utwierdzenie na to nie pozwala, w
przekroju następuje spadek naprężeń ściskających, które następnie przechodzą w naprężenia
rozciągające (odcinek III-IV). W punkcie IV naprężenia rozciągające osiągają wartość granicy
plastyczność i wzrastają z obniżeniem się temperatury (odcinek IV-V). W temperaturze
otoczenia (punkt V) w pręcie występują naprężenia rozciągające o wartości granicy
plastyczności.
Przedstawiony model nagrzewania i chłodzenia pręta obrazuje mechanizm powstawania
naprężeń własnych w złączach spawanych, przy czym zjawiska zachodzące podczas spawania
są bardziej złożone.
Przebieg naprężeń w utwierdzonym pręcie podczas jego
nagrzewania i chłodzenia.
Naprężenia własne wywołują następujące skutki:
odkształcenia, które powodują zmianę wymiarów konstrukcji,
zwiększają możliwość powstawania pęknięć kruchych,
są przyczyną pęknięć związanych z procesem spawania (pęknięcia zimne,
gorÄ…ce, wydarzeniowe i lamelarne),
zwiększają ryzyko wystąpienia korozji naprężeniowej.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
y
ródła prądu
Spawalnicze z
ródło energii jest urządzeniem zamieniającym energię elektryczną sieci
energetycznej na energiÄ™ elektrycznÄ… o parametrach zapewniajÄ…cych stabilne prowadzenie
procesu technologicznego spawania.
Zadaniem spawalniczego z
ródła energii jest każdorazowe, pewne zapoczątkowanie
procesu wyładowania łukowego, a następnie jego stabilne utrzymanie w całym procesie
spawania.
Odbiornikiem energii elektrycznej ze spawalniczego z
ródła jest elektryczny łuk spawalniczy.
Parametry ustalonego jarzenia się łuku są zależne m.in. od charakterystyki
spawalniczego z
ródła energii elektrycznej i charakterystyki statycznej łuku.
Przy spawaniu ręcznym zmiany długości łuku są nieuniknione i powodują zmiany
prądu spawania. Zmiany takie są niepożądane, dlatego z
ródło energii do spawania ręcznego
(elektrodami otulonymi, TIG i niekiedy łukiem krytym) powinno mieć stromo opadającą
charakterystykę, przy której nawet duża zmiana długości łuku wywoła nieznaczną zmianę
prÄ…du spawania.
3/4
 Odmienne wymagania są przy spawaniu elektrodą topliwą (MIG/MAG), gdyż łuk jarzy
się pomiędzy przedmiotem spawanym a drutem elektrodowym podawanym ze stałą
prędkością. Prędkość stapiania jest proporcjonalna do natężenia prądu i dlatego wydłużeniu
łuku towarzyszy zmniejszenie prędkości topienia  i odwrotnie. Wytrącony z równowagi układ
szybko wraca do stanu stabilnego dzięki temu, że z
ródło ma charakterystykę płaską lub
zbliżoną do płaskiej.
Stosowane z
ródła prądu:
prÄ…du przemiennego spawania (spawarki transformatorowe),
prądu stałego spawania (spawarki prostownikowe, wirujące, inwertorowe),
prądu przemiennego i stałego (spawarki inwertorowe specjalistyczne).
Prostowniki inwertorowe mogą być używane do spawania metodami MIG/MAG, TIG i
elektrodami otulonymi [mogą mieć charakterystykę opadającą (prądową) lub płaską
(napięciową)]. Prostowniki z płaską charakterystyką używane są do spawania metodami
MIG/MAG. Transformatory i prostowniki z opadającą charakterystyką używane są do
spawania metodÄ… TIG i do spawania elektrodami otulonymi.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
WPS  Instrukcja technologiczna spawania.
powinna podawać szczegóły skutecznego wykonania operacji spawalniczych.
Instrukcja technologiczna powinna zawierać:
1. Informacje dotyczące wytwórcy:
- identyfikacja wytwórcy,
- identyfikacja WPS,
- powołanie protokołu kwalifikowania technologii spawania (WPQR) lub innych
wymaganych dokumentów.
2. Informacje dotyczące materiału podstawowego:
- rodzaj materiału (oznaczenie materiału i norma odniesienia, numer grupy
materiałowej),
- wymiary materiału (zakres grubości złącza, zakres średnic zewnętrznych rur).
3. Informacje wspólne dla wszystkich technologii spawania:
- metoda spawania,
- projekt złącza (szkic złącza przedstawiający kształt i wymiary, kolejność
układania ściegów, jeśli jest istotna dla własności spoiny),
- pozycja spawania,
- przygotowanie rowka lub brzegów (czyszczenie, odtłuszczanie, mocowanie,
sczepianie, szlifowanie, żłobienie z podaniem stosowanej metody),
- technika spawania (bez lub z ściegami zakosowymi, kąt pochylenia uchwytu
spawalniczego, elektrody i/lub drutu elektrodowego. Dla spawania gazowego:
spawanie w lewo lub prawo),
- podkładki (metoda, rodzaj, materiał, wymiary),
- spoiwo i topnik (klasyfikacja, wytwórca, zabiegi dodatkowe, np. suszenie),
- parametry elektryczne (np. rodzaj prądu, biegunowość, natężenie prądu,
napięcie łuku),
- spawanie zmechanizowane (prędkość posuwu, prędkość podawania drutu),
- temperatura podgrzewania wstępnego lub najniższa temperatura otocznia dla
prac w warsztacie i na montażu,
- temperatura międzyściegowa,
- dane spawania  dla spawania gazowego - (rozmiar dyszy, rodzaj i ciśnienie
gazu palnego, ciśnienie O2, rodzaj płomienia),
- materiały dodatkowe do spawania (wymiary  średnica pręta, oznaczenie -
wytwórca i nazwa handlowa),
- obróbka cieplna po spawaniu (dane obróbki lub powołanie oddzielnej instrukcji
obróbki).
4. Wymagania szczególne (np. do spawania łukiem krytym, spawania plazmowego).
4/4