SPAWALNOŚĆ-(zdolność materiałów metalowych do tworzenia złączy spawanych (spoin) o wymaganych, z góry
określonych własnościach w wyniku zaistnienia procesów fizykochemicznych) decydują o niej: *czynniki
metalurgiczne (skład chem., zaw. C i składników stopowych, sposób wykonywania i wykańczania wytopu, stopień
zanieczyszczenia wtrąceniami niemet.), *czyn. konstrukcyjne (rodzaj i sztywność konstrukcji złącza spawanego, pole
pow. przekroju łączonych elem, położenie spoin) *czyn. technologiczne (metoda spawania, rodzaj i średnica zastos.
spoiwa, moc z
ródła ciepła użytego do spaw) *łatwospawalne: (do 40mm grubości), wszystkie stale niskowęgl., do
0,25%C; *średniospawalne: wymagają dodatk. zabiegów, większe średn. elektrod, podgrzew. przed spaw., większe
natęż. prądu, wolniejsze spaw., niektóre st. niskostop.; *trudnospawalne: wymagają obr. cieplnej po spaw., żeliwo,
stale wysokostop.; *niespawalne: mimo stos. wszystkich metod nie dają się łączyć, niektóre stopy aluminium,
1)spawalność metalurgiczna: zależy od składu chem., od zaw. gazów, od wtrąceń niemetal.. Równoważnik węgla
Ce=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu+Ni)/15<=0,49% to dobra spawaln. 2)technologiczna  zal. od met. spaw., techniki,
warunków spaw., temp. 3)konstrukcyjna  zależy od rodz. sztywności konstrukcji, od wielk. łączonych el., od rodz
spoin.SPAWANIE GAZOWE spaw. gdzie z
ródłem ciepła jest płomień gazowy (acet.-tlenowy), z użyciem spoiwa,
następuje nadtopienie krawędzi materiału i spoiwa. Spoiwa  druty, po stopieniu łączące elem. (materiał spoiwa
łączy się z mat. spawanym), skład chem. najlepiej taki jak mat. spawany
Gazy stos.: TLEN- gaz niepalny, podtrzymuje palenie, przechowywany w niebieskich butlach (zawór ze stożkiem,
reduktor) przy ciśnieniu 15 MPa (150 Atm), po 20 MPa - postać ciekła. Argon, hel  szare, wodór  czerwona, butla
musi stać. ACETYLEN  gaz palny, wysoka temp. pÅ‚omienia (3100-3200°C), bezzapachowy, bezbarwny lecz
techniczny posiada specyficzny zapach, sprężany do 15 MPa, podgrzewanie do 300°C, powyżej wybucha, a
techniczny do 130°C, powyżej polimeryzacja  wybucha z powietrzem, reaguje wybuchowo pod ciÅ›nieniem
atmosferycznym, gdy stężenie C2H2 2,7-82% (gaz wybuchowy), przechow. pod ciśn. 1,5 MPa w żółtych butlach,
wypełnionych masą porowatą i acetonem, otrzymywanie acetylenu w wytwornicach acetylenowych (ma postać
zbiornika, w którym zachodzi reakcja między węglikiem wapnia i wodą, wytworzony w wytwornicach acetylen należy
oczyścić z pyłu i usunąć z niego parę wodną, siarkowodór i inne zanieczyszczenia), w reakcji wody z karbidem
CaC2+2H2O  >C2H2+Ca(OH)2. Płomień acetylenowo-tlenowy I etap  C2H2+O2=2CO+H2 II etap 
CO+H2+O2=CO2+H2O. PA
OMIEC
: w jądrze zachodzi rozpad acet. na wodór i węgiel, którego rozjarzone cząstki
świecą jaskrawym blaskiem, w stożku spalanie wodoru na parę wodną i węgla na tlenek węgla, najwyższa temp. 2-3
mm od jądra, w kicie płomienia następuje spalanie tlenku węgla na dwutlenek węgla, to spalanie następuje przy
częściowym udziale tlenu pobieranego z powietrza. Dobrze wyreg. płomień powinien się składać z wyraz
nego
krótkiego jądra oraz ze słabo świecącej kity. Gdy O2/C2H2=1,2 to płomień normalny, gdy >1,2 to nadmiar tlenu,
płomień utleniający (kita skrócona, tlenki osłabiają metal, tworzą się pęcherze, do cynku, mosiądzu, żeliwa), gdy <1,2
pł. nawęglający (nieodpowiedni do spaw stali, ale do Al. i stopów Al, Ni, st.wysokowęglowe). Zalety płomienia: tanie,
łatwo opanować, ale wprowadza zbyt dużo ciepła SPAWANIE A
UKOWE ELEKTRODAMI OTULONYMI.
Powstawanie Å‚uku elektrycznego. y
ródłem cieplnym jest łuk elektryczny powstały między elektrodą a materiałem.
A
uk jest to świetlne wyładowanie elektryczności w ochronie gazowej. Do zajarzenia łuku potrzebne jest napięcie
powyżej 30-50V. Podczas jarzenia się łuku napięcie spada do ok. 16-24V. Stosuje się natężenia prądu rzędu 30-40
A/mmØ. Dla prÄ…du przemiennego napiÄ™cie potrzebne do zajarzenia wynosi ponad 50V. Temperatura Å‚uku. Na
biegunie ujemnym powstaje temperatura 2150oC, a na dodatnim ok. 2600oC. W słupie łuku występuje temperatura
4000-6000oC. y
ródła prądu. y
ródłem prądu są spawarki, które podczas procesu muszą zapewniać odpowiednie
warunki spawania oraz odpowiedni czas powrotu zwarcia do stabilnego jarzenia (mniejszy od 0,05s). Wyróżniamy
spawarki do wytwarzania prądu stałego (przetwornice i prostowniki) oraz do wytwarzania prądu przemiennego
(transformatory). Rodzaje złączy spawanych, rodzaje spoin, elementy spoiny czołowej, pozycje spawania,
podział elektrod otulonych. Elektrody to materiały służące do zajarzenia i utrzymania łuku. Dzielimy je na:
nietopliwe  wolframowe i grafitowe (jarzą i utrzymują), należy zastosować dodatkowe spoiwo; wolframowe o
średnicy 1  6mm, długość ok. 175mm; często stosuje się elektrody wolframowe z dodatkiem ThO2 lub CeO2; topliwe
 zajarzają i utrzymują łuk, a jednocześnie topią się tworząc spoinę. Stosuje się elektrody otulane, na których rdzeń
metalowy naprasowano otulinÄ™. Podstawowe zadanie otuliny to zabezpieczenie jeziorka spawalniczego przed
utlenianiem. W skład otuliny wchodzą materiały gazotwórcze. W skład otuliny wchodzą również materiały
poprawiające jarzenie łuku. Często dodaje się TiO2 zwany rutylem. Są też składniki regulujące skład chemiczny
spoiny przez co poprawiają jej właściwości. Mogą występować składniki powodujące odtlenianie spoiny: Mn, Si, Ti,
Ge, C. Istnieją też składniki żużlotwórcze. Ważną rzeczą jest aby otulina przylegała do rdzenia i topiła się
równomiernie wraz z nim. Elektrody otulane dzieli się na: EA 1.46  elektrody kwaśne zawierające pierwiastki o
odczynie kwaśnym; 1 garb otuli to 46  460 MPa wytrzymałości; EB 1.50  elektrody zasadowe zawierające powyżej
50% składu o charakterze zasadowym. Zapewniają najlepsze własności wytrzymałościowe. Wymagają stosowania
biegunowości dodatniej; ER 1.46  elektrody rutylowe, zapewniające przeciętną wytrzymałość; EC  elektrody
celulozowe i EO  elektrody utleniające, zapewniające przeciętną wytrzymałość; ES  elektrody specjalne
przeznaczone do spawania stali stopowych np. CrMoB  do spawania stali chromowej ES18-8B; EN  elektrody do
napawania, np. EN600B, gdzie 600 określa twardość HB; EŻO i EŻM  elektrody do spawania żeliw; ECu/Sn 
elektrody do spawania stopów miedzi z cyną; EAl  elektrody do spawania materiałów kolorowych. Oznaczanie
elektrod otulonych. Przykład: E222 B33. Cyfry 222 oznaczają własności mechaniczne, przy czym pierwsza dwójka
to wartość RM, druga to wydłużenie A5, a trzecia to udarność. B oznacza charakter otuliny. Pierwsza trójka to pozycja
spawania elektrodÄ…, a druga to zastosowany prÄ…d.. Metoda MAG.Oznacza spawanie elektrodÄ… topliwÄ… w atmosferze
CO2 (gazu aktywnego). Często stosuje się mieszanki takich gazów jak Ar+CO2+O2 lub Ar+CO2. Spawa się stale
niskow i niskostop. Par: z
ródło prądu  prostow spawalniczy, nap  16-30V, prąd  400-700A, śred elektrod  0,6-
2,4mm, szybk spaw  700m/h. Metoda TIG. W tej metodzie wykorzystuje siÄ™ elektrodÄ™ wolframowÄ… w atmosferze
argonu. Jest to najdroższa metoda. Wykorzystuje się ją do stali wysokostopowych i metali kolorowych. Stosuje się
prąd stały lub przemienny. Dla prądu stałego stosujemy biegun ujemny. Taki rodzaj spawania wykorzystuje się do
wszystkich materiałów z wyłączeniem aluminium i magnezu. Stosując prąd przemienny możemy spawać aluminium i
magnez. Parametry: średnica elektrod  1-6mm, napięcie  16-24V, prąd  700A, ilość podawanego gazu  5-
15l/min. Metoda MIG. (Metal Invert Gaz). Jest to spawanie w atmosferze Ar i H. Stosuje siÄ™ jÄ… do stali
wysokostopowych oraz metali kolorowych. SPAWANIE A
UKIEM KRYTYM. W metodzie tej Å‚uk zasypywany jest
warstwą topnika, w taki sposób, że jest on niewidoczny. Topnik chroni w podobny sposób jak otulina. Dzięki temu łuk
jest dobrze chroniony. Można spawać grube materiały (stale niskowęglowe) oraz stale zwykłe i stopowe. Przy
zastosowaniu tej metody udział materiału rodzimego w spoinie sięga 70-80%, co polepsza jej właściwości.
Parametry: prąd  1200A, średnica elektrod  3mm, duża szybkość spawania. Tą metodą spawa się np. kadłuby
statków. CI
CIE TERMICZNE.Cięcie tlenowe. Polega na wypalaniu otworów w materiale dzięki doprowadzeniu
dodatkowego  tlenu tnącego . Palnik podgrzewa materiał do temperatury zapłonu, po czym następuje jego spalenie w
atmosferze tlenu i wydmuchanie go z miejsca cięcia. Cięcie takie jest znacznie szybsze od mechanicznego, a
gładkość ciętych elementów jest duża. Tą metodą można ciąć bez trudu stale niskowęglowe. Należy jednak zwrócić
uwagę, aby temperatura zapłonu materiału była niższa od temperatury topnienia, aby materiał posiadał niskie
przewodnictwo cieplne, temperatura topnienia tlenków musi być niższa od temperatury topnienia materiału, proces
spalania powinien być egzoteryczny, czyli z wydzieleniem ciepła. Parametry: grubość materiału  do 1500mm,
ciśnienie tlenu, moc mieszanki podgrzewającej, szybkość cięcia, czystość tlenu, odległość palnika od powierzchni,
kształt płomienia. Cięcie plazmowe. W tej metodzie stosuje się łuk plazmowy. Elektroda wytwarza łuk elektryczny,
przez który przepuszcza się gaz plazmotwórczy. Wzbudzony gaz tworzy plazmę, która wytapia szczelinę w materiale.
Temperatura łuku sięga 25000K. Ograniczenie grubości do 40mm. KONTROLA JAKOŚCI SPOIN. Metody badania
jakości spoin dzielą się na zewnętrzne (penetracyjne i magnetyczne) i wewnętrzne (ultradz
więkowe). Do metod
niszczących złącze spawane należą: badanie składu chemicznego, badanie metalograficzne, mechaniczne,
zmęczeniowe oraz technologiczne. Do metod nieniszczących złącz spawanych należą: ultradz
więkowe,
rentgenograficzne, radiolograficzne oraz badanie szczelności. Stan surowy- oznacza ze stal jest w stanie nie
obrobionym cieplnie a wieć tylko po przeróbce plastycznej na gorąca lub na zimno.. Stan normalizowany N - w wyżarzaniu
normalizującym wykorzystuje się efekt rozdrobnienia ziarna przy przemianie ferryt -perlit >austenit. Chłodzenie po normalizowaniu odbywa się w spokojnym
powietrzu, co zbliża strukturę stali do równowagowej, zgodnejz układem fazowym żelazo - cementyt.. Zmniejsza się przy tym poziom naprężeń własnych wyrobu i
niejednorodność struktury.. Stan wyżarzony ujednoradniajÄ…co J -uzyskuje siÄ™ przez wyżarzanie w wysokiej temperaturze (1000 - 1200°C) w
czasie kilkunastu godzin. Efektem jest wyrównanie składu chemicznego i duże ziarno. Stan sferoidyzowany Sf uzyskuje się przez kil
kugodzinne
wyżarzanie w okoli
cy temperatury przemiany eutektoidalnej. W efekcie otrzymuje siÄ™ kuleczki cementytu w osnowie ferrytu. Struktura taka nazywa siÄ™ sferoidytem i
zapewnia małą twardość i dobrą plastyczność stali. Stan zmiękczony M osiąga się podobnie jak stan Sf. Celem wyżarzania zmiękczającego jest uzyskanie
określonej, małej twardości, wystarczającej do obróbki skrawaniem. Stan hartowany H - właściwości stali po hartowaniu zależą od jej składu i ro-
dzaju hartowania. Typowe struktury dla tego stanu to martenzyt i bainit, niewykluczona jest także obecność węglików i austenitu szczątkowego. Stan
odpuszczony stal O - odpuszczanie stosuje siÄ™ po hartowaniu celem zmniej
szenia właściwości wytrzymałościowych i zwiększenia plastycznych oraz
udarności. Ogólnie, ze wzrostem temperatury odpuszczania maleją właściwości wytrzymałościowe, a zwiększają się właściwości plastyczne. Stan O dotyczy
niskiego albo Å›redniego odpuszczania. Niiskie odpuszczanie polega na nagrzaniu stali do temperatury 150 - 250°C, wygrzaniu w czasie od jednej do kilku
godzin i dowolnym studzeniu. Hartowanie i niskie odpuszczanie nazywa siÄ™ utwardzaniem cieplnym. Pro-wadzi ono do uzyskania struktury
odpuszczonego martenzytua, tj. martenzytu o zmniejszonej zawartości węgla z wydzieleniami dobnych węglików. Średnie odpuszczanie
martenzytu zachodzi w temperaturze 2.0 - 500°C i prowadzi do uzyskania ferrytu i bardzo drobnych wydzieleÅ„ wÄ™gków. CharakterystycznÄ…
cechÄ… struktury odpuszczania jest iglasty ferryt, co jest wriikiem dziedziczenia morfologii martenzytu. W stanie odpuszczonym dostarcza siÄ™ ptowe wyroby stalowe. Stan
ulepszony cieplnie T powstaje w wyniku lartowania iwysokiego odpuszczania.. W efekcie otrzymuje się strukturę nazwań, sorbitem. Sorbit stanowi optymalny dla
większościzastosowań stali kompromis między właści
wościamiwytrzymałościowymi i plastycznymi. Stal Stan przesycony P. Celem przesycania jest uzyskanie
jednej fazy, tj. roztworu stałego, a przez to zwiększenie plastyczności i uatwienie obróbki plastycznej na zimno. Struktura jednofazowa zapewnia też
wiÄ™kszÄ… odporność korozyjnÄ…. Przesycanie stali polega na rozpuszczeniu wÄ™glików v austenicie w zakresie 1100 -1300°C i szybki
m
ochłodzeniu. Starzenie polega na powrocie struktury ze stanu przesyconego do równowagowego. Podczas starzenia wydzielą się drobne fazy
umacniające roztwór stały. Zatem efektem starzenia jest zwięlszenie właściwości wytrzymałościowych i zmniejszenie plastycznych. Stal Stan utwardzony
wydzieleniowo D. Utwardzanie wydzieleniowe, zwane także dyspersyjnym, polega na umocnieniu roztworu stilego przez wydzielenie z przesyconego roztworu
stałego drobnych faz międzymealicznych tworzonych przez pierwiastki stopowe. Stale. Stan rekrystalizowany R o znacza wyżarzanie wykonane po przeróbce
plastycznej na zimno w celu usuniÄ™cia skutków umocnienia. Temperatura rekrystalizacji stali wynosi najczęściej 600 - 700°C, lecz
zależy od gatunku stali i wielkości zgniotu. Stan wyżarzony odprężające O ma na celu usunięcie naprężeń powstałych \\ wyniku krzepnięcia
odlewu, spawania, skrawania lub odkształ
cenia plastycznego na zimno. Wyżarzanie to prowadzi siÄ™ w zakresie 400 - 650°C w ciÄ…gu kilku godzin, po czym
odlew powoli się studzi.. Stan wyżarzony przeciwplatkowo Pl. Płatkami nazywa się wadę stali, która na przełomie pojawia się w formie plam, a
na szlifie stali obserwuje się pęknięcia o długości od kilku do kilkunastu milimetrów. Przyczyną powstawania płatków jest wodór rozpuszczony w
ciekłejstali który nie zdążyłwydyfundować podczas krzepnięcia i kucia wlewka.. Wyżarzanie przeciwplatkowe polega na długo trwał
, ym wygrzewaniu od-kuwek w
temperaturze 650°C i wolnym studzeniu w celu pozbycia siÄ™ nadmiaru wodoru. . Azotowanie- polega na dyfuzyjnym nasyceniu stali
zaotem. Przebiega ono zwykle w zakresie 500-600 C w a tmosferze zawierajacej wolne atomy zaotu. Azotowanie może być srednio,
krótko i długookresowe. Czas 70 godzin, temp ponizej A1.( temp odpuszcza wysokiego). Stale do azotowania średniowęglowe (0,4-
0,5%C ) stale zawierajace AL., Cr, Mo. Tworzą się bardzo twarde azotki ALN, CrN, MoN, twardość do 1000HV na powierzchni.
Grubość do 0,6 mm, elementy bardzo odpowiedzialne narażone na scieranie. Bardzo duzy wzrost wytrzymałośći zmęczeniowych.
Wytwarzanie cienkich warstw- (CVD) warstwy wytwarzania w procesach chemicznego osadzania gazowego Wastwy węgloków
tytanu TiC 1000HV, azotek tytanu TiN. Twardosć 2000 HV. 10um, na narzędzia skrawajace. PVD - metody fizycznego osadzania
gazowego( powłoki bardzo cienkie 10-2um) są to metody osadzania w próżni różnych zwiazków w tym TiC, TiN.. Warstwy DLC-
(diamentowopodobne) do próżni wprowadza się pole elektryczne, węglowodór ulegający rozkłądowi torzą się warstwy przypominające
diament.