IMG15

Krytyczna prędkość przemieszczenia poprzecznego v_kr jest stałą właściwością w czasie całego procesu spawania, z którą krzepnący metal spoiny może się jeszcze odkształcać bez powstania pęknięć. Jej wartość zależy od parametrów spawania uwarunkowanych materiałem i metodą spawania, które wpływają na długość jeziorka. Pęknięcia powstają wtedy, gdy prędkość przemieszczenia poprzecznego v , zależna od spawanego elementu i metody spawania, przekroczy wartość krytyczną v_kr. Prędkość przemieszczenia poprzecznego v można wyznaczyć metodą elementów skończonych (MES). Wyznaczenie prędkości krytycznej przemieszczenia poprzecznego v_kr wymaga jednak zastosowania specjalnej techniki badawczej lub pomiarów eksperymentalnych [109].

Biorąc pod uwagę czynniki, które przyczyniają się do pękania gorącego, oraz zmiany prędkości przedstawione na rysunku 7.27, można zaproponować dwa sposoby zapobiegania powstawaniu gorących pęknięć podczas jednostronnego spawania długich blach. Są to środki, które albo przyczyniają się do zmniejszenia ruchu blach, albo podnoszą wartość krytycznej prędkości przemieszczania poprzecznego przez czynniki uwarunkowane materiałem lub procesem spawania. Ruchy blach, które rozsuwają elementy podczas spawania, można zminimalizować przez:

-    odpowiednią kolejność spawania (technika krokowa, spawanie ruchem posuwisto-zwrotnym),

-    siły mocujące na końcu blach,

-    dodatkowe chłodzenie,

-    dodatkowe miejscowe nagrzewanie,

-    odpowiednie wymiary, rodzaj i kształt blach wybiegowych.

Za pomocą środków, które podnoszą odporność na pękanie gorące metalu spoiny, nie można wyeliminować tych pęknięć, gdyż wartość przemieszczenia poprzecznego v_kr uwarunkowana jest czynnikami metalurgicznymi i procesem spawania, ponadto wiązałoby się to ze zmianą kombinacji materiałów spawalniczych drut-topnik oraz zmianą warunków spawania (na przykład obniżenie prędkości spawania).

Dlatego też w praktyce wykorzystuje się dwa sposoby zapobiegania pęknięciom gorącym podczas spawania długich elementów.

1.    W celu zmniejszenia ruchów blach i obniżenia niebezpieczeństwa powstawania pęknięć gorących przy końcu spoiny synchronicznie z procesem spawania prowadzi się dwa niezależne źródła ciepła wzdłuż zewnętrznych brzegów blach (rys. 7.28). Przez ich podgrzanie do temperatury około 50°C kompensuje się miejscowe cieplne rozszerzanie się w strefie spawania. Energia potrzebna do podgrzania jednego brzegu wynosi tylko 10+20% energii zużytej do spawania. Synchroniczne podgrzanie może znacznie zmniejszyć uwarunkowany zestawieniem spawanych elementów skok sztywności występujący przy przetapianiu spoiny łączącej duże blachy z blachami wybiegowymi dzięki temu, że występujące ruchy poprzeczne zostają trzykrotnie obniżone [109]. Jednak wartości v nie zawsze zostają wystarczająco skompensowane, aby całkowicie uniknąć pęknięć krystalizacyjnych w osi spoiny.

2.    Aby uniknąć pęknięć gorących wywołanych oddziaływaniem niewłaściwej spoiny łączącej spawane elementy z blachą wybiegową (rys. 7.27), można zmienić ukształtowanie blach wybiegowych. Nowy kształt blachy wybiegowej zawiera szczeliny (rys. 7.29),

325