BrochureWeldability PL Plazma

Spawanie stali nierdzewnych

Seria: materiay i zastosowania, ksiga 3

S P A W A N I E S T A L I N I E R D Z E W N Y C H

Euro Inox

Euro Inox jest stowarzyszeniem zajmujcym sirozwojem europejskiego rynku stali nierdzewnych.Czonkami Euro Inox s nastpujce organizacje iinstytucje: europejscy producenci stali nierdzewnych krajowe organizacje zajmujce si rozwojem stali

nierdzewnych stowarzyszenia zajmujce si wprowadzaniem

dodatkw stopowychGwnym celem dziaania Euro Inox jest rozwijaniewiadomoci na temat wyjtkowych wasnoci stali specjalnych i propagowanie ich szerszegozastosowania oraz zdobywanie nowych rynkw. Abyosign ten cel, Euro Inox organizuje konferencje iseminaria oraz wydaje przewodniki w formiedrukowanej i elektronicznej, co umoliwi architektom,projektantom, zaopatrzeniowcom, producentom orazuytkownikom lepsze zaznajomienie si z tymmateriaem. Euro Inox wspiera rwnie techniczne irynkowe prace badawcze.

Nota redakcyjna

Spawanie stali nierdzewnychWydanie drugie, kwiecie 2002 Euro Inox, BrukselaMateriay i zastosowania, ksiga 3 ISBN 2-87997-009-1

WydawcaGwne biuro: Euro Inox 241 Route d'Arlon1150 Luksemburg, Wielkie Ksistwo LuksemburgaTelefon +352 261 03 050Telefaks +352 261 03 051Biuro wykonawcze:Euro InoxDiamant Building, Bd. A.Reyers 80,1030 Bruksela, BelgiaTelefon +32 2 706 82 67Telefaks +32 2 706 8269E-mail: [email protected]: www.euro-inox.org

AutorPierre-Jean Cunat, Euro-Inox, Bruksela


Spis treci

1. Oglna informacja o stalach nierdzewnych 22. Metody spawania stali nierdzewnych 33. Spawalno stali nierdzewnych 234. Dobr gazw ochronnych do spawania

stali nierdzewnych 245. Dobr materiaw dodatkowych do

spawania stali nierdzewnych 256. Przygotowanie do spawania ukowego 267. Obrbka wykoczeniowa zczy spawanych 288. Bezpieczestwo pracy 309. Glosariusz: terminy i definicje 32

Rozdziay zaznaczone (*) w tekcie s wzite zopracowania "Praca ze stal nierdzewn", Pary (SIRPE), 1998.

Euro Inox dooy wszelkich stara, aby informacjeprzedstawione w niniejszym opracowaniu byytechnicznie poprawne. Jednake, zwraca si uwagczytelnika, e materia zawarty w opracowaniu stanowitylko informacj ogln. Euro Inox i jego czonkowie,personel i konsultanci nie przyjmuj adnejodpowiedzialnoci za jakiekolwiek straty, uszkodzenialub szkody wynikajce z wykorzystania informacjizawartych w niniejszym opracowaniu.

1


2

1. Oglna informacja o stalach nierdzewnych

1.3 Austenityczno-ferrytycznestale nierdzewne typu Duplex: Fe-Cr-Ni (Mo)-N

Mikrostruktura stali nierdzewnych typuDuplex skada si z mieszaniny austenitu iferrytu. Stale te charakteryzuj si cechamitych obu faz - podwyszon wytrzymaocii plastycznoci. Dodatek azotu podnosiwytrzymao i poprawia spawalno. S tostale magnetyczne; nie utwardzaj si wwyniku obrbki cieplnej.

Skad chemiczny: C 0,03% - 21% Cr 26% - 3,5% Ni 8% - (Mo 4,5%) - N 0,35%

1.4 Martenzytyczne stalenierdzewne: Fe-Cr-(Mo-Ni-V)

Aby uzyska szerok gam twardoci stopyte mog podlega obrbce cieplnej.

Uzyskana struktura martenzytyczna jestmagnetyczna.

Skad chemiczny: C 1,2% - 11,5% Cr 17% - (Mo 1,8% - Ni 6% - V 0,2%)

1.1 Austenityczne stalenierdzewne: Fe-Cr-Ni (Mo)

Stopy te s najbardziej popularnymigatunkami stali nierdzewnych, ze wzglduna ich doskona zdolno do odksztaceplastycznych, odporno na korozj oraz spawalno. Wszystkie one sniemagnetyczne w stanie wyarzonym.

Skad chemiczny: C 0,10% - 16% Cr 28% - 3,5% Ni 32% - (Mo 7%)

1.2 Ferrytyczne stale nierdzewne:Fe-Cr-(Mo)

Ferrytyczne stale nierdzewne charakteryzujsi nisk zawartoci wgla, z chromem (imolibdenem) jako gwnymi dodatkamistopowymi.

Utwardzaj si w wyniku obrbki cieplnej izawsze s magnetyczne.

Skad chemiczny: C 0,08% - 10,5% Cr 30% - (Mo 4,5%)

2.1 Metody elektrycznegospawania ukowego

2.1.1 Metody z zastosowaniemelektrody z metalu trudnotopliwego

2.1.1.1 Spawanie ukowe elektrodwolframow w osonie gazuobojtnego: GTAW (*)

Na powyszym rysunku przedstawiona jestmetoda spawania GTAW (Gas Tungsten ArcWelding), znana rwnie jako metoda TIG(Tungsten Inert Gas) lub WIG (Wolfram InertGas). Energia niezbdna do stopieniametalu jest dostarczana przez ukelektryczny zajarzony i utrzymywanypomidzy elektrod wolframow lub ze stopu wolframowego i elementemspawanym, w atmosferze gazu obojtnegolub lekko redukujcej. Stale nierdzewnespawa si zawsze prdem staym przy


3

2. Metody spawania stali nierdzewnych

biegunowoci ujemnej (DCEN DirectCurrent Electrode Negative lub DCSP - DirectCurrent Straight Polarity).W tych warunkach,strumie elektronw uderza w spawanyelement, co zwiksza wtopienie, podczasgdy elektroda, wykonana zazwyczaj zwolframu torowanego (2% ThO2) ulegabardzo maemu zuyciu. Jeeli stosuje sispoiwo, to jest ono albo w postaci goychprtw albo w postaci drutu w krgach do spawania automatycznego. Przepywgazu obojtnego, ktry chroni stref uku

Kierunek przesuwu

70 90

20

Wlot gazu ochronnego

Podkadka miedziana

+ gaz osaniajcy

gra spoiny

SpoiwoukGaz ochronny rdo

energii spawania

Uchwyt

Dysza ceramiczna

Elektroda z materiau trudno topliwego

Zasada rcznegospawania ukowegoelektrod wolframow wosonie gazu obojtnego

++

--

--

rdo energii

spawania

Ga

z o

chro

nn

y

Ga

z o

chro

nn

y

Wo

da

Wo

da

Katoda (torowany wolfram)

Kierunek przesuwuJeziorko spawalnicze

Strumie plazmy

Zakrzepa spoina Element spawany

H. F.


4

rozpryskw i poniewa nie ma potrzebystosowania topnika w tej metodzie,wyeliminowane s pozostaociutleniania, co upraszcza znacznieproblem kocowego czyszczenia,

doskonaa jako metalurgiczna zdokadn kontrol wtopienia i ksztatuspoiny we wszystkich pozycjachspawania,

dobre spoiny wolne od porw, bardzo mae zuycie elektrod, atwo opanowania techniki spawania.

Grubo spawanych elementw wynosizazwyczaj od 0,5 mm do 3,5/4,0 mm.

Spawanie plazmowe jest podobne dospawania metod GTAW. Istotna rnicamidzy tymi metodami polega na tym, e

plazma uku jest zawona dysz w celuwytworzenia strumienia plazmy owysokiej energii, w ktrej uzyskuje si

Zasada spawaniaplazmowego z oczkiem

od otaczajcego powietrza, umoliwiautrzymanie bardzo stabilnego uku. Wzalenoci od materiau podstawowego, gazochronny skada si gwnie z mieszaninyargonu (Ar), helu (He) oraz wodoru (H2)(patrz cz 4 - "Dobr gazw ochronnychdo spawania stali nierdzewnych").

Gwne zalety tej metody zastosowanej dostali nierdzewnych mona podsumowa wsposb nastpujcy:

skoncentrowane rdo ciepa powodujcepowstanie wskiej strefy stopienia,

bardzo stabilny uk i spokojne, niewielkiejeziorko spawalnicze; nie ma

2.1.1.2 Spawanie ukiem plazmowym(PAW) (*)


5

temperatury pomidzy 10.000C a20.000C.

W procesie spawania powszechniewykorzystuje si zwony uk bezporedniutworzony pomidzy elektrod a elementemspawanym, podczas gdy w innychzastosowaniach stosuje si czciejzwony uk niezaleny.

Poniewa strumie plazmy jest wyjtkowowski, nie moe on zapewni wystarczajcejochrony dla jeziorka spawalniczego,dlatego wic konieczne jest dodaniepiercieniowego strumienia gazu ochronnegoo wikszej rednicy.

Gazy stosowane zarwno w tym celu, jak idla tworzenia plazmy s podobne do gazwstosowanych w metodzie GTAW, mianowicieczysty argon (Ar), mieszanki Ar - wodr (H2)do 20% H2 i Ar- hel (He) - H2. Mieszankizawierajce wodr s zalecane do spawaniaaustenitycznych stali nierdzewnych, leczpodobnie jak w przypadku spawaniametod GTAW s rwnie stosowane dostali martenzytycznych, ferrytycznych orazstali typu Duplex. Jeeli chodzi o te ostatniemateriay, aby zachowa waciw proporcjaustenitu i ferrytu w spoinie zaleca sidodatek azotu (patrz cz 4 - "Dobrgazw ochronnych do spawania stalinierdzewnych").

Przy rcznym spawaniu plazmowym, gdyuchwyt jest trzymany w rce, stosowane sprocesy 'mikroplazmowe' i 'miniplazmowe'dla prdw pomidzy 0,1 i 15 amperw oraztechnika z jeziorkiem dla prdw od okoo15 do 100 amperw.

Przy spawaniu automatycznym, gdy uchwytjest zamontowany na wzku, stosowanajest tak zwana metoda 'oczka'. Poprzezzwikszenie prdu spawania (powyej 100 amperw) oraz przepywu gazuplazmowego, tworzy si wizka plazmy oduej mocy, ktra moe wnikn na pengboko elementu spawanego. W trakciespawania, oczko stopniowo przecina metal,a za nim spywa jeziorko spawalnicze,tworzc spoin.

Gwn zalet metody PAW w stosunku doGTAW jest szczeglna stabilno uku, ktrapowoduje:

powstawanie 'sztywnego' uku, ktryumoliwia lepsz kontrol wprowadzanejenergii,

wiksz tolerancj na zmiany odlegocipomidzy dysz a spawanym elementem,bez istotnej zmiany budowy spoiny,

wsk stref wpywu ciepa i oglniewiksz prdko spawania,

wiksz tolerancj na wadliwe przygo-towanie, szczeglnie w przypadkuspawania z oczkiem.

Normalne gruboci elementw spawanychwynosz:

od 0,1 mm do 1,0 mm w przypadkumetod mikroplazmowych i miniplaz-mowych,

od 1,0 mm do 3,5 mm w przypadkustosowania techniki z jeziorkiem,

od 3,5 mm do 10 mm w przypadkuspawania z oczkiem (dla jednej warstwyspoiny).


6

2.1.2 Metody spawania elektrodtopliw

2.1.2.1 Spawanie ukowe elektrodmetalow w osonie gazu (GMAW) (*)

W metodzie GMAW, znanej rwnie jakometoda MIG (Metal Inert Gas - spawanieelektrod topliw w osonie gazowej),ciepo spawania jest wytwarzane przez ukzajarzony pomidzy podawanym w sposbcigy metalowym drutem elektrodowym aelementem spawanym.

W przeciwiestwie do metod spawaniaGTAW i PAW, elektroda tutaj zuywa si, auk jarzy si w osonie gazu ochronnegopomidzy topliwym drutem spawalniczym aelementem spawanym.

Podstawowe cechy tej metody to:

zastosowanie bardzo duej gstociprdu w drucie elektrodowym (> 90A/mm2), okoo 10 razy wikszej ni w

metodzie spawania elektrod otulon(SMAW),

szybkie topienie si drutu elektrodowego(prdko topienia wynosi okoo 8 m/min) z racji wysokiej temperaturyuku wymaga stosowania automa-tycznego podawania drutu ze szpuli ociarze 12 kg,

stale nierdzewne spawa si zawszeprdem staym przy biegunowocidodatniej (DCEP lub DCRP); biegundodatni generatora podczony jest doelektrody,

uchwyt spawalniczy jest zazwyczajtrzymany w rku (tak zwana metodapautomatyczna), lecz dla wysokiejmocy spawania jest on zamocowany dowzka (metoda automatyczna).

+

+

+

--

rdo energii

spawania

Szpula drutu do spawania

Reduktor gazu ochronnego

Podawanie gazu ochronnego

Kierunek przesuwu

Element Spawany

Dysza

Kocwka stykowa

220/380V

Rolki podajce

Pulpit sterowniczy

}Przewd sterujcy

Przewd prdowy

Metalowa koszulka

Drut spawalniczy

Wlot gazu ochronnego

Zesp podawania drutu elektrodowego obejmujcy:

Podajnik drutu: silnik napdu drutu i rolki podajce

Pulpit sterowniczy: elektromagnetyczny zawr gazowy, przekaniki sterowaniai elektroniczne sterowniki

Zasada spawania ukowegoelektrod metalow wosonie gazu


7

Mechanizm przenoszenia metalu w ukujest istotnym parametrem procesu irozrnia si tutaj jego trzy zasadniczerodzaje :

Sposb spawania ukiem krtkim lub zezwarciowym przenoszeniem metalu, wktrym metal topi si tworzc duekrople o rednicy czsto wikszej nirednica drutu elektrodowego. Gdy nakocu elektrody tworzy si kropla, stykasi ona z jeziorkiem spawalniczym itworzy zwarcie z nagym wzrostem prdu.Napicie powierzchniowe powodujeefekt cinicia, ktry oddziela kropl odelektrody. Czstotliwo tego zjawiskajest rzdu od 20 Hz do 100 Hz, coodpowiada czasowi cyklu od 0,01 s do0,05 s.

Sposb przenoszenia kroplowego lubgrawitacyjnego. Podobnie jak wpoprzednim przypadku, topienie odbywasi w postaci duych kropli, ktreodrywaj si, gdy ich ciar jestwystarczajcy dla pokonania si napiciapowierzchniowego i z racji wikszejdugoci uku spadaj swobodnie zanimzetkn si z jeziorkiem spawalniczym.

Sposb przenoszenia natryskowegoobejmuje gstoci prdu powyejpewnego poziomu przejcia, rzdu 200A/mm2. Elektroda topi si dajc strumiemaych kropelek. Gdy gsto prdudalej si zwiksza, koniec elektrody stajesi stokowy i strumie jeszczemniejszych kropelek uwalnia si osiowo.

Metoda spawania GMAW wymaga gazuochronnego aby zapobiec utlenianiu w ukuspawalniczym (patrz cz 4 "Dobr gazw

ochronnych do spawania stali nierdzewnych").Argon z dodatkiem 2% tlenu (O2) dajestabilny uk i nadaje si do wikszocizastosowa. Argon z dodatkiem 3%dwutlenku wgla (CO2) przynosi podobnywynik. Prdko spawania i gbokowtopienia mona czasami zwikszy przezdodanie helu (He) i wodoru (H2) domieszanki argon + O2 lub argon + CO2, jako gazu ochronnego. Gazy o wikszejzawartoci CO2 (metoda MAG) majtendencj do znacznego nawglaniajeziorka spawalniczego cznie z utlenianiemchromu. Z tego wic powodu nie s onezalecane.

Rozmiar kropli i wielko wtopieniazmieniaj si w zalenoci od gatunku stali elementu spawanego (ferrytyczna,austenityczna itp.), rodzaju zcza, sposobuprzenoszenia metalu oraz kwalifikacjispawacza. Dla zczy czoowych ze spoinamiV i I spawanych jednym przejciem, normalnyzakres gruboci elementw wynosi od 1,0mm do 5,0 mm.

Uwaga : Metoda GMAW jest czsto okrelana jakospawanie MIG. Metody spawania MIG i MAG s czstoniewaciwie rozumiane. W rzeczywistoci, w metodzieMIG, utleniajcy charakter gazu ochronnego (patrzrozdzia "Dobr gazw ochronnych do spawania stalinierdzewnych") jest nieznaczny, natomiast jest onwyranie zwikszony w metodzie MAG. Jednake, wmetodzie GMAW/MIG czsto potrzebny jest w gazieochronnym (argon) niski procent tlenu lub dwutlenkuwgla, aby poprawi zarwno stabilno uku, jak izwilanie stopionym metalem. Normalne zawartocito : 2% O2 lub 3% CO2. Wysze iloci O2 i CO2powoduj nadmierne utlenianie chromu (Cr), manganu(Mn) i krzemu Si) oraz nadmierne nawglanie jeziorkaspawalniczego. Na przykad, zawarto wgla wmetalu spoiny, ktra wynosi 0,025% dla gazuochronnego zawierajcego 2% CO2, mogaby osign0,04% przy zawartoci 4% CO2.

Metalowa powoka Rdze = proszek metalowy, topniki materiay ulotwrcze

Rdze

Rdze


8

Przykad drutuproszkowego z rdzeniemtopnikowym

2.1.2.2 Spawanie ukowe drutemproszkowym z rdzeniemtopnikowym: FCAW (*)

Metoda spawania ukowego drutemproszkowym z rdzeniem topnikowym (FluxCored Arc Welding - FCAW) stanowi odmianmetody spawania GMAW. Jest to metoda, wktrej drut spawalniczy skada si zmetalowej powoki ze stali nierdzewnejwypenionej staym topnikiem, ktrego rolajest podobna do roli otuliny elektrody wmetodzie spawania rcznego SMAW. Rdzezapewnia rodki odtleniajce orazmateriay ulotwrcze jak rwnie moezapewni gazy ochronne w wypadkusamoosonowych drutw proszkowych FCAW.

Z uwagi na moliwo cigego podawaniadrutu spawalniczego metoda FCAWczy zalety metody SMAW z wysokwydajnoci procesu automatycznego lubpautomatycznego. W porwnaniu zkonwencjonaln lit elektrod, topnikzapewnia pokrycie ulowe i podnosiwydajno.

Tak wic, w wypadku prdu powyej 200 A,wspczynnik stapiania wynosi okoo 100 g/min dla drutu litego o rednicy 1,6mm zawierajcego 20% Cr i 10% Ni, wporwnaniu do okoo 170 g/min w wypadkudrutu proszkowego o tej samej rednicy.Tak dua rnica wynika z faktu, e w drucieproszkowym elektryczno przewodzi tylkometalowa powoka, poniewa rdze,zoony z mieszaniny proszkw metalowychi mineralnych, prawdopodobnie zwizanychw alkaliczny krzemian, ma wysok opornoelektryczn.

Zarwno metoda FCAW, jak i GMAW majpodobn wielko ciegu. W wypadkuzczy czoowych ze spoinami V i Ispawanych jednym przejciem, normalnyzakres gruboci elementw spawanychwynosi od 1,0 mm do 5,0 mm.


9

podczas gdy funkcja fizyczna dotyczylepkoci i napicia powierzchniowegoula, ktre reguluj przenoszenie kroplimetalu, efektywnej ochrony jeziorkaspawalniczego oraz jego zwilalnoci. Rolametalurgiczna obejmuje wymian chemicznpomidzy jeziorkiem spawalniczym aulem, to znaczy rafinacj metalu spoiny.

Otulina zawiera pewn ilo wglanuwapnia (CaCO3), ktry dysocjuje w uku wtemperaturze okoo 900C, tworzc CaO iCO2, z ktrych ten ostatni zapewnia osonstrefy uku. Poniej podano typy najczciejstosowanych elektrod otulonych:

Elektrody rutylowe (dwutlenek tytanu):Tworzenie si ula stanowi gwnymechanizm ochronny w elektrodach

Zasada metodyspawania ukiemosonitym

2.1.2.3 Spawanie ukiem osonitymelektrod metalow (elektrodaotulona) : SMAW (*)

Chocia metoda SMAW (Shielded Metal ArcWelding), znana rwnie jako MMA (ManualMetal Arc - rczne spawanie ukowe), jestmetod bardzo star, gdy jej pierwszezastosowanie zostao opisane przezKjelberga w roku 1907, jest ona w dalszymcigu powszechnie stosowana ze wzglduna jej wielk elastyczno i prostot.

Elektroda skada si z rdzenia metalowegootulonego warstw topnika. Rdze stanowizazwyczaj drut spawalniczy ze stalinierdzewnej. Otulina, ktra odgrywa w tymprocesie istotn rol, jest prasowana nardze i nadaje kadej elektrodzie jejspecyficzne indywidualne cechy. Speniaona trzy podstawowe funkcje : elektryczn,fizyczn i metalurgiczn. Funkcja elektrycznajest zwizana z inicjacj i stabilizacj uku,

}Zastygy uel

Strefa mieszania

Jeziorko spawalnicze

Spoina skrzepnita

Krople stopionego metalu

Pynny uel

Kierunek przesuwu

Element spawany

Elektroda otulona


10

rutylowych. Elektrody rutylowe s atwew posugiwaniu si nimi, zapewniajma ilo rozpryskw i daj spoiny ogadkiej powierzchni. uel powstajcy wtrakcie spawania jest atwy do usunicia.

Elektrody zasadowe (wapienne): Wapiestanowi podstawowy skadnik elektrod z otulin zasadow z racji jegokorzystnego wpywu na stabilno uku iprocesy metalurgiczne. Powoduje onrwnie powstawanie dwutlenku wgla,ktry stanowi gaz ochronny. Dujednake wad wapienia jest jegowysoka temperatura topnienia. Monatemu przeciwdziaa przez dodaniefluorytu (CaF2), ktry obnia temperaturtopnienia ula. Otulina zasadowa

2.1.2.4 Spawanie ukiem krytym: SAW (*)

Kierunekprzesuwu


Skrzepnita spoina

Spawany element

Topnik granulowany

rdo energii

spawania

Krg drutu

spawalniczego

++ +

--

Kocwka stykowa

Zestalony uel

Rolki podajce

Drut spawalniczy

Zasada metodyspawania ukiem krytym

wchania wilgo przy skadowaniuelektrod na powietrzu i naley zadba,aby elektroda pozostaa sucha. Normalnyczas suszenia wynosi jedn godzinprzy temperaturze rzdu 150-250C.

Elektrody z otulin rutylow monastosowa zarwno przy prdzie staym,jak i przemiennym, podczas gdy elektro-dami z otulin zasadow (wapienn)zasadniczo spawa si prdem staym zbiegunowoci dodatni na elektrodzie(DCEP).

Normalne gruboci elementw spawanychs rzdu 1,0 mm - 2,5 mm dla spawaniajednym przejciem i 3,0 mm - 10,0 mm dlaspawania wielociegowego.


11

W metodzie SAW (Submerged Arc Welding),ciepo spawania jest wytwarzane w wynikuprzechodzenia prdu o duym nateniupomidzy jednym lub kilkoma drutamicigymi a elementem spawanym podsproszkowanym topnikiem, tworzcymochronn powok stopionego ula.

Metoda ta moe by w peni automatycznalub pautomatyczna, jednake w wypadkustali nierdzewnych wikszo prac jest wpeni zautomatyzowana.

W metodzie automatycznej, mona spawabardzo duym prdem, a do 2000 amperwna jeden drut, co daje du wartowprowadzonej mocy i w konsekwencjiprowadzi do silnego wymieszania materiaurodzimego z materiaem dodatkowym.

Metoda ta nadaje si do wykonywaniaspoin czoowych i pachwinowych w pozycjipodolnej oraz spoin pachwinowych wpozycji nabocznej. rdem energii jestzazwyczaj prd stay przy dodatniejbiegunowoci na elektrodzie (DCEP), arzadziej prd przemienny (AC), gdy stosujesi jednoczenie kilka drutw, aby uniknzjawiska ugicia uku. Dla rde prduzarwno staego, jak i przemiennego,prdko podawania drutu spawalniczegomusi by rwna prdkoci topienia si, abyuzyska uk w peni stabilny. Uzyskuje si topoprzez zastosowanie rolek podajcychnapdzanych przez system przekadniowyz serwokontrolowan prdkoci. Dospawania stali nierdzewnych, najczciejstosuje si topnik typu 'wapienno-fluorkowego', a jego typowy skad jestnastpujcy:

25% CaO + Mg O 40%, SiO2 15%, 20% CaF2 35%.

Istniej dwie postacie topnika uzyskiwanealbo przez topienie albo przez spiekanie.Topione topniki powstaj w wynikunagrzania do temperatury rzdu 1600 1700C i s przetwarzane na postaproszkow albo przez rozpylanie przywyjciu z pieca do topienia lub przezkruszenie i przesiewanie zestalonegomateriau. Spiekane topniki sprodukowane z surowcw o odpowiednimuziarnieniu, spiekanych razem zalkalicznokrzemianowym spoiwem.Otrzymana mieszanina podlega suszeniua nastpnie obrbce mechanicznej w celuuzyskania podanego uziarnienia.

W trakcie spawania tylko cz topnika ulegastopieniu i niezuyty materia jest odcigany- zazwyczaj za pomoc wa ssawnego - iodprowadzany do zbiornika do dalszegowykorzystania. Stopiony topnik krzepnie zastref spawania, podczas stygnicia kurczysi i moe by atwo usunity.

W przypadku grubszych elementw, spoinys zazwyczaj wykonywane za pomocjednego lub dwch ciegw, to znaczyjeden cieg na rcznie wykonanej spoiniegraniowej lub jako pojedynczy cieg zkadej strony pyty, ale mona rwniezastosowa technologi wielowarstwow.Przy cieszym materiale, spoiny mog bywykonywane jednym ciegiem przyzastosowaniu rowkowanej podkadki.

Poniewa metoda SAW jest stosowanagwnie do spawania grubej blachy z


12

nierdzewnej stali austenitycznej, naleydooy szczeglnych stara, aby unikntworzenia si fazy sigma z racji stosowaniawysokiej energii spawania. Jest toszczeglnie istotne w przypadku stopw ozawartoci 25% Cr - 20% Ni ale rwnie wprzypadku gatunkw 18% Cr - 9% Ni owysokiej zawartoci ferrytu. Przy spawaniuwielowarstwowym, tam gdzie temperaturaw zakresie 650 900C jest przekraczanakilkakrotnie, wystpuje zwikszone ryzykotworzenia si fazy sigma. Wtedy bardzozalecane jest wyarzanie w temperaturze1050C (przesycanie).

Dostarczane topniki s cakowicie suche. Abyzabezpieczy topniki przed wchanianiemwilgoci, zaleca si przechowywa je wtemperaturze wyszej o 10C od temperaturywarsztatu, a wilgotno wzgldna nie moeprzekracza 50%.

Jeeli istnieje niebezpieczestwo lub obawazawilgocenia, wskazane jest wysuszenieproszku w temperaturze 300C przez okresco najmniej 2 godzin.

Metoda spawania ukiem krytym jestpowszechnie stosowana do czenia cikichelementw o gruboci w zakresie 10 mm - 80 mm, po wykonaniu ciegu graniowegoinn metod spawania. Dolny cieg mona rwnie wykona przy zastosowaniurowkowanej podkadki spoiny.

2.1.2.5 Przypawanie kokw: SW

Przypawanie kokw polega na przymo-cowaniu metalowych sworzni do elementu

stalowego, zazwyczaj w postaci cienkiej lubgrubej blachy.

Stosowane s dwie odrbne metodyprzypawania kokw: przypawanie ukowe(ARC) i przypawanie kondensatorowe (CD).

1. Przypawanie ukowe kokw (ARC)obejmuje te same podstawowe zasady iaspekty metalurgiczne jak kada innametoda spawania ukowego. Koek jestustawiany na elemencie metalowym zapomoc rcznego narzdzia zwanegopistoletem do przypawania kokw i pozajarzeniu uku nastpuje stopieniepodstawy koka i przylegego obszarupodoa. Przed spawaniem nasuwa si nakoniec koka piercie ceramiczny, w celuochrony uku i ograniczenia metalu spoiny.

Nastpnie, koek jest wciskany dojeziorka spawalniczego i utrzymywany namiejscu do czasu skrzepnicia stopionegometalu i stworzenia jednorodnegopoczenia. Cykl koczy si w ciguniecaej sekundy prowadzc do powstaniapoczenia o penej wytrzymaoci. Po zdjciu rozepchnitego piercieniaceramicznego widoczna jest gadka ikompletna powierzchnia spoiny upodstawy koka.

2. Przypawanie kondensatorowe (CD)obejmuje te same podstawowe zasadyi aspekty metalurgiczne jak kada inna metoda spawania ukowego. Pouruchomieniu pistoletu do przypawaniakondensatorowego, specjalna precyzyjnakocwka spawalnicza inicjuje kontrolo-wany uk elektryczny zasilany z baterii


13

Koek i ceramiczny piercie oparte o podstaw

Koek opiera si o podstaw

Wyadowanie nagromadzonej energii i ruch koka w d

Koek zostaje wcinity do pynnego metalu

Koek si podnosi i uk zostaje zajarzony

Po upywie zaoonego czasu koek zanurza si w stopionej stali

Metal krzepnie i spoina jest gotowa w uamku sekundy

Metal krzepnie i spoina jest gotowa w uamku sekundy

1

2

3

4

Przypawanie ukowe kokw Przypawanie kondensatorowe kokw

kondensatorw spawarki, ktry topikoniec koka i cz podoa. Koek jestutrzymywany w miejscu do czasuskrzepnicia stopionego metalu, tworzcnatychmiast zcze spawane o wysokiejjakoci. Poniewa cay cykl spawania jestzakoczony w cigu kilku milisekund,poczenia te mog by wykonywanenawet w wypadku cienkich blach bez powodowania ich odksztacenia,przepalenia lub zmiany koloru i przymaych rednicach cznikw (9 mm iponiej). Przypawanie kondensatorowepozwala rwnie na czenie rnychstopw metali.

Czy metoda ARC czy CD?

Metoda ukowa jest zazwyczaj stosowana dokokw o rednicy od 6 mm i powyej oraz

przy przypawaniu do grubszych elementwlub do zastosowa konstrukcyjnych.Metoda CD jest powszechnie stosowana doprzypawania kokw o rednicy do 9 mm igwnie do przypawania do cienkich blachmetalowych.

Koki ze stali nierdzewnej

Koki z wikszoci stali nierdzewnychnadaj si do przypawania. Do tego celuwykorzystywane s najczciej koki znierdzewnej stali austenitycznej, zwyjtkiem stali automatowych. Koki ze stali nierdzewnej s zazwyczajprzypawane do stali nierdzewnych, alemog by rwnie przypawane do stalimikkiej. W tym przypadku, wane jest, abyzawarto wgla w metalu podstawowymnie przekraczaa 0,20%.


14

Zasada rezystancyjnegozgrzewania punktowego

2.2 Metody rezystancyjne iindukcyjne

2.2.1 Zgrzewanie rezystancyjnepunktowe: RSW (*)

Metoda ta jest w dalszym cigu szerokostosowana i nadaje si szczeglnie do zgrzewania blach cienkich ze stalinierdzewnej. Proces topienia jestzapocztkowany przez nagrzewanierezystancyjne wywoane przepywem prduprzez zgrzewane materiay w miejscuczenia. Rozrnia si oglnie piodrbnych etapw w procesie zgrzewaniapunktowego, a mianowicie :

Ustawianie czonych blach; Obnienie grnej elektrody i wywarcie

siy docisku; Zgrzewanie prdem przemiennym o

niskim napiciu poprzez wytworzenieenergii cieplnej W (dule) = R (omy) x I2

(ampery); Utrzymanie siy docisku lub zastosowanie

dodatkowej siy przekuwajcej; Podniesienie grnej elektrody przed

przejciem do nastpnego cyklu.

Jeeli chodzi o materiay elektrod wwypadku stali nierdzewnych, najlepszepoczenie niskiej rezystancji i wysokiejwytrzymaoci mechanicznej uzyskuje siprzy zastosowaniu stopw mied - kobalt -beryl. Kocwki elektrod maj zazwyczajksztat citego stoka o kcie rozwartym1200. Tworzenie si jdra zgrzeiny zaleyod prdu zgrzewania i jego trwania oraz od siy docisku wywieranej przezelektrody.

Transformator zgrzewalniczy

czone blachy

Uzwojenie wtrneUzwojenie pierwotne

Wycznik automa-tyczny

Rezystancja styku

WytrzymanieF'= F

ZgrzewanieDociskanieUstawianie PrzekuwanieF'> F

R1

R2

R3

R4R5

I

}FF F'

F

R4 i R5: rezystancja spawanych blach (zalena od ich rezystancji waciwej)

R2: rezystancja styku pomidzy dwoma blachami (zalena od stanu powierzchni oraz siy docisku F)

R1 i R3: rezystancje styku pomidzy elektrodami i blachami

F

W (dule) = R (omy) xI (ampery) xt (sekundy)

R = R1 + R2 + R3 + R4 + R5

2


15

Ponisza tabela pokazuje parametryzgrzewania zalecane dla staliaustenitycznych 18% Cr - 9% Ni orazstabilizowanych gatunkw ferrytycznych17% Cr.

Parametry podane w powyszej tabelimusz by zoptymalizowane uwzgldniajcstan powierzchni (wytrawiona, szklista,wyarzona na jasno, polerowana), ktra maduy wpyw na rezystancje styku, ktra zkolei odgrywa decydujc rol w tworzeniusi jdra zgrzeiny.

W przeciwiestwie do procesw spawania,przy punktowym zgrzewaniu rezystancyjnymjeziorko ciekego metalu nie moe by

kontrolowane wizualnie. Jedyne wadypostrzegalne wzrokowo to nadmiernywgniot elektrody i rozprysk na powierzchni.Prost, aczkolwiek niszczc metodbadania jest tak zwana prba odrywania,ktra umoliwia szybkie sprawdzeniejakoci zgrzeiny punktowej. W prbie tej,jedna ze zgrzanych blach jest odrywana oddrugiej, tak e metal zgrzeiny wykazujetendencj do wyuskiwania si z jednej lubdrugiej blachy.

Grubo blachy rednica Sia docisku Prd Czas(mm) kocwki elektrody zgrzewania zgrzewania

elektrody (mm) (daN) (A) (ilo okresw)

Gatunki austenityczne 18% Cr - 9% Ni

0,5 3,0 170 3.500 3

0,8 4,5 300 6.000 4

2,0 6,0 650 11.000 8

Stabilizowane gatunki ferrytyczne 17 % Cr

0,5 3,0 150 4.000 3

0,8 4,5 250 7.550 4


16

Zasadarezystancyjnegozgrzewania liniowego

2.2.2 Rezystancyjne zgrzewanieliniowe: RSEW (*)

Zasada zgrzewania liniowego jest podobnado zgrzewania punktowego, z tymwyjtkiem, e jest to proces cigy. Gwnarnica polega na rodzaju elektrod, ktrymis dwa krki ze stopu miedzi wyposaonew odpowiedni system napdu. Brzegikrkw albo s dwustronnie sfazowanealbo maj profil wypuky. W porwnaniu do zgrzewania punktowego, gdziepodstawowymi parametrami procesu s

prd zgrzewania, czas nagrzewania orazczas wytrzymania, dodatkowymi czynnikami,ktre naley wzi pod uwag przyzgrzewaniu liniowym s: stosowanie prdumodulowanego lub pulsacyjnego orazprdko zgrzewania.

Ponisza tabela podaje parametryzgrzewania zalecane dla austenitycznychgatunkw stali Fe - Cr - Ni.

Transformatorzgrzewalniczy

Uzwojeniepierwotne

Uzwojenie wtrne

Grna elektroda krkowa

Kierunek przesuwu

Elementy zgrzewane

Dolna elektroda krkowa

Grna elektroda krkowa

Elementyzgrzewane

Dolna elektroda krkowa

Niecige zgrzewanie liniowe

Cige zgrzewanie liniowe (nakadajce si jdra zgrzeiny)

Kierunek przesuwu

Grubo Grubo Sia Czas Czas Prd Prdkoblachy krka docisku zgrzewania przerwy zgrzewania zgrzewania(mm) (mm) (daN) (okresy) (okresy) (A) (cm/min)

0,5 3,0 320 3 2 7900 140

0,8 4,5 460 3 3 10600 120

1,5 6,5 80 3 4 15000 100

2,0 8,0 1200 4 5 16700 95

3,0 9,5 1500 5 7 17000 95


17

Zasady ksztatowania garbu

Zarwno w zgrzewaniu punktowym, jak iliniowym, gwnymi zaletami elektrycznegonagrzewania rezystancyjnego jestograniczona zmiana mikrostruktury wstrefie oddziaywania ciepa, niewystpujce praktycznie utlenianiepowierzchni, gdy blachy s waciwiechodzone (przez strumie zimnej wody)oraz bardzo mae odksztacenie blach pozgrzewaniu.

2.2.3 Zgrzewanie garbowe: PW (*)

W procesie tym, mae przygotowane garbyna jednej lub dwch powierzchniachzgrzewanych elementw topi si izapadaj przy doprowadzeniu prdu przezpaskie elektrody ze stopu miedzi. Garby stworzone przez wygniatanie (czci zblachy) lub obrbk mechaniczn (grubeczci metalowe), zazwyczaj na czcigrubszej lub o wyszej przewodnocielektrycznej zcza. Garby te s takzaprojektowane i umiejscowione, abyskoncentrowa prd i mc wykonywajednoczenie du ilo zgrzeinpunktowych. Stosuje si tu prdy o niszymnateniu i nisze naciski ni w wypadku

zgrzewania punktowego, aby uniknzapadnicia si garbw przed stopieniempowierzchni drugiego elementu. Czaszgrzewania jest mniej wicej taki sam dlajednego lub wielu garbw o takim samymksztacie.

Zgrzewanie garbowe jest szczeglnieuyteczne w celu uzyskania jednoczeniekilku zgrzein punktowych.

Do piercieniowego zgrzewania garbowegodostpne s rne rodzaje elementwmocujcych, na przykad koki, ruby,sworznie, nakrtki i podkadki.

e : grubo czonych elementw: 0,3 mm - 3,0 mmH : wysoko garbu: 0,4 mm - 1,5 mmD : rednica garbu: 1,4 mm - 7,0 mm

e e

eeD D

H H


18

Zasada procesuspawaniaelektroulowego

Oscylacja

Elektroda

Stopiony uel


Przykadka miedziana chodzona wod

Element spawany

Prowadnik elektrody i prdowa kocwka stykowa

Element spawany

Kierunek przesuwu

Przykadka miedzianachodzona wod

Skrzepnity metal spoiny

Powierzchnia skrzepnitej spoiny

Podkadka

+

brzegi spawanej pyty i chroni stopionymetal przed wpywem atmosfery.Temperatura kpieli wynosi okoo 1.900C.

Aby rozpocz proces elektroulowy, nadnie zcza umieszczany jest topnik izajarza si uk pomidzy elektrodami a blokiem lub podkadk, w celuprzygotowania kpieli ulowej.

W miar postpu procesu spawania,przykadki miedziane oraz zesp podawaniadrutu przesuwaj si w gr zcza zprdkoci okoo 30 mm/min. Wspczynnikstapiania metalu wynosi okoo 350 g/min.Skad drutu spawalniczego zazwyczajodpowiada skadowi metalu podstawowego.Najczciej spotykane wielkoci rednicelektrod to : 1,6 mm, 2,4 mm i 3,2 mm.

Struktura metalograficzna poczeelektroulowych jest odmienna ni winnych poczeniach spawanych. Powolnechodzenie i krzepnicie moe prowadzi dopowstawania struktury gruboziarnistej. Ztego wanie powodu, technologia ta jestzalecana tylko do stali austenitycznych.

2.2.4 Spawanie elektroulowe: ESW

Metoda spawania elektroulowego zostaaopracowana w Instytucie SpawaniaElektrycznego im. E.O.Patona na Ukrainie,na pocztku lat 50.

Spawanie elektroulowe jest procesemjednociegowym stosowanym dowykonywania spoin czoowych w pozycjipionowej. Zcza o gruboci powyej 15mm (bez grnego ograniczenia) mog bywykonywane jednym przejciem, przy czymwymagane jest przygotowanie prostegobrzegu zcza. Metoda ta jest podobna dopionowego odlewania, poniewa stopionymetal spoiny jest zawarty pomidzy dwomaspawanymi pytami i par chodzonychprzykadek miedzianych.

Oprcz samego momentu rozpoczciaspawania elektroulowego, nie ma tutajzjawiska uku. Elektrody podawane wsposb cigy topi si w procesienagrzewania rezystancyjnego przyprzechodzeniu przez przewodzc warstwstopionego ula (kpiel ulowa).

Kpiel ulowa topi rwnie przylegajce


19

PkniciaZacisk ruchomej elektrody

Zacisk nieruchomej elektrody

Dobra: > 45, obecno 3 rbkw zgrzeiny

Za: < 30, niedostateczna ilo wprowadzonej energii lub za maa sia spczania

Za: bardzo due strefy plastyczne i obecno pkni z powodu niewystarczajcego nagrzania

F F

metalu i skompensowana przez przesuwruchomych zaciskw, czas trwania wyiskrza-nia oraz etap kocowego spczania.Szorstko pocztkowych powierzchnistykowych zcza musi by tego rzdu, abyzapewni wystarczajc ilo dobrzerozoonych punktw styku w celuwytworzenia rwnomiernego iskrzenia nacaej powierzchni zcza.

Po spczeniu, profil zcza winien wykazywacharakterystyczny profil trjebrowywskazujcy na przeprowadzenie waciwejoperacji zgrzewania. Zalecane parametryzgrzewania stali austenitycznych w funkcjipowierzchni przekroju podano w poniszejtabeli.

Niektre typowe zastosowania to : obrczek (rowerw) wytwarzane z piercienizgrzewanych iskrowo, prostoktne ramy(okien i drzwi) itp.

2.2.5 Zgrzewanie iskrowe: FW (*)

Technika ta jest stosowana przedewszystkim do dugich elementw, naprzykad prtw, rur i ksztatownikw.Chocia zgrzewanie iskrowe jest podobnedo doczoowego zgrzewania rezystancyjnego,jest ono w rzeczywistoci cakowicie rne.W trakcie doczoowego zgrzewaniarezystancyjnego zaobserwowano, e ilekrobrzegi czoowe nie s w doskonaymkontakcie, prd przechodzi tylko przez kilkamaych obszarw, co prowadzi dointensywnego lokalnego nagrzewania iszybkiego topienia, tworzc uki, ktregwatownie wyrzucaj stopiony metal zezcza, z powodu zwizanych z tym plmagnetycznych (zjawisko wyiskrzania).

Do istotnych parametrw tej metody nale:prd zgrzewania oraz napicie, ktre musiby wystarczajce dla spowodowaniawyiskrzania, chwilowa prdko wyiskrzenia,ktra musi by proporcjonalna do zuycia

Zasada zgrzewania iskrowego Wpyw parametrw zgrzewania na kocowy profil zgrzeiny


20

Zasada zgrzewaniaindukcyjnego prdamiwysokiej czstotliwoci

2.2.6 Zgrzewanie indukcyjneprdami wysokiejczstotliwoci : HFIW (*)

Zgrzewanie indukcyjne prdami wysokiejczstotliwoci jest zasadniczo stosowanedo wytwarzania rur z tam. Proces ten jestrealizowany przez system profilowaniawielorolkowego. Po wyjciu z ostatniegozestawu rolek rura zawiera podunszczelin, ktra jest zamykana przezzgrzewanie. Zcze jest formowane przezutworzenie styku w stanie staym zporednim topieniem, gdy brzegi tamyzostaj zblione do siebie przez parpoziomych rolek (rolki dociskajce).

Z powodu zjawiska naskrkowoci, induko-

wany prd wysokiej czstotliwoci (140 Hzdo 500 Hz) poda drog minimalnejimpedancji, koncentrujc ciepo na brzegach.

W przypadku ferrytycznych stalinierdzewnych, ta bardzo wydajna metodapozwala unikn zjawiska rozrostu ziarn, naktre gatunki te s podatne.

W tym przypadku, stosuje si moczgrzewania od 150 kW do 300 kW wzalenoci od rednicy rur, a prdkozgrzewania waha si od 50 m/min do 90 m/min.

Zasilanie wysokiej

czstotliwociZgrzeina

Wierzchoek

Rolki zgrzewajce lub dociskajce

InduktorUrzdzenie

impedancyjne

Linie przepywu prdu

Rurka

Urzdzenie impedancyjne (rdze magnetyczny)

Przekrj a-a

a

a

Grubo Powierzchnia Pocztkowy Kocowy Ubytek materiau Czas(mm) przekroju odstp szczk odstp szczk (wyiskrzanie i iskrzenia

(mm2) zgrzewarki (mm) zgrzewarki (mm) spczanie) (mm) (s)

2.0 40 13 5 8 2.2

5.0 570 25 7 18 6.0

10.0 1700 40 15 25 17.0


21

2.3 Metody wykorzystujceenergi promieniowania (*)

2.3.1 Spawanie laserowe: LBW

Efekt laserowy w zakresie dugoci falioptycznej zosta odkryty przez Maimana w1958 r. Natychmiast pojawia si moliwowykorzystania wizki laserowej wspawalnictwie jako bezstykowego rdaenergii o duym nateniu i stopniuskupienia. Dostpne poziomy cigej mocys szczeglnie wysokie dla laserw CO2,chocia naley pamita, e efektywna moc wykorzystana do spawania zaleyod wspczynnika odbicia spawanegomateriau, dla danej padajcej dugoci fali.

rdami najczciej stosowanymi dospawania s lasery gazowe CO2 oraz laserytypu YAG (laser itrowo-aluminiowy). Laserytypu YAG nadaj si szczeglnie dospawania cienkich blach ze stali nierdzewnej

(< 1,5 mm) w pulsacyjnym trybie pracy.Lasery CO2 s bardziej przydatne dospawania blach lub tam ze stalinierdzewnej o wikszej gruboci (1,5 - 6,0 mm).

Podobnie jak w przypadku zgrzewaniaindukcyjnego prdami wysokiejczstotliwoci (HFIW), metoda ta jestszeroko stosowana w produkcji rurwzdunie spawanych. Przy mocy okoo 6 kW, tama o gruboci 2 mm zestabilizowanej stali ferrytycznej ozawartoci 17% chromu moe by spawanaz prdkoci okoo 7 m/min, a poniewacykl cieplny jest bardzo krtki, zjawiskorozrostu ziarn w strefie wpywu ciepa jestwyjtkowo ograniczone.

Zasada lasera CO2 (CO2,N2, He) stosowanego dospawania

Rura chodzca

Wlot gazuCO2, N2, He

Wlot gazu:CO2, N2, He

Lustro paskielub wklse

Rezonator rurowyrednica20-100 mm

Elektrodawzbudzajca

Wylot pompy prniowej

Perforowane lustro paskie

Okno NaCl

Argon

Gaz ochronny(Argon)

Elektrodawzbudzajca

Elektrodawzbudzajca

Ar

Zasilanie prdem wysokiego

napicia 10 to 20kV


22

Zasada spawania wizkelektronw

2.3.2 Spawanie wizk elektronw:EBW

Do spawania wizk elektronw wykorzystujesi energi ze skoncentrowanej wizkielektronowej o wysokiej prdkoci, ktrazderza si z materiaem podstawowym.Przy wysokiej energii wizki, monawytopi otwr na wskro materiau iwykonywa spoiny z penym przetopem zprdkoci rzdu 20 m/min.

Za pomoc spawania wizk elektronwmona wykonywa gbokie i cienkiespoiny z wskimi strefami wpywu ciepa.Stosunek gbokoci do szerokoci jestrzdu 20:1.

Spoiny powstaj w prni, ktra eliminujezanieczyszczenie jeziorka spawalniczegoprzez gazy. Prnia nie tylko zapobiegazanieczyszczeniu spoiny, ale rwniepozwala na powstanie stabilnej wizki.Skoncentrowany charakter rda ciepapowoduje, e metoda ta szczeglnie nadajesi do spawania stali nierdzewnych.Dostpna moc moe tu by atwokontrolowana, a ta sama spawarka moe by wykorzystana do spawaniajednowarstwowego stali nierdzewnych ogruboci od 0,5 mm do 40 mm.

Cylinder Wehnelta

Zasilanie prdem staym wkna arzenia (katoda)

Zasilanie prdem staym cylindra Wehnelta(1 - 3 kV)

Zasilanie elektryczne prdem staym o wysokim napiciu15 - 150 kV

Elekromagnetycznasoczewka skupiajca

Cewka odchylajca

Przekrj poprzeczny spoinywykonanej wizk elektronw

Uproszczone przedstawienie urzdzeniado spawania wizk elektronw

Ukad prniowy

Spawany element

Wzek

Anoda

Wizka elektronw

+

+


23

3. Spawalno stali nierdzewnych

3.1 Austenityczne stalenierdzewne: Fe-Cr-Ni (Mo)-(N)

Struktury zawierajce kilka procentferrytu (czsto spotykane)

Niepodatne na gorce pkanie Dobra odporno na korozj midzy-

krystaliczn w przypadku gatunkwniskowglowych i stabilizowanych.

Doskonaa udarno i cigliwo Krucho moe pojawi si po duszej

ekspozycji na dziaanie temperaturymidzy 550C a 900C z powodurozkadu ferrytu tworzcego faz sigma.

Struktury w peni austenityczne(wyjtkowe)

Podatne na gorce pkanie w trakciekrzepnicia

Dobra odporno na korozj midzy-krystaliczn w przypadku gatunkwniskowglowych i stabilizowanych

Doskonaa udarno i cigliwo.

3.2 Ferrytyczne stale nierdzewne:Fe-Cr-(Mo-Ni-V)

Gatunki pferrytyczne: 0,04% C - 17% Cr Skonne do wzrostu kruchoci w wyniku

rozrostu ziarn w temperaturze powyej1150C

Niska udarno i cigliwo Skonne do korozji midzykrystalicznej Obrbka cieplna w temperaturze okoo

800C przywraca wasnoci mechanicznei odporno na korozj midzykrystaliczn.

Gatunki ferrytyczne: 0,02% C 17-30% Cr (stabilizowane Ti, Nb)

Podatne na krucho poprzez rozrostziarn powyej 1150C

Zadowalajca cigliwo oraz lepszaudarno w porwnaniu z gatunkamipferrytycznymi

Zazwyczaj niewraliwe na rozrost ziarna.

3.3 Stale nierdzewneaustenityczno-ferrytycznetypu Duplex: Fe-Cr-Ni (Mo)-N

Niepodatne na gorce pkanie Doskonaa udarno i dobra cigliwo

w zakresie od 40C do 275C Podatne na wzrost kruchoci w wyniku

obecnoci fazy sigma, gdy zostanpoddane dziaaniu temperatury midzy500C a 900C.

3.4 Stale nierdzewnemartenzytyczne: Fe-Cr-(Mo-Ni-V)

Podatne na pkanie na zimno, wzalenoci od zawartoci wgla i wodoruoraz poziomu naprenia pozostajcego,w temperaturze poniej okoo 400C(zaleca si zazwyczaj wstpnepodgrzewanie i wygrzewanie pospawaniu)

Wysoka wytrzymao na rozciganie itwardo. Dobra udarno, szczeglniew przypadku gatunkw niskowglowych.


24

4. Dobr gazw ochronnych do spawaniastali nierdzewnych (1)

4.1 Wpyw gazu ochronnego naspawanie metodami: GTAW,PAW, GMAW, FCAW i LBW

Dobr gazw ochronnych ma istotny wpywna nastpujce czynniki :

skuteczno ochrony (kontrolowanaatmosfera gazu ochronnego)

metalurgi, wasnoci mechaniczne(utrata pierwiastkw stopowych,przechwytywanie gazw atmosferycznych)

odporno na korozj (utrata pierwiastkwstopowych, przechwytywanie gazwatmosferycznych, utlenianie powierzchni)

4.2 Dobr gazw ochronnych

geometri spoiny ( ksztat ciegu iwtopienia)

wygld powierzchni (utlenianie,rozpryski)

stabilizacj uku i jego zajarzanie

przenoszenie metalu (jeeli wystpuje)

rodowisko naturalne (emisja dymw igazw)

Interakcja pomidzy procesem spawaniaoraz gazem ochronnym zostaa opisana wsposb bardziej szczegowy w 2.

Metoda spawania Metoda spawania Gaz chronicy gra spoinyGaz plazmowy

ArAr + H2 (do 20%)

(1) ArGTAW Ar + He (do 70%) N2

(2)

Ar + He + H2(1) N2 + 10% H2

(1)

Ar + N2(2)

PAW Jak dla GTAW Jak dla GTAW

98% Ar + 2% O297% Ar + 3% CO2

GMAW 95% Ar + 3% CO2 + 2% H2(1) Jak dla GTAW

83% Ar + 15% He + 2% CO269% Ar + 30% He + 1% O290% He + 7,5% Ar + 2,5% CO2

FCAW Bez osony Bez osony97% Ar + 3% CO2 Jak dla GTAW80% Ar + 20% CO2

LBW He Jak dla GTAWAr

Ar : argon; H2: wodr; He: hel; N2: azot; CO2: dwutlenek wgla

(1) Mieszanek zawierajcych wodr nie mona stosowa do spawania stali nierdzewnychferrytycznych, martenzytycznych i typu duplex.

(2) Do spawania nierdzewnych stali austenitycznych i typu duplex zawierajcych azot, do gazuochronnego mona doda azot.


25

(1) AISI : American Iron and Steel Institute (Amerykaski Instytut elaza i Stali)(2) Elektrody otulone do rcznego spawania ukowego stali nierdzewnych i aroodopornych. S

dwa podstawowe rodzaje otuliny: zasadowa (B) lub wapniowa (prd stay) oraz rutylowa (R)lub zawierajca dwutlenek tytanu (prd stay lub przemienny)

(3) Druty elektrodowe, druty i prty do spawania ukowego stali nierdzewnych i aroodpornych: G dla GMAW, W dla GTAW, P dla PAW, S dla SAW.

(4) Druty proszkowe z rdzeniem topnikowym do spawania ukowego z oson lub bez osonygazowej stali nierdzewnych i aroodpornych.

5. Proponowane materiay dodatkowe do spawaniastali nierdzewnych

Materia podstawowy Materiay dodatkowe

EN 10088 AISI (1) EN 1600 EN 12072 EN 12073

Nazwa Numer Elektrody Druty i prty Drut proszkowy zotulone (2) (3) rdzeniem topnikowym(4)

X5CrNi18-10 1.4301 304 E 19 9 G 19 9 L T 19 9 L

X2CrNi18-9 1.4307304 L E 19 9 L G 19 9 L T 19 9 L

X2CrNi19-11 1.4306

X5CrNiTi18-10 1.4541 321 E 19 9 Nb G 19 9 Nb T 19 9 Nb

X5CrNiMo17-12-2 1.4401 316 E 19 12 2 G 19 12 3 L T 19 12 3 L

X2CrNiMo17-12-2 1.4404 316 L E 19 12 3 L G 19 12 3 L T 19 12 3 L

X6CrNiMoTi17-12-2 1.4571 316 Ti E 19 12 3 Nb G 19 12 3 Nb T 19 12 3 Nb

X2CrNiMo18-15-4 1.4438 317 L E 19 13 4 N L G 19 13 4 L T 13 13 4 N L

X10CrNi18-8 1.4310 301 E 19 9 G 19 9 L T 19 9 L

X2CrNiN18-7 1.4318 301 L E 19 9 L G 19 9 L T 19 9 L

X12CrNi23-13 1.4833 309 S E 22 12 G 22 12 H T 22 12 H

X8CrNi25-21 1.4845 310 S E 25 20 G 25 20 T 25 20

X25CrNiMo18-15-4 1.4438 317 L E 19 13 4 N L G 19 13 4 L T 13 13 4 N L

X2CrTi12 1.4512 409 E 19 9 L G 19 9 L T 13 Ti

X6Cr17 1.4016 430 E 17 or 19 9 L G 17 or 19 9 L T 17 or 19 9 L

X3CrTi17 1.4510 430 Ti / 439 E 23 12 L G 23 12 L T 23 12 L

X2CrMoTi18-2 1.4521 444 E 19 12 3 L G 19 12 3 L T 19 12 3 L

X2CrTiNb18 1.4509 441 E 23 12 L G 23 12 L T 23 12 L

X6CrMo17-1 1.4113 434 E 19 12 3 L G 19 12 3 L T 19 12 3 Nb

X2CrNiN23-4 1.4362 E 25 7 2 N L G 25 7 2 L T 22 9 3 N L

X2CrNiMoN22-5-3 1.4462 E 25 7 2 N L G 25 7 2 L T 22 9 3 N L


X20Cr13 1.4021 E 13 or 19 9 L G 13 or 19 9 L T 13 or 19 9 L



26

6. Przygotowanie do spawania ukowego

Typowe rodzaje zczy wystpujcych przyspawaniu ukowym to: zcze doczoowe,zcze zakadkowe, zcze narone, zczegrzbietowe i zcze teowe. Dobr waciwegozcza do okrelonego zastosowania bdziezalea przede wszystkim od nastpujcychczynnikw: wymaganych wasnoci mechanicznych

zcza, gatunku spawanej stali, wielkoci, ksztatu i wygldu spawanego

zespou, kosztu przygotowania i wykonania

zcza.

Bez wzgldu na rodzaj zcza, zasadniczspraw jest waciwe oczyszczenieczonego materiau przed jego spawaniem,co pozwoli uzyska spoiny o estetycznymwygldzie i dobrych wasnociachmechanicznych. W przypadku maychelementw, wystarczajce jest zazwyczajoczyszczenie za pomoc szczotki drucianejlub weny ze stali nierdzewnej alborozpuszczalnika chemicznego. W przypadkuwikszych zespow lub w produkcjifabrycznej bardziej ekonomiczne moe byodtuszczanie parowe lub czyszczenie wzbiorniku. W kadym przypadku, niezbdnejest cakowite usunicie z czonychpowierzchni wszelkich tlenkw, olejw,smarw, brudu oraz innych obcych cia.

6.1 GTAW i PAW

Zcze doczoowe o prostopadychbrzegach (spoina I) jest najatwiejsze doprzygotowania i moe by wykonane zzastosowaniem spoiwa lub bez niego, w

zalenoci od gruboci spawanychelementw. Ustawienie elementw dospawania czoowego powinno zawsze bytakie, aby zapewni pene (100%) wtopienie.Przy spawaniu materiau cienkiego bezdodatku spoiwa naley zwrci szczeglnuwag, aby nie wystpi brak wtopienia iaby nie dopuci do przepalenia.

Tam, gdzie wymagane jest pewnewzmocnienie winno by stosowane zczegrzbietowe z czoow spoin brzenzamiast zcza doczoowego ze spoin I.Spawanie to stosuje si praktycznie tylkodo stosunkowo cienkiego materiau (1,5 mmdo 2,0 mm).

Zcze zakadkowe ma t zalet, ecakowicie eliminuje potrzeb przygotowaniabrzegw. Jedynym warunkiem wykonaniadobrego zcza zakadkowego jest ciseprzyleganie do siebie blach na caejdugoci wykonywanego zcza.

Zcza narone s czsto stosowane wprodukcji mis, skrzy i wszelkiego rodzajukontenerw. Konieczno stosowania spoiwadla zapewnienia odpowiedniego nadlewuspoin na wszystkich naronych zczachzaley od gruboci materiau podstawowego.Naley zapewni dobry styk czonychelementw wzdu caej dugoci spoiny.

Wszystkie zcza teowe wymagajzastosowania spoiwa w celu uzyskaniapotrzebnego metalu spoiny. Gdy wymaganejest pene (100%) wtopienie, naleyzapewni natenie prdu spawaniaodpowiednie dla gruboci materiaupodstawowego.


27

Zcza grzbietowe s stosowane tylko wprzypadku blach cienkich i nie wymagajuycia spoiwa. Przygotowanie tych zczyjest proste, lecz nie powinny by stosowanetam, gdzie bd poddane bezporednimobcieniom rozcigajcym, poniewa tenrodzaj pocze moe ulec pkniciu w grani, przy stosunkowo niewielkichnapreniach.

6.2 GMAW

W zczach spawanych metod GMAWodstp progowy jak rwnie kty rowka Vmog by czsto zmniejszone w stosunkudo tych, ktre s stosowane przy spawaniumetoda SMAW. Umoliwia to zredukowanieiloci metalu spoiny na jednostk dugoci do30% poprzez odpowiednie zaprojektowanie,ktre wymaga mniej spoiwa. Przyprojektowaniu zczy spawanych metodGMAW o wskich rowkach, czsto naleyzastosowa wysok gsto prdu(przenoszenie natryskowe).

6.3 FCAW

W zczach ze spoinami czoowymi monazmniejszy odstp progowy i kty rowka V,co czsto umoliwia zaoszczdzenie okoo40% spoiwa uytego do wykonania zcza.Optymalny wybr zcza bdzie czstozalea od atwoci usuwania ula przyspoinach wielowarstwowych.

Przy wykonywaniu spoin pachwinowychmona stosowa mniejsze ich wymiary dlazapewnienia tej samej wytrzymaoci.

Gbokie wtopienie, jakie uzyskuje si przyspawaniu drutem proszkowym daje taksam wytrzymao jak spoina pachwinowao wikszej gruboci wykonana metodSMAW elektrod o niewielkiej zdolnociwtopienia.

Druty proszkowe (FCAW) w porwnaniu zelektrodami do spawania metod SMAWczsto daj znaczne oszczdnoci kosztowewynikajce z : wyszego wspczynnikastapiania, wszych rowkw i czasami zwykonania dwch ciegw przed przerwna usunicie ula.

6.4 SAW

Otwarcia rowka s mniejsze w porwnaniudo tych, jakie s wymagane dla innychmetod spawania ukowego. ciegi spoin sgrubsze ni przy spawaniu elektrodamimetod SMAW. Dla ukadu bez uprzedniegowykonania ciegu w grani, czsto podanejest zastosowanie poduszki topnikowejutrzymywanej w miejscu przez miedzianpodkadk chodzc lub przez podkadkceramiczn.

We wszystkich metodach nie jestwymagane ukosowanie brzegw przygruboci elementw spawanych do 3 mm,ale grubszy materia podstawowy winienby zukosowany dla utworzenia rowka wksztacie "V", "U" lub "J".


28

7. Obrbka wykoczeniowa zczy

Potrzeba obrbki wykoczeniowejpowierzchni odnosi si przede wszystkim dozczy spawanych ukowo. Zcza wykonanemetodami zgrzewania rezystancyjnego, zwyjtkiem doczoowego zgrzewaniaiskrowego, zazwyczaj s uytkowane w staniejak po zgrzewaniu lub po lekkim oczyszczeniu.

Po zakoczeniu operacji spawania ukowego,obszar spoiny i otaczajcy go materiapodstawowy mog by zanieczyszczoneprzez odpryski spawalnicze i powoktlenkow, w zalenoci od rodzaju zcza,gruboci materiau i zastosowanej technikispawania.

W celu uzyskania najwyszej odpornoci nakorozj naley zwrci baczn uwag naoperacj wykoczenia, aby usun wszelkiezanieczyszczenia powierzchni oraznieregularnoci, ktre mogyby stanowimiejsca dziaa korodujcych przy ichuytkowaniu.

W pewnych zastosowaniach, tam gdziekwestie odpornoci na korozj, higieny iestetyki s najwaniejsze, moe bykonieczne usunicie nadmiaru metaluspoiny i wypolerowanie strefy spoiny, abynie odrniaa si od otaczajcego metalupodstawowego.

Normalna obrbka wykoczeniowa moestanowi jedn z poniszych operacji,zastosowanych pojedynczo lub w poczeniu,w zalenoci od techniki spawania iwymaga co do stopnia wykoczenia: wykoczenie mechaniczne przez

motkowanie, szczotkowanie, szlifowanieoraz polerowanie,

trawienie kwasem, po ktrym nastpujepasywacja oraz mycie.

7.1 Usuwanie ula, rozpryskw itlenkw

uel pozostay po spawaniu musi byusunity przez staranne motkowanie zezwrceniem uwagi, aby nie powstawaywgniecenia lub szczerby na ssiadujcejpowierzchni metalu. Rozpryski spawalniczestanowi prawdopodobnie jedno znajtrudniejszych do usunicia zanieczy-cze, szczeglnie w wypadku bardzowypolerowanych blach. Z tego powoduzaleca si zazwyczaj, aby chronipowokami z tworzyw sztucznychpowierzchnie blachy przylegajce dospoiny. Metoda ta ogranicza do minimumpowierzchni wymagajc obrbkiwykoczeniowej.

Warstewki tlenkw oraz rozpryskispawalnicze mona usun za pomocszczotki drucianej ze stali nierdzewnej.Jeeli stosuje si szczotk drucian ze staliinnej ni nierdzewna, zanieczyszczenieczstkami elaza moe prowadzi dopowstania rdzy i zmiany koloru w czasieuytkowania.

Inn metod usuwania ula spawalniczegoi rozpryskw z cikich elementw jestpiaskowanie. W procesie tym, czstkicierne (krzemionka, korund itp.) uderzajo elementy zespawane pod wysokimcinieniem powietrza lub wody.


29

7.2 Szlifowanie

Wasnoci fizyczne stali nierdzewnychwymagaj starannoci w trakcie szlifowania,co zapobiegnie przegrzaniu i zwizanemu ztym przebarwieniu cieplnemu. Zjawisko topowstaje, gdy temperatura powierzchniprzekracza 200C. W procesie tym,powierzchnia elementu spawanego jestcierana za pomoc tarczy szlifierskiejobracajcej si z wysok prdkociobwodow od 20 m/s do 80 m/s. Czstkamiciernymi s zazwyczaj tlenek glinu(korund) lub wglik krzemu (karborund). Dooperacji zgrubnego szlifowania, takich jakusuwanie nadmiaru gruboci spoiny,stosuje si krki cylindryczne o rednicy100 mm - 200 mm o wielkoci ziarna wedugnumeru sita rzdu 40. W zalenoci odrodzaju spoiwa, prdko obwodowa wahasi od 25 m/s do 60 m/s. Dla operacjiszlifowania wykoczajcego (na przykaddokadne wyrwnywanie spoiny) stosujesi psztywne lub elastyczne tarczeszlifierskie o rednicy od 150 mm do 250 mmi wielkoci ziarna o numerze sita 80 - 120 iprdkoci obwodowej od 12 m/s do 15 m/s.

7.3 Polerowanie

Polerowanie jest czsto spotykan operacjwykoczenia powierzchni. Normalnaprocedura polega na usuwaniu ladwszlifowania przy zastosowaniu materiauciernego o numerze 180 - 320. Stosowanenarzdzia (tarcze polerskie i krkiszmaciane) musz by wykorzystywanetylko do stali nierdzewnych, aby uniknryzyka zanieczyszczenia drobinami elaza.

W porwnaniu do innych materiaw,usuwanie materii wymaga w wypadku stalinierdzewnych duej energii. Naley wicdooy stara aby unikn nadmiernegonagrzewania si (maksymalna temperaturarzdu 200C), ktre moe spowodowalekkie utlenianie powierzchni, couniemoliwi utworzenie warstwy pasywnej.Nacisk wywierany przez krek lub tamnaley wyregulowa na najniszympoziomie, tak aby uzyska zadowalajcepolerowanie bez lokalnego przegrzewania.

7.4 Obrbka chemiczna

7.4.1 Wytrawianie

Przy niektrych metodach spawania, zczezostaje pokryte warstw kolorowego tlenku,ktry musi zosta usunity, aby przywrcizdolno do pasywacji. Mona tuzastosowa rne metody.

Kpiel trawica dla gatunkw austeni-tycznych:

kwas azotowy 52% (36 Baumgo) : 100 l kwas fluorowodorowy 65%: 20 l lub fluorek sodu: 30 kg woda: 900 l

Kpiel trawica dla gatunkw ferry-tycznych:

kwas azotowy 52% (36 Baumgo): 100 l kwas fluorowodorowy 65%: 10 l lub fluorek sodu: 15 kg woda: 900 l

Czas zanurzenia w temperaturze 20Czazwyczaj wynosi od 15 minut do 3 godzin.


30

Aby zapobiec korozji metalu naleystarannie kontrolowa temperatur kpielioraz czas zanurzenia. Po wytrawieniu,czci musz by obficie spukane wodwoln od chloru.

Pasty i ele wytrawiajce:Stosowanie past lub eli umoliwiaograniczenie obrbki do strefy spoiny. Ichskad moe si rni, ale czsto zawierajone kwas azotowy. Pasta lub el jestnakadana pdzlem, a nastpnie strefa tajest czyszczona szczotk drucian ze stalinierdzewnej. Po wytrawieniu, strefa ta jestspukiwana wod.

7.4.2 Pasywacja

Po wytrawieniu, metal nie jest chroniony imusi by utworzona nowa warstwapasywna dla przywrcenia odpornoci nakorozj.

Kpiele pasywacyjneCzci s zanurzane w kwanej kpieli onastpujcym przyblionym skadzie :

kwas azotowy 52% (36 Baumgo): 250 l woda: 750 l

Czas zanurzenia w temperaturze 20Czazwyczaj wynosi od 15 minut do 1 godziny.Po pasywacji czci musz by staranniespukane wod.

Pasywacyjne pasty i elePasty i ele s stosowane do lokalnejpasywacji strefy spawania. rodek oparty okwas azotowy jest nakadany na obrabian

powierzchni a nastpnie cakowicieusuwany przy pomocy szczotki ze stalinierdzewnej lub nylonowej, po czymnastpuje spukanie wod.

DekontaminacjaRne operacje w stosunku do blachy mogpozostawi na jej powierzchni drobinybogate w elazo, ktre musz by usunite.Chocia cel jest inny, metody dekontaminacjis takie same jak przy pasywacji.

8.1 Poraenie elektryczne

Przy wszystkich operacjach rcznego spawaniaukowego, gwnym niebezpieczestwemjest poraenie elektryczne wynikajce zkontaktu z nieosonitymi elementamiobwodu spawania bdcymi pod napiciem.Napicie uku wynosi od 10 do 40 woltw,ale poniewa napicie konieczne dlazajarzenia uku moe by wysze, rdamocy maj napicie obwodu otwartegorzdu 80 V.

Chocia napicie to wydaje si niskie w stosunku do napicia 220 V wgospodarstwach domowych, okazao si, etylko napicie poniej 50 V prduprzemiennego oraz 120 V prdu staego niejest niebezpieczne dla zdrowych osb wsuchym rodowisku.

8. Bezpieczestwopracy


31

Ponisze wytyczne podaj podstawowezasady bezpieczestwa i higieny pracywymagane dla zapewnienia bezpiecznejpracy i zapobieenia wypadkom.

Obwody elektrody i czci spawanej spod napiciem, gdy urzdzeniespawalnicze jest wczone. Nigdy nienaley dopuszcza do zetknicia czciobwodu bdcych pod napiciem zgo skr lub mokrym ubraniem.Spawacz moe by zabezpieczonyprzed poraeniem elektrycznym przezodpowiednie ubranie, takie jak :rkawice, buty i kombinezon.

Naley zawsze by odizolowanym odczci spawanej i od ziemi, stosujcsuch izolacj przy spawaniu w wilgotnympomieszczeniu lub na posadzcemetalowej, szczeglnie podczas spawaniaw pozycji siedzcej lub lecej, gdy duyobszar ciaa moe by w kontakcie zprzewodzc powierzchni.

W celu ochodzenia uchwytu elektrodynigdy nie naley zanurza go w wodzie.

Gdy spawarka jest wykorzystywana jako rdo energii do spawaniazmechanizowanego, powysze zasadyodnosz si rwnie do elektrody, szpuli drutu elektrodowego, gowicyspawalniczej, dyszy i uchwytu dospawania pautomatycznego.

Inny rodzaj niebezpieczestwa elektrycznegomoe powsta w przypadku bdzcychprdw spawalniczych, ktre wracaj dorda innymi drogami ni przewd

spawalniczy. Na przykad, pomimo, eprzewd powrotny jest odczony,spawanie jest moliwe, gdy prd powrotnypynie przez zabezpieczajcy przewduziemiajcy rdo zasilania. Prdybdzce mog by, jeeli chodzi o ichnatenie, porwnywalne z prdemspawania, gdy izolacja przewodupowrotnego, ktry moe mie zwarcie przezinne przewody jest saba lub wadliwa. Przyspawaniu konstrukcji budowlanych lubrurocigw, przewd powrotny prduspawania winien by umieszczony jaknajbliej strefy spawania.

8.2 Dymy i gazy

Podczas spawania mog wydziela sidymy i gazy niebezpieczne dla zdrowia,ktre zanieczyszczaj powietrze w pobliustanowiska pracy. Dla wyeliminowaniaspowodowanego tym ryzyka naleyprzedsiwzi odpowiednie rodkiostronoci. Jeeli si nie da, to dymy i gazymusz by odprowadzane u rda ich powstawania stosujc wentylacjmiejscow i/lub system odcigowy przyuku, aby utrzyma je z daleka od strefyoddychania. Nie naley stosowa aparatwdo oddychania, dopki nie zostanwykorzystane wszystkie inne moliwoci.Oglnie mona stwierdzi, e aparatura do ochrony drg oddechowych jestwykorzystywana tylko jako wyposaenietymczasowe, ale bywaj takie okolicznoci,w ktrych oprcz wentylacji moe bykonieczne uycie rodkw ochronyosobistej.


32

9. Glosariusz: terminy i definicje

Prd przemienny : Rodzaj prdu elek-trycznego, ktry odwraca okresowo swjkierunek. W przypadku prdu oczstotliwoci 50 Hz, prd pynie najpierw wjednym kierunku a nastpnie w odwrotnym,zmieniajc kierunek 50 razy na sekund.

Ugicie uku : Odchylenie uku od jegonormalnej drogi w wyniku si magnetycznych.

Dugo uku: Odlego od koca elektrodydo punktu, w ktrym uk styka si zpowierzchni spawanego elementu.

Spoina ukowa liniowa : Spoina liniowawykonana metod spawania ukowego (np.GTAW, PAW, GMAW, SMAW, SAW).

Spoina ukowa punktowa: Spoina punktowawykonana metoda spawania ukowego (np.GTAW, GMAW).

Spawanie ukowe: Grupa metod spawania,w ktrych ciepo do spawania uzyskuje si zuku elektrycznego, z zastosowaniem lubbez zastosowania spoiwa.

Wspczynnik czasu jarzenia uku: Stosunekczasu jarzenia uku do cznego czasu, wktrym moc jest dostpna.

Spawanie automatyczne: Proces spawania,w ktrym operacja ta jest gwniesterowana maszynowo.

Biegunowo ujemna elektrody prdustaego (DCEN) : Podczenie przewodw wprocesie spawania ukowego prdemstaym w taki sposb, e element spawanystanowi biegun dodatni a elektroda

Nie naley spawa w ssiedztwie oparwchlorowanych wglowodorw pochodzcychz operacji odtuszczania, czyszczenia lubnatryskiwania. Ciepo i promieniowaniepochodzce z uku moe reagowa zoparami rozpuszczalnika i razem z innymizwizkami dranicymi tworzy fosgen, gazsilnie toksyczny.

8.3 Promieniowanie uku

Promieniowanie uku moe spowodowauszkodzenie oczu i oparzenia skry.

Podczas spawania lub obserwacjispawania ukiem otwartym naleystosowa tarcz z odpowiednim filtrem iokienkiem szklanym w celu ochronyoczu przed promieniowaniem i iskrami.Soczewki filtru winny odpowiadanormom europejskim.

Dla ochrony skry przed promieniowaniemuku naley stosowa odpowiednieubranie.

Personel znajdujcy si w pobliu naleychroni, stosujc odpowiednie ekranyoraz naley ostrzec pracownikw przedobserwowaniem uku i naraaniem sina jego promieniowanie i rozpryskigorcego metalu.


33

biegun ujemny uku spawalniczego (np.GTAW, PAW).

Biegunowo dodatnia elektrody prdustaego (DCEP) : Podczenie przewodw wprocesie spawania ukowego prdemstaym w taki sposb, e element spawanystanowi biegun ujemny a elektroda biegun dodatni uku spawalniczego.

Biegunowo odwrotna prdu staego(DCRP) = DCEP

Biegunowo dodatnia prdu staego(DCSP) = DCEN

Spawanie wizk elektronw (EBW) :Metoda spawania, w ktrej ciepo powstajew wyniku zderzenia si skoncentrowanejwizki elektronw o wysokiej prdkoci zelementem spawanym. Spawanie toodbywa si zazwyczaj w komorzeprniowej.

Spawanie elektroulowe (ESW): Metodaspawania oparta na nagrzewaniu oporowym(RI2) stopionego ula przewodzcegoelektryczno. Zcza (w ukadziepionowym) o gruboci powyej 15 mm (bezgrnej granicy ich gruboci) mog byspawane jednym przejciem stosujcprostopade przygotowanie brzegw.

Zgrzewanie iskrowe (FW) : Metodazgrzewania, w ktrej elementy zgrzewane(prty, rury) s mocowane w specjalnymuchwycie i lekko ze sob zetknite. Prd owysokim nateniu przechodzi przezzaciski i mae powierzchnie styku pomidzyelementami zgrzewanymi s przegrzewane

do momentu, w ktrym nastpuje wyrzutstopionego metalu, to znaczy wyiskrzanie.Kocowym etapem jest wywarcie docisku ispczenie zcza.

Spawanie ukowe drutem proszkowym zrdzeniem topnikowym (FCAW): Spawanieukowe, w ktrym wykorzystywana jestciga elektroda (drut proszkowy). Ochronauku jest zapewniona przez topnik zawartyw drucie proszkowym. Dodatkow osonmoe stanowi mieszanka gazwdostarczana z zewntrz.

Spawanie ukowe elektrod metalow wosonie gazu (GMAW): Spawanie ukowe, wktrym wykorzystywana jest cigaelektroda metalowa. Osona uku i jeziorkaspawalniczego jest zapewniona cakowicieprzez gaz dostarczany z zewntrz.

Spawanie ukowe elektrod wolframow wosonie gazu obojtnego : GTAW lubspawanie metod TIG: Metoda spawaniaukowego w osonie gazu obojtnego przy zastosowaniu nietopliwej elektrodywolframowej. W metodzie tej monastosowa spoiwo lub nie.

Zgrzewanie indukcyjne (IW) : Metodazgrzewania, w ktrej ciepo niezbdne jest uzyskiwane w wyniku rezystancjielementw czonych wobec przepywuindukowanego prdu zgrzewania wysokiejczstotliwoci (IHFW) lub indukowanegoprdu zgrzewania niskiej czstotliwoci(ILFW), przy zastosowaniu docisku. Efektemprdu zgrzewania wysokiej lub niskiejczstotliwoci jest koncentracja ciepa wdanym miejscu.


34

Zgrzewanie rezystancyjne : Metodazgrzewania, w ktrej ciepo jest uzyskiwaneprzez elektryczne nagrzewanie rezystancyjnepowierzchni styku czonych elementwdociskanych do siebie i przez ktreprzepywa prd elektryczny.

cieg graniowy: Pierwszy cieg wykonanyw grani spoiny wielowarstwowej.

Spawanie pautomatyczne : Processpawania, ktry jest czciowo sterowanymaszynowo, ale wymaga rcznegoprowadzenia.

Spawanie ukiem osonitym elektrodmetalow (SMAW) lub rczne spawanieukowe elektrod metalow : Spawanieukowe otulon elektrod metalow odugoci nie przekraczajcej 450 mm iwykonywane przez operatora. Oson ukuuzyskuje si w wyniku rozkadu otulinyelektrody.

Przypawanie kokw (SW) : Metodaspawania, w ktrej ciepo pochodzi z ukuzajarzonego pomidzy kocem koka aelementem czonym. Po osigniciuwaciwej temperatury, dwa elementy sdociskane do siebie.

Spawanie ukiem krytym (SAW): Spawanieukowe elektrod metalow, w ktrymstosuje si drut elektrodowy. uk jestosonity topnikiem, ktrego cz topi sitworzc usuwalny uel pokrywajcyspoin.

Spawanie w osonie gazw obojtnych :Spawanie ukowe, w ktrym zarwno uk,jak i jeziorko spawalnicze s osoniteprzed atmosfer przez medium, ktrym jestcakowicie (metody spawania GTAW, PAW)lub gwnie (metody spawania GMAW,FCAW) gaz obojtny.

Spawanie laserowe (LBW) : Metodaspawania, w ktrej ciepo do spawaniauzyskuje si ze skoncentrowanej i spjnejwizki wiata zogniskowanej na zczu.

Spawanie ukiem plazmowym (PAW) :Metoda spawania ukowego w osonie gazwobojtnych przy zastosowaniu nietopliwejelektrody wolframowej, w ktrej plazma ukujest zawona dysz dla wytworzeniastrumienia plazmy o wysokiej energii.

Zgrzewanie garbowe (PW) : Metodazgrzewania, w ktrej mae przygotowanegarby na powierzchni elementwzgrzewanych s stapiane i zapadaj si przy doprowadzeniu prdu z dwchprzeciwstawnych elektrod.

Rezystancyjne zgrzewanie liniowe (RSEW):Metoda zgrzewania, w ktrej blachy sciskane midzy dwoma elektrodamikrkowymi przesuwajcymi si wzduzcza, tworzc cig zgrzein punktowych.

Rezystancyjne zgrzewanie punktowe (RSW):Metoda zgrzewania, w ktrej czoneblachy s zaciskane pomidzy dwomaprzeciwlegymi elektrodami, pomidzyktrymi przez bardzo krtki czas nastpujeprzepyw prdu o wysokim nateniu.


35

Zcze bez odstpu : Zcze, w ktrympowierzchnie czone (brzegi dwch czci)stykaj si ze sob podczas spawania.

Wklsa spoina pachwinowa : Spoinapachwinowa, ktrej lico jest wklse.

Zcze narone: Zcze pomidzy kocamilub brzegami dwch czci tworzcymi ktzawarty midzy 30 a 135.

Zcze krzyowe: Zcze, w ktrym dwiepaskie pyty s spawane do innej paskiejpyty pod ktem prostym i w tej samej osi.

Spoina 2V (X) : Spoina czoowa, w ktrejprzygotowane brzegi obydwu elementw spodwjnie zukosowane, tak e strefastopienia tworzy w przekroju ksztat X.

Zcze grzbietowe : Zcze pomidzybrzegami dwch elementw ustawionychwzgldem siebie pod ktem bliskim 0.

Przygotowanie brzegw : Nadawanieksztatu prostoktnego, rowkowanie lubukosowanie brzegu w celu przygotowaniado spawania.

Spoina pachwinowa: Spoina o przekrojupoprzecznym zblionym do trjkta,czca dwie powierzchnie usytuowane podktem zblionym do prostego w zczuzakadkowym, teowym lub naronym.

Paska spoina pachwinowa : Spoinapachwinowa, ktrej lico jest wklse.

Linia wtopienia: Poczenie metalu spoinyz niestopionym materiaem podstawowym.

Prdko posuwu : Wzgldna prdkoprzemieszczania elektrody w stosunku dopowierzchni czonego elementu.

Napicie : Napicie mierzone na zaciskachrda prdu, ktre okrela dugo uku.Rzeczywiste napicie uku bdzie zawszemiao warto nisz od zmierzonej nazaciskach.

Ruch wahadowy : Technika ukadaniastopiwa, w ktrej elektroda przemieszczasi ruchem wahadowym.

Prd spawania (ampery)

9.2 Rodzaje pocze spawanych

Kt ukosowania: Kt, pod ktrym brzegelementu przygotowano do spawania.

Ukosowanie : Przygotowanie brzegu podktem.

Podkadka paska spoiny: Materia uoonyprzy grani i wykorzystywany do kontroliwtopienia spoiny.

Zcze doczoowe : Zcze pomidzykocami lub brzegami dwch czoowousytuowanych elementw lecych w tejsamej paszczynie, (tzn. tworzcych ktpomidzy jednym i drugim elementemzbliony do 180).

Spoina czoowa: Spoina, w ktrej metal jestukadany midzy brzegami zczadoczoowego.


36

Odstp lub odstp rowka: Odlego wdowolnym przekroju poprzecznym midzybrzegami, kocami lub powierzchniamiprzeznaczonymi do poczenia.

Strefa wpywu ciepa (HAZ) : Czmateriau podstawowego bezporednioprzylegajca do linii wtopienia, ktra niezostaa stopiona, lecz w ktrej ciepospawania miao wpyw na mikrostruktur.

Zcze: Poczenie, ktre ma by spawanemidzy dwoma lub wiksz ilocielementw albo pomidzy dwoma lubwiksz iloci czci jednego elementu.

Zcze zakadkowe : Zcze pomidzydwoma nakadajcymi si elementami podwzajemnym ktem zblionym do 0.

Zcze z odstpem : Zcze, w ktrymczone elementy s oddzielone od siebie wtrakcie spawania za pomoc okrelonejszczeliny.

Nawis : Wystawanie metalu spoiny pozabrzeg spoiny lub powierzchni grani spoiny.Wtopienie : Gboko, do ktrej sigastrefa stopienia poniej powierzchnispawanych elementw.

Gardziel rowka: Strefa, w ktrej elementyczone byy najbliej siebie przedspawaniem.

Spoina V : Spoina czoowa, w ktrejprzygotowane brzegi obydwu czci szukosowane w taki sposb, e przekrjstrefy stopienia tworzy ksztat V.

Spoina I : Spoina czoowa, w ktrejpowierzchnie czoowe czonych elementws mniej wicej prostopade do powierzchniczonych elementw i s do siebierwnolege.

Zcze teowe: Zcze pomidzy kocem lubbrzegiem jednego elementu a paszczyzndrugiego elementu, usytuowanych podktem zblionym do 90.

Spoina sczepna: Maa spoina stosowana dowspomagania montau lub do utrzymaniazestawienia brzegw elementw w trakciespawania.

Grubo spoiny: Minimalna grubo spoinymierzona na linii biegncej od grani iprzechodzca przez punkt w rodkupomidzy jej brzegami.

Podtopienie : Rowek wytopiony w metalupodstawowym przylegy do brzegu spoiny iniewypeniony metalem spoiny.

Zcze na Y : Zcze midzy kocem lubbrzegiem jednego elementu a powierzchniczoow drugiego elementu, usytuowanychpod ktem midzy 10 a 70.

Lico spoiny: Powierzchnia spoiny od tejstrony, od ktrej spoina zostaa wykonana.

Wtopienie spoiny: Gboko wtopienia lubstopienia zmierzona od wyjciowejpowierzchni metalu podstawowego.

Nadlew spoiny: Metal spoiny natopiony nalicu ponad wymagan grubo spoiny.


9.3 Materiay dodatkowe dospawania

Elektroda otulona : Prt do spawaniaotulony topnikiem (dla metody SMAW)stosowany do spawania ukowego iskadajcy si z metalowego rdzenia, zestosunkowo grub otulin, ktra osaniastopiony metal i stabilizuje uk.

Spoiwo : Metal dodawany w trakciespawania (lutowania twardego lubnapawania).

Prt do spawania: Spoiwo w postaci prta(np. dla metody GTAW).

Drut do spawania: Spoiwo w postaci krgudrutu (np. dla metody GMAW i SAW).

Topnik: atwotopliwy materia stosowanydo ochrony spoiny przed zanieczyszczeniemz powietrza, do stabilizacji uku orazdo speniania funkcji metalurgicznych(zapobieganie powstawaniu tlenkw iinnych niepodanych substancji, ichrozpuszczanie i uatwianie usuwania).

Drut proszkowy z rdzeniem topnikowym:Spoiwo w formie maej rurki z topnikiemzawartym w rdzeniu. Rdze dostarczaodtleniacze oraz materiay tworzce uel,jak rwnie moe dostarcza gazy ochronne(niektre druty proszkowe s drutamisamoosonowymi).

Diamant Building Bd A. Reyers 80 1030 Bruksela Belgia Telefon +32 2 706 82-67 Fax -69 e-mail [email protected] www.euro-inox.org

ISBN 2-87997-009-1

Spis treci1.Oglna informacja o stalach nierdzewnych2.Metody spawania stali nierdzewnych3.Spawalno stali nierdzewnych4.Dobr gazw ochronnych do spawania stali nierdzewnych5.Proponowane materiay dodatkowe do spawania stali nierdzewnych6.Przygotowanie do spawania ukowego7.Obrbka wykoczeniowa zczy8.Bezpieczestwo pracy9.Glosariusz: terminy i definicje

BrochureWeldability PL Plazma

Documents