3. Metody oceny spawalności stali:

PĘKANIE ZIMNE-OCENA SKŁONNOŚCI

Eksperymentalne metody oceny skłonności do tworzenia pęknięć zimnych:

• próby złączy utwierdzonych (Tekken, CTS),

• próby z regulowanymi naprężeniami (implant),

• badania na próbkach niespawanych (symulatory).

Próba Tekken

Próba CTS

PRÓBA OCENY SPAWALNOŚCI METODĄ ANALITYCZNĄ

Równoważnik węgla C_ev (C_e)

charakteryzuje spawalność stali; odzwierciedla w postaci liczby wpływ węgla i innych pierwiastków na hartowność stali. Najczęściej stosowany jest wzór zalecany przez towarzystwo klasyfikujące budowę statków Lloyds Register of Shipping:

$$C_{\text{ev}} = C + \frac{\text{Mn}}{6} + \frac{Cr + Mo + V}{5} + \frac{Ni + Cu}{15}\%$$

Dla stali z zaw. C poniżej 0,2%

Jeżeli C_ev <0,4%, stal jest dobrze spawalna w warunkach ogólnie stosowanej technologii spawania. Przy wyższych wartościach C_ev, powinny być stosowane specjalne technologie spawania (podgrzewanie przed spawaniem, regulowane chłodzenie, wyżarzanie po spawaniu) ze względu na zwiększoną hartowność stali i skłonność do pękania przy spawaniu.

Wykresy CTP_c-S

Są to wykresy rozpadu przechłodzonego austenitu w warunkach spawalniczych cykli cieplnych.

Wyznaczanie temperatur przemian fazowych celem opracowania wykresów CTPc-S można prowadzić dwoma metodami:

- metoda "in situ". W tej metodzie temperatury przemian wyznacza się bezpośrednio podczas spawania za pomocą analizy termicznej, polegającej na różniczkowaniu krzywej zmian temperatury w funkcji czasu T = f(t).

- metoda symulacyjna. W metodzie tej próbki poddaje się cyklom cieplnym imitującym proces nagrzewania i chłodzenia w czasie procesu spawania. Próbki nagrzewa się oporowo indukcyjnie, przepuszczając przez próbkę prąd (ciepłem Joule'a) lub za pomocą energii promieniowania lamp projekcyjnych. Temperatury przemian w tej metodzie można wyznaczyć:

• dylatometrycznie Δ l = f (t) ,

• metodą analizy termicznej dT/dt = f (t) lub

• metodą magnetyczną d µ/dt = f (t).

5. Wymień i podaj krótką charakterystykę pęknięć wywoływanych przez proces spawania stali (pęknięcia gorące, zimne i lamelarne).

Klasyfikacja niezgodności

• Pękniecia

• Pustki

• Wtrącenia stałe

• Brak przetopu

Pęknięcia

• Gorące

• Zimne

• Lamelarne

• Skurczowe

• Krucze

• Krystalizacyjne

Gorące- powstają najczęściej w temp. zbliżonych do temp. solidus w SWC, pęknięcia wywołane są przez niskotopliwe fazy znajdujące się na granicach ziaren, które w tak wysokich temp topią się i zwilżają te ziarna umożliwiając im rozchodzenie się pod wpływem napręzeń.

Czynniki sprzyjające

• Skład chem. Metalu spoiny

• Zanieczyszczenia(siarczki, tlenki)

• Warunki i charakter procesu

• Stopień niejednorodności

• Konstrukcja i sztywność spoiny

Zimne- zachodzą w temp < 200 ^oC – są skutkiem jednoczesnego oddziaływania kilku zjawisk obecności wodoru w spoinie, naprężeń rozciągających, kruchej struktury(martenzyt, bainit). Powstają najczęściej do 24, 48 h po spawaniu. Są spowodowane migracjami wodoru wewnątrz materiału, który poniżej 200 ^oC nie uchodzi do atmosfery, a przemieszcza się materiale i koncentruje w określonych miejscach gdzie są zapoczątkowywane pęknięcia.

Lamelarne-Powstają na skutek obecności rozwalcowanych siarczków ułożonych równolegle do kierunku walcowania(w kierunku osi x). W obecności naprężeń w kierunku osi z (mają tam największą powierzchnie) następuje utrata połączenia między siarczkiem a materiałem i tworzą się pustki i te pustki ułożone na tych siarczkach łączą się pod wpływem naprężeń i powstaje pęknięcie. Pękniecie to ma kształt schodkowy.

Czynniki sprzyjające

• Występowanie napręzeń w kierunku z

• Występowanie w materiale rozwalcowanych sirczków

• Obecność wodoru

6. Obróbka pozapiecowa stali i jej wpływ na jakość stali

kroki obróbki:

1. Wytapianie stali odbywa się najczęściej w piecach łukowych, gdzie następuje świeżenie i odfosforowanie stali

2. Potem wlewamy stal do specjalnych kadzi, gdzie dalej grzejemy łukiem elektrycznym tą stal i poddajemy ją procesom rafinacyjnym(oczyszczenia), poprawiając jej jakość przez:

• Uzupełnienie składu chem.(dodajemy pierwiastki stopowe)

• Oczyszczenie z wtrąceń niemetalicznych

• Odtlenianie

• Odsiarczanie

• Obniżanie zawartość gazów takich jak wodór, azot

• Regulowanie temp. stali

Obróbkę pozapiecową(czyli tą rafinacje w kadziach) prowadzimy poprzez: argonowanie, dodawanie żużli rafinacyjnych, precyzyjne uzupełnianie składu chem. drutem rdzeniowym, technikę wdmuchiwania proszków celem odsiarczenia stali.

Wpływ na jakość – obróbka pozapiecowa umożliwia wytwarzanie stali o lepszych parametrach jakościowych, czystszych, o bardziej powtarzalnym składzie chemicznym, obniżając jednocześnie koszty produkcji.