62. Międzynarodowa Konferencja Spawalnicza: Nowoczesne spawalnictwo – nowoczesna przyszłość

Określono wpływ spawania wiązką elektronową na własności doczołowych złączy spawanych stali walcowanej termomechanicznie S700MC o grubości 10 mm. Proces spawania przeprowadzono w pozycji podolnej na urządzeniu do spawania oraz modyfikowania powierzchni firmy Cambridge Vacuum Engineering, model XW150:30/756. Uzyskane złącza poddano badaniom nieniszczącym (badania wizualne, badania magnetyczno-proszkowe) oraz badaniom niszczącym: statycznej próbie rozciągania, próbie zginania, badaniom udarności w temperaturze -30°C, pomiarowi twardości oraz badaniom metalograficznym makro i mikroskopowym. Badania niszczące wykazały, że złącze spełnia wymagania poziomu jakości B zgodnie z normą PN EN ISO 13919-1. Analiza wyników badań niszczących doczołowego złącza spawanego wiązką elektronową wykazała wysokie własności wytrzymałościowe i plastyczne złączy doczołowych stali S700MC. Badania udarności wykazały, że w obszarze SWC dochodzi do spadku udarności w stosunku do udarności materiału rodzimego. Udarność SWC spada do 27 J/cm2, przy udarności materiału rodzimego 50 J/cm2. Dodatkowo zwiększa się również twardość SWC i spoiny do poziomu około 330 HV, przy twardości materiału rodzimego 280 HV

W artykule przedstawiono wyniki prób technologicznych spawania stali P460NL2 mod. w układzie kombinowanym metod: laser + łuk kryty oraz hybryda (laser+MAG) w różnych geometriach przygotowania złączy. Jako kryteria przyjęto wymagania (wytrzymałość, udarność, twardość) dla złączy określone w dokumencie VdTUV 531 i normie PN-EN ISO 15614-1, PN-EN ISO 15614-11 i PN-EN ISO 15614-14. Uzupełnieniem były badania metalograficzne makroskopowe. Przy odpowiednio dobranych parametrach technologicznych procesu spawania hybrydowego oraz procesu kombinowanego można uzyskać poprawnie uformowane złącza doczołowe. Złącza spawane hybrydowo nie spełniają wymagań norm ze względu na przekroczenie maksymalnych twardości, tj. powyżej 380 HV10, natomiast proces spawania kombinowanego umożliwia wykonanie prawidłowego złącza o maksymalnej twardość 360 HV10, wytrzymałości na poziomie 665 MPa i pracy łamania powyżej 27 J, co spełnia wymagania przepisów technicznych. Uzyskane dane stanowią wytyczne technologiczne do opracowania technologii, która po kwalifikowaniu może być stosowana w praktyce przemysłowej.

Artykuł poświęcony jest analizie rozpływu prądu w zgrzewarkach rezystancyjnych wielopunktowych oraz doborowi przekroju poprzecznego ramion celem kompensacji asymetrii prądu zgrzewania w poszczególnych zgrzeinach. Przeanalizowano wpływ długości zgrzewarek wielopunktowych o rozstawie ramion (odległości między zgrzeinami) do 2 m przy różnych przekrojach poprzecznych ramion i różnej rezystywności materiału konstrukcyjnego (wynikającej ze zmiany temperatury). Analizę przeprowadzono dla zgrzewarek o prądzie znamionowym zgrzewania 5 kA. Wyznaczono wpływ zmiany wartości prądu na przekrój poprzeczny jądra zgrzeiny.

Przedstawiono wyniki badań skłonności do twardości wtórnej spoin stali T/P24 (7CrMoVTiB10-10) oraz ich strukturę i własności mechaniczne, KV, Rm, A5, Z, HV1, w stanie surowym i po obróbce cieplnej w zakresie temperatury 100–750°C. Wykazano, że w czasie spawania w spoinach dochodzi do rozpadu faz umacniających stal 7CrMoVTiB10-10 oraz przejścia składników stopowych i zanieczyszczeń do roztworu o sieci regularnej przestrzennie centrowanej A2 (bcc). Postawiono tezę, że głównym powodem obniżenia własności plastycznych spoin jest umocnienie roztworowe. Zwrócono uwagę na konieczność szczegółowej analizy wzajemnych oddziaływań atomów substytucyjnych i innych defektów sieci Feα z atomami międzywęzłowymi. Wskazano również na potrzebę zmiany kryteriów oceny spawalności nowoczesnych gatunków stali i na błędy popełnione przy wdrażaniu do przemysłu stali 7CrMoVTiB10-10.

Artykuł stanowi opis pilotażowego badania, mającego na celu wstępną ocenę wpływu obróbki plazmą niskoenergetyczną na poziom naprężeń wewnętrznych w spawanej blasze. Wyjaśniono podobieństwo mechanizmu usuwania naprężeń za pomocą wyżarzania odprężającego oraz obróbki niskoenergetyczną plazmą. Tensometryczne pomiary naprężeń wewnętrznych, wykonane na blasze ze stali S355 po spawaniu oraz po obróbce w komorze plazmowej, wykazały spadek naprężeń wewnętrznych blachy na skutek obróbki plazmą niskoenergetyczną.

Ważnymi materiałami stosowanymi w budowie środków transportu są stale z grupy DOCOL, charakteryzujące się wysoką wytrzymałością na rozciąganie i granicą plastyczności. Stale te są trudno spawalne, a ich złącza nie gwarantują porównywalnych własności mechanicznych. Celem artykułu jest dobór parametrów spawania konstrukcji podestu ruchomego ze stali DOCOL 1200M. Postanowiono sprawdzić wpływ parametrów spawania na poprawność wykonanego złącza. Analizowano wpływ gazów osłonowych, roli podgrzewania wstępnego i temperatury warstw międzyściegowych na poprawność wykonanego złącza MAG konstrukcji podestu ruchomego o grubości 8 mm.

Wykorzystanie nowoczesnych materiałów konstrukcyjnych niesie za sobą konieczność dostosowania typowych procesów spawalniczych do specjalnych wymagań wynikających z ograniczonej ich spawalności. Trudności w uzyskaniu złączy spawanych o wysokiej jakości mogą być konsekwencją zmniejszonych właściwości mechanicznych lub zmian w strukturze materiału, co wykracza poza wymagania norm przedmiotowych. Przykładem takiej stali jest stal o gwarantowanej granicy plastyczności 1300 MPa, gdzie wysoką wytrzymałość uzyskuje się przez dodatek niewielkich ilości pierwiastków węglikotwórczych i złożonych procesów obróbki cieplnej. Powoduje to, że wprowadzenie ciepła podczas spawania może pogarszać te właściwości nie tylko w samej spoinie, ale i w materiale przyległym. Wykonane badania wykazały, że krytycznym miejscem jest obszar nagrzewany poniżej 600°C, gdzie następuje zmniejszenie twardości materiału z ok. 520 HV do 330 HV.

Badaniu poddano wycinek złącza spawanego bainitycznej stali P5. Analizowane złącze pobrano z wycinka rury po długotrwałej eksploatacji w podwyższonej temperaturze. Przeprowadzone badania metaloznawcze wykazały względnie niewielki stopień degradacji badanego materiału. W mikrostrukturze obserwowano zachowaną bainityczną budowę z wydzieleniami o różnej morfologii. Przeprowadzona identyfikacja wykazała występowanie w badanym złączu wydzieleń M23C6 i M2C. Węgliki M23C6 obserwowano po granicach ziaren byłego austenitu, natomiast wewnątrz ziaren/listew ujawniono występowanie węglików M2C i M23C6. Względnie niewielki stopień wyczerpania mikrostruktury badanego złącza wynikał zapewne z relatywnie niskiej temperatury i zbyt krótkiego czasu eksploatacji.

Przedstawiono możliwe oszczędności płynące ze stosowania procesów głęboko wtapiających w konstrukcjach spawanych. Uzyskano oszczędności materiałów dodatkowych sięgające 80% w stosunku do dotychczas zużywanych a odkształcenia spawalnicze ograniczono o 50%, zachowując maksymalną nośność złączy spawanych. Badania przeprowadzono dla stali S355J2, S460NL, S700MC, S690QL i 450HBW (Hardox) w zakresie grubości 8–20 mm oraz materiałów dodatkowych w gatunkach G4Si1 i G69.

Aktualny rozwój materiałów stosowanych w przemyśle energetycznym na elementy kotłów o parametrach nadkrytycznych stawia nowe wyzwania związane ze spawalnictwem. Wprowadzanie coraz to nowych kombinacji dodatków stopowych w celu osiągnięcia jak najlepszych właściwości mechanicznych, w tym odporności na pełzanie i utlenianie, nie pozostaje bez wpływu na spawalność nowych stali. Stale martenzytyczne zawierające 9% Cr, charakteryzują się dobrą odpornością na pełzanie i jednocześnie niską odpornością na utlenianie w temperaturze przekraczającej 600°C, natomiast stale o zawartości 12% Cr, tj. VM12-SHC lub X20CrMoV12-1 charakteryzują się znacznie wyższą odpornością na utlenianie, ale towarzyszy im mniejsza wytrzymałość w wyższych temperaturach. W 2018 roku włoski koncern Tenaris opracował nową stal o zawartości 12% Cr oznaczoną jako Thor ™ 115 (Tenaris High Oxidation Resistance). W niniejszym artykule zaprezentowano doświadczenia zdobyte podczas spawania złączy rur przy użyciu różnych materiałów dodatkowych (W CrMo91, S Ni 6082 oraz EPRI P87). W ramach pracy przeprowadzono serie badań zarówno nieniszczących (VT, PT, RT) jak i niszczących (próby rozciągania, zginania oraz udarności, pomiar twardości oraz badania metalograficzne makro- i mikroskopowe) mających na celu potwierdzenie wysokiej jakości wykonanych złączy.

Spawanie to proces specjalny, tzn. taki, którego wyniku nie można przewiedzieć w trakcie jego trwania, a ewentualne niezgodności mogą ujawnić się dopiero po jego zakończeniu. Bardzo ważne są więc badania złączy spawanych, w tym badania objętościowe. Często są to badania ultradźwiękowe dające możliwość wykrycia nieciągłości objętościowych. Badania ultradźwiękowe nastręczają wielu problemów przy badaniu złączy o dużej anizotropii, spowodowanych zjawiskami fizycznymi, takimi jak transformacja fali, rozpraszanie oraz tłumienie fali. Odpowiedzialna za te zjawiska jest struktura materiału i spowodowane nią różnice w rozchodzeniu wiązki ultradźwiękowej. W artykule przedstawiono przegląd czynników wpływających na wykonywanie badań ultradźwiękowych.

Przedstawiono przykłady wyrobów kształtowanych przyrostowo w procesie spawania 13 (MIG/MAG). Badania wykazały, że możliwe jest wytworzenie wyrobu ze stali niestopowej o strukturze zbliżonej do odlewów po obróbce cieplnej. Wyroby wytwarzane ze stali maraging wymagają przeprowadzenia obróbki cieplnej obejmującej ujednoradnianie. Możliwe jest wytworzenie wyrobów bimetalicznych, np. stal niestopowa–brąz.

Przedstawiono wyniki badań odporności na zużywanie ścierne typu metal-minerał złączy doczołowych blach z napoiną trudno ścieralną HARDPLATE 100S 5+3 wykonanych elektrodą otuloną z rdzeniem litym i proszkowym oraz drutem proszkowym samoosłonowym. Istotność wpływu ustalono prowadząc badania przy zastosowaniu programu statycznego randomizowanego kompletnego. Zakres badań obejmował także analizę składu chemicznego i fazowego, pomiar twardości oraz badania metalograficzne makro- i mikroskopowe złączy płyt trudno ścieralnych.