1 stycznia 2023 roku Łukasiewicz – Instytut Spawalnictwa stał się częścią Łukasiewicz – Górnośląskiego Instytutu Technologicznego. Pociągnęło to za sobą transformację „Biuletynu Instytutu Spawalnictwa”, która uwzględnia charakterystykę nowo powstałej jednostki, obejmując swoim profilem znacznie szersze spektrum działalności badawczej.
W czasopiśmie pod nowym tytułem: „Materials Science and Welding Technologies” („Technologie Materiałowe i Spawalnicze”) będą publikowane artykuły zarówno z dziedziny spawalnictwa, jak i inżynierii materiałowej, metaloznawstwa itp. Niezależnie od wprowadzonych zmian nasze czasopismo jest i pozostanie wiodącym czasopismem branżowym w Polsce, zachowując ciągłość merytoryczną w zakresie inżynierii materiałowej i mechanicznej, przy jednoczesnym rozszerzeniu o kolejne dziedziny, m.in. inżynierię lądową i transport, energetykę, automatykę, elektronikę i elektrotechnikę. Zachęcamy do kontynuacji prenumeraty czasopisma wydawanego przez Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny. Gwarancją terminowego otrzymywania czasopisma jest zamówienie prenumeraty bezpośrednio u wydawcy. Dystrybucja czasopisma następuje niezwłocznie po ukazaniu się kolejnego wydania, z zachowaniem terminów przewidzianych cyklem wydawniczym.
1/2024
Vol. 68
Od Redaktora Naczelnego
Przekazujemy w Wasze ręce kolejny, pierwszy w roku 2024, numer „Materials Science and Welding Technologies” („Technologie Materiałowe i Spawalnicze”). W nowym czasopiśmie o tematyce szeroko rozumianej inżynierii materiałowej, kontynuujemy działalność „Biuletynu Instytutu Spawalnictwa” oraz „Journal of Metallic Materials”, uzupełnioną o inżynierię elektryczną.
W bieżącym numerze, oprócz artykułów z trzech głównych obszarów tematycznych: technologie materiałowe, spawalnictwo oraz maszyny i napędy elektryczne, rozpoczynamy publikację streszczeń projektów badawczych zrealizowanych z Łukasiewicz – GIT w roku 2023, które finansowano z subwencji Ministra Nauki i Szkolnictwa Wyższego.
W dwumiesięczniku MS&WT planujemy także publikację artykułów i informacji prezentowanych podczas konferencji naukowo-technicznych. W kolejnym numerze pojawią się wybrane artykuły z 28. Naukowo-Technicznej Krajowej Konferencji Spawalniczej „Postęp, innowacje i wymagania jakościowe procesów spajania”.
Numery 4/24 – 6/24 MS&WT będą zawierać referaty prezentowane na 65. Międzynarodowej Konferencji Spawalniczej „Spawalnictwo w dobie zrównoważonego rozwoju” oraz 32. Konferencji Problemy Eksploatacji Maszyn i Napędów Elektrycznych – PEMINE. Obie te konferencje organizowane przez Łukasiewicz – GIT odbędą się w październiku 2024 roku.
Zapraszamy do zgłaszania artykułów specjalistów reprezentujących dyscypliny: inżynieria materiałowa, w tym metalurgia stopów żelaza, spawalnictwo i inne technologie łączenia oraz z dziedziny projektowania i wytwarzania specjalnych napędów i maszyn elektrycznych.
Zachęcamy do prenumeraty naszego czasopisma, które jest dostępne w wersji papierowej i elektronicznej.
Dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor Naczelny
Redaktor naczelny
dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inż. Adam Zieliński
Zastępca redaktora naczelnego
dr hab. inż. Zygmunt Mikno
Redaktorzy techniczni
mgr inż. Danuta Gruszczyńska
mgr Joanna Gubernat
Sekretarz redakcji
mgr Justyna Chalecka
Dr inż. Hanna Purzyńska – Badania materiałów
Dr hab. inż. Dariusz Woźniak – Technologie metalurgiczne
Dr inż. Adam Pietras – Spawalnictwo
Dr inż. Stanisław Gawron – Napędy i maszyny elektryczne
Ph.D. Peter Brziak – Welding Research Institute, Bratislava, Słowacja
Prof. Dr. Ing. Dorin Dehelean – Romanian Welding Association, Timisoara, Rumunia
Prof. dr hab. inż. Stanisław Dymek – AGH
Dr hab. inż. Dariusz Fydrych, prof. PG – Pol. Gdańska
Prof. Mohamed Abdel-Hady Gepreel – E-JUST, Egipt
Dr hab. inż. Jacek Górka, prof. PŚ – Pol. Śląska
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski – Pol. Wrocławska
Ph.D. Carter Hamilton – Miami University, Oxford, USA
Prof. dr hab. inż. Dariusz Kata – AGH
Prof. dr hab. inż. Jerzy Łabanowski – Pol. Gdańska
Dr. Fernando Mañas – CESOL Asoc. Española Soldadura y Tec. de Unión, Hiszpania
Prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera – Pol. Warszawska
Dr hab. inż. Krzysztof Mroczka, prof. PK – Pol. Krakowska
Prof. dr hab. inż. Maria Sozańska – Pol. Śląska
Dr hab. Maciej Szczerba, prof. PAN – IMIM PAN
Dr hab. inż. Tomasz Tański, prof. PŚ – Pol. Śląska
Dr hab. inż. Robert Ulewicz, prof. PCz – Pol. Częstochowska
Prof. dr hab. inż. Tomasz Węgrzyn – Pol. Śląska
Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN – IMIM PAN
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Cena prenumeraty wydania drukowanego na 2024 rok wynosi 300 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 50 zł).
Cena prenumeraty wydania elektronicznego na 2024 rok wynosi 270 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 45 zł).
Warunkiem przyjęcia prenumeraty jest przesłanie zamówienia oraz dokonanie wpłaty na konto Wydawcy, z tytułem wpłaty: Prenumerata MS&WT 2024.
Druk zamówienia prenumeraty: https://biuletyn.instytutu.spawalnictwa.pl/strona-cms/prenumerata
Zamówienia należy przesyłać pocztą elektroniczną:
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Konto: ING Bank Śląski SA – Centrala, Departament
Obsługi Klientów Strategicznych
37 1050 0086 1000 0022 7362 2502
Można zamawiać także starsze wydania (do wyczerpania nakładu).
Dodatkowych informacji udziela Redakcja Czasopisma:
tel.: 32 33 58 201, 32 234 52 71
TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE
Bogdan Garbarz, Jarosław Marcisz, Marek Jelec, Wacław Zalecki, Zofia Kania-Pifczyk
Streszczenie:
Artykuł zawiera wyniki badań przemian fazowych zachodzących w stali nanobainitycznej o zawartości węgla 0,55% i jednocześnie o dużej hartowności (NBH), przeznaczonej do przemysłowego wytwarzania blach arkuszowych. Przemiany fazowe badano metodą dylatometryczną w warunkach chłodzenia ciągłego (CTPc) i wygrzewania izotermicznego (CTPi), z wykorzystaniem wyników obserwacji mikrostruktury i pomiarów twardości próbek dylatometrycznych. Dla stali NBH opracowano wykres przemian fazowych w warunkach ciągłego chłodzenia, z zastosowaniem zakresu szybkości chłodzenia 0,025–50oC/s oraz fragment wykresu przemian fazowych izotermicznych w zakresie temperatury 200–275oC. Zaproponowano nowy typ wykresu izotermicznego przemian fazowych, który byłby opracowany dla określonej szybkości chłodzenia z temperatury austenityzowania – CTPiV, co umożliwi jego wykorzystanie do uściślonego projektowania przemysłowych obróbek izotermicznych. Na podstawie analizy dylatogramów oraz wyników badań mikrostruktury i pomiarów twardości próbek dylatometrycznych ustalono eksperymentalne parametry obróbki cieplnej próbek ze stali NBH do testów rozciągania. Wykonane w niniejszej pracy badania potwierdzają doniesienia literaturowe, że obecność austenitu resztkowego o morfologii blokowej nie musi prowadzić do uzyskania niskiej plastyczności stali nanobainitycznej. Stal NBH po przemianie izotermicznej w nanobainit w temperaturach 225oC oraz 235oC zawiera ok. 20% austenitu resztkowego, w tym austenit o morfologii blokowej przemieniający się w trakcie odkształcenia w martenzyt, wykazując jednocześnie dobrą plastyczność w zakresie 13,6–15,5% wydłużenia całkowitego, przy wytrzymałości na poziomie 1,9 GPa.
Słowa kluczowe: przemiany fazowe izotermiczne i ciągłe, stal średniowęglowa, nanobainit, analiza dylatometryczna, mikrostruktura, właściwości mechaniczne
Piotr Knapik, Aleksandra Latacz, Michał Kubecki
Streszczenie:
Wprowadzenie odpadu żelazonośnego do procesu technologicznego wymaga wiedzy o ilościowym udziale żelaza na różnych stopniach utlenienia. Praca miała na celu wypracowanie skutecznej strategii postępowania z materiałem badawczym, która pozwoli uzyskać informacje o specjacji żelaza, istotne dla oceny potencjału odpadu żelazonośnego do ponownego użycia . Do oznaczania różnych form żelaza w odpadach hutniczych zastosowano metody miareczkowe oraz technikę optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES). Zawartość żelaza w materiale odpadowym wynosiła od kilku do ponad 90%, a udział i proporcje różnych form były zróżnicowane. Potwierdzono skuteczność ICP-OES w oznaczaniu żelaza całkowitego i metalicznego, podczas gdy metody klasyczne nie zawsze dostarczały wiarygodnych wyników.
Słowa kluczowe: odpady żelazonośne, analityka klasyczna, ICP-OES, specjacja żelaza
- Opracowanie koncepcji innowacyjnych, warstwowych materiałów pomocniczych w formie granulatu o dodatkowych funkcjonalnościach przeznaczonych dla metalurgii
Piotr Różański, Janusz Stecko, Mariusz Borecki
Celem projektu było opracowanie w warunkach laboratoryjnych kilku żużlotwórczych mieszanek izolacyjnych i rafinacyjnych do zastosowań w stalownictwie. Zakres badań obejmował zaprojektowanie ich składu z odpowiednio dobranych surowców, wykonanie z nich granulatów w postaci jednorodnej lub warstwowej z zapewnieniem dodatkowej funkcjonalności w postaci samorozpadu i spulchnienia pod wpływem wysokiej temperatury. Przeprowadzono badania właściwości fizyko-chemicznych opracowanych granulatów, obejmujących oznaczenie zawartości wody niezwiązanej, określenie temperatury rozpadu, wykonanie symultanicznej analizy termicznej TG/DTA z równoczesną analizą wydzielanych gazów, zbadanie zachowania się zgranulowanych zasypek w kontakcie z ciekłą stalą. W wyniku badań opracowano dwa warianty granulowanej zasypki izolacyjnej do kadzi głównej i jedną granulowaną zasypkę rafinacyjną do kadzi pośredniej. Wszystkie trzy materiały wykonano w wersji z dodatkiem materiału ekspandującego. Powłoki ochronne na bazie faz typu MAX dla lekkich stopów wytwarzanych metodami druku 3D stosowanych w przemyśle lotniczym
Radosław Swadźba, Hanna Purzyńska, Krzysztof Radwański, Michał Szulc, Piotr Stawarczyk
W ramach pracy przeprowadzono badania wyprzedzające związane z opracowaniem podstaw technologii wytwarzania powłok ochronnych typu MAX – na bazie fazy Ti2AlC na stopach TiAl. Otrzymano powłoki charakteryzujące się jednorodnym składem chemicznym oraz grubością ponad 40 μm i dobrą przyczepnością do podłoża. Zdobyte doświadczenie i wiedza zostaną wykorzystane w pozyskanym w roku 2023 projekcie HANACOAT w ramach programu Weave z Narodowego Centrum Nauki, realizowanego we współpracy z Politechniką Śląską oraz German Aerospace Center (DLR) i RWTH Aachen z Niemiec. Ponadto badania stopów TiAl wytwarzanych metodą druku 3D umożliwiły określenie trwałości stopów w zależności od mikrostruktury oraz składu chemicznego. Pozwoliły również poznać zjawiska zachodzące podczas pełzania wewnątrz mikrostruktury i na powierzchni stopów. Badania te prowadzone były we współpracy z firmą AvioAero z Włoch (Cameri i Pomigliano d’Arco) i Polski (Bielsko-Biała). Opracowana metodyka badań pełzania stopów TiAl pozwoli na rozwój laboratorium pełzania w kierunku materiałów dla przemysłu lotniczego, a zdobyta wiedza posłuży w opracowywaniu wniosków o finansowanie badań ze źródeł zewnętrznych.Zbadanie wpływu parametrów obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne nowego wariantu gatunkowego stali nanobainitycznej
Marek Jelec, Bogdan Garbarz, Jarosław Marcisz, Władysław Zalecki, Zofia Kania-Pifczyk, Liwia Sozańska-Jędrasik, Marzanna Marczak, Adam Mazurkiewicz
W wyniku kompleksowych badań mikrostrukturalnych, dylatometrycznych i pomiaru właściwości mechanicznych zweryfikowano możliwość uzyskania struktury nanobainitycznej oraz wysokich właściwości mechanicznych dla odmiany gatunkowej stali nanobainitycznej o obniżonej zawartości węgla do poziomu 0,55%, niższej niż typowa zawartość dla tej klasy stali. Pierwsze zaprojektowane stale nanobainityczne zawierały 0,8–1,0% C. Następnie badania rozszerzano na niższe zawartości C. Skład chemiczny badanej stali nanobainitycznej zawierającej 0,55% C został tak dobrany, aby zapewnić wysoką hartowność, wymaganą do planowanych aplikacji przemysłowych. W pracy zbadano także wpływ zastosowania obróbki homogenizującej wykonanej w podwyższonej temperaturze w stosunku do standardowej obróbki przemysłowej, na stopień ujednorodnienia rozmieszczenia pierwiastków stopowych.
SPAWALNICTWO
Krzysztof Makles
Streszczenie:
Procesy napawania drutami rdzeniowymi samoosłonowymi, spotykane w literaturze i praktyce przemysłowej, realizowane są przy stosowaniu urządzeń spawalniczych o napięciowych charakterystykach wyjściowych. Transport metalu w łuku odbywa się w sposób stochastyczny, na ogół w zakresie łuku mieszanego, w którym przepływowi zwarciowemu towarzyszy niekorzystny przelot globularny. Z tego powodu procesy te charakteryzują się znacznym rozpryskiem spawalniczym. W niniejszej pracy przedstawiono autorski sposób kształtowania charakterystyki łuku impulsowego, dzięki której to charakterystyce uzyskuje się kontrolowany, bezzwarciowy transport kroplowy. Charakterystyka impulsu jest znacząco odmienna od dotychczas stosowanej w łuku impulsowym, przeznaczonym do stapiania drutów litych.
Słowa kluczowe: spawanie impulsowe, transport metalu w łuku, parametry łuku impulsowego
Stanisław Pałubicki
Streszczenie:
Proces spawania jest specjalny, a jego wynik nie może być w pełni zagwarantowany, mimo zastosowania wszelkich możliwych i dostępnych zabiegów, które prowadzą do prawidłowego wykonania złącza spawanego. Jakość złącza wykonanego w procesie spawania nie może być w pełni sprawdzona podczas kontroli i badania, a powstałe niezgodności mogą ujawnić się dopiero w trakcie eksploatacji wyrobu. Celem badań przedstawionych w artykule było określenie wpływu zmian wartości energii liniowej spawania (zmian ilości wprowadzonego ciepła) oraz związków pomiędzy wartościami parametrów wchodzących w jej skład, tj. wartościami natężenia prądu, napięcia łuku i prędkości spawania na odkształcenia spawalnicze złączy wykonanych ze stali ferrytyczno-austenitycznej metodą GMAW. Zastosowana metodyka badań, polegająca na przeprowadzeniu prób z użyciem planu eksperymentu, umożliwiła wyznaczenie modelu matematycznego obiektu badań (MMOB). Analiza opracowanego MMOB wykazała jego przydatność do wyjaśnienia (i prognozy) wielkości średniej kwadratowej odchyłki płaskości powierzchni (parametru wykorzystanego do oceny wielkości odchyłek płaskości złączy) w zależności od wartości parametrów wejściowych procesu spawania, w określonych warunkach jego realizacji, dla założonego poziomu istotności α = 0,05. Z przeprowadzonych badań wynika, że istnieje wąski zakres ilości wprowadzonego ciepła, dla którego odkształcenia spawalnicze są relatywnie najmniejsze, ponieważ zależność odkształceń spawalniczych od wprowadzonego do złącza podczas spawania ciepła nie jest funkcją monotoniczną.
Słowa kluczowe: stal ferrytyczno-austenityczna, energia liniowa, odkształcenia spawalnicze, makrostruktura złącza spawanego
Mateusz Sowa
Streszczenie:
Klatki bezpieczeństwa są niezbędnym wyposażeniem samochodu sportowego, a ich zadaniem jest ograniczenie skutków potencjalnego wypadku. Konstrukcje te powinny zapewniać możliwie najwyższy oraz powtarzalny poziom wykonania, aby ich wytrzymałość była taka, jak założono na etapie projektowania. Z uwagi na fakt, że wiodącą technologią wytwarzania klatek bezpieczeństwa jest spawanie, istnieje istotna potrzeba analizy wpływu parametrów spawania oraz doboru metody na powtarzalność procesu oraz własności wytrzymałościowe połączeń spawanych. Celem badań było określenie wpływu metody spawania na wytrzymałość złączy modelowych w postaci złączy krzyżowych rur, jak również zbadanie wpływu zmiany parametrów prądowych spawania metodami MAG oraz TIG na odkształcenie liniowe złączy spawanych. W niniejszym artykule omówiono wpływ warunków technologicznych spawania na wytrzymałość statyczną połączeń krzyżowych ze stali E355 +N, wykorzystywanych do budowy klatek bezpieczeństwa. Udowodniono, że zwiększenie energii liniowej spawania znacząco obniża wytrzymałość połączeń w węzłach krzyżowych połączeń spawanych, a także istotnie przyczynia się do wzrostu odkształcenia liniowego po spawaniu, co w przypadku przestrzennej konstrukcji klatki bezpieczeństwa znacząco wpłynie na naprężenia w tych konstrukcjach.
Słowa kluczowe: motoryzacja, klatki bezpieczeństwa, połączenia spawane
Cz. 1. Modele matematyczne obwodów i kryteria klasyfikacji ich rozwiązań
Antoni Sawicki
Streszczenie:
W artykule podano przyczyny występowania drgań nieliniowych w wybranych układach spawalniczych. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ układów pomocniczych na obniżenie napięcia zapłonu łuku i przez to na generowane drgania samowzbudne. Opracowano modele matematyczne prostych obwodów autonomicznych z łukiem elektrycznym o określonej wartości napięcia zapłonu. Opisano wybrane kryteria służące do rozpoznawania rodzaju drgań nieliniowych. Szczególną uwagę zwrócono na trudności w wyznaczaniu warunków powstawania chaosu deterministycznego.
Słowa kluczowe: motoryzacja, klatki bezpieczeństwa, połączenia spawane
Paweł Pogorzelski
Streszczenie:
Doskonałe właściwości mechaniczne i fizyczne tytanu sprawiają, że jest on popularnym materiałem konstrukcyjnym w przemyśle. Jednak ze względu na wysoką aktywność chemiczną w wysokich temperaturach, podczas procesu spawania konieczne jest zastosowanie wysokiej jakości osłony gazowej. Praca została wykonana w celu oceny wpływu parametrów spawania na budowę i właściwości mechaniczne złączy doczołowych tytanu Grade 2 (3.7035) o grubości 3 mm, wytworzonych za pomocą spawania wiązką elektronów w próżni bez użycia materiału dodatkowego (511). W celu sprawdzenia prawidłowości wykonania złączy przeprowadzono takie badania, jak: pomiary twardości, próby rozciągania, próby zginania oraz badania metalograficzne makro- i mikroskopowe otrzymanych złączy. Wyniki testów wykazały uzyskanie połączeń o odpowiedniej głębokości wtopienia i geometrii, a także optymalnych własnościach mechanicznych złączy.
Słowa kluczowe: spawanie wiązką elektronów, tytan, tytan Grade 2
- Opracowanie technologii spawania łukowego wysokowytrzymałych stali na nowym stanowisku zrobotyzowanym
Janusz Rykała, Mateusz Sowa
Przedmiotem pracy badawczej było określenie warunków technicznych i opanowanie technologii zmechanizowanego i zrobotyzowanego spawania łukowego MAG blach o grubości 2 mm ze stali S700MC. Przeprowadzono badania technologiczne warunków spawania, podczas których były wykonywane złącza doczołowe i teowe, badania nieniszczące, a także badania metalograficzne makro- i mikroskopowe (mikroskopia świetlna). Przeprowadzono również badania mechaniczne złączy doczołowych (próby wytrzymałości na rozciąganie i zginania) oraz pomiary twardości we wszystkich obszarach wykonanych złączy. Opracowano warunki techniczne spawania blach w sposób zmechanizowany niskoenergetyczną metodą MAG-CMT oraz zrobotyzowany MAG ze stali S700MC, a także określono wpływ podstawowych parametrów spawania na strukturę i właściwości połączeń. Dobór i badania warunków technologicznych zgrzewania rezystancyjnego złączy różnoimiennych dla przemysłu motoryzacyjnego
Szymon Kowieski, Jolanta Matusiak, Aleksandra Węglowska, Damian Miara, Kinga Michalak
Celem pracy badawczej było określenie wpływu parametrów technologicznych procesu zgrzewania rezystancyjnego punktowego na zgrzewalność metalurgiczną wybranych stopów aluminium przerobionych plastycznie z wysokowytrzymałymi stalami martenzytycznymi formowanymi na gorąco oraz zbadanie wpływu warunków zgrzewania na mikrostrukturę złączy, twardość obszaru zgrzewania oraz właściwości wytrzymałościowe złączy. Przeprowadzono analizę literaturową zagadnienia, obejmującą różne rozwiązania technologiczne, stosowane w przemyśle do łączenia blach aluminiowych z blachami stalowymi. Zaprezentowane sposoby łączenia obejmowały zarówno zgrzewanie bezpośrednie, jak i stosowanie zabiegów technologicznych, takich jak zgrzewanie dwuimpulsowe, stosowanie dodatkowej nakładki na aluminium od strony elektrody oraz zgrzewanie trzech blach, z czego blacha aluminiowa była umieszczana pomiędzy blachami stalowymi. Cel aplikacyjny pracy badawczej obejmował wyznaczenie parametrów zgrzewania rezystancyjnego punktowego blach stalowych w gatunku 22MnB5 z powłoką AlSi z blachami aluminiowymi. Wykonano modelowanie MES w oprogramowaniu Sorpas 3D, procesu zgrzewania rezystancyjnego punktowego blach stalowych z blachami aluminiowymi. W badaniach eksperymentalnych zweryfikowano parametry zgrzewania oraz przeprowadzono badania jakości złączy.
MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE
Stanisław Gawron
Streszczenie:
Połączenie farmy elektrowni wiatrowych i fotowoltaicznych z elektrownią wodną podwyższy efekty finansowe uzyskane ze sprzedaży energii elektrycznej. Elektrownia wodna, przystosowana do pracy odwracalnej, może spełniać funkcję magazynu energii dla farmy elektrowni wiatrowych połączonych z farmą fotowoltaiczną. W artykule przedstawiono koncepcję połączenia trzech odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Wykazano, że maszyny synchroniczne wzbudzane magnesami trwałymi stanowią najkorzystniejsze rozwiązanie jako prądnice w elektrowniach wiatrowych, a także jako silniki/prądnice w elektrowniach wodnych odwracalnych.
Słowa kluczowe: elektrownia wodna, farma wiatrowa, farma fotowoltaiczna, maszyny synchroniczne, wzbudzenie elektromagnetyczne, wzbudzenie magnesami trwałymi
- Opracowanie i wdrożenie systemów do wytwarzania energii elektrycznej z małych elektrowni wodnych
Petr Bogatyrev, Jan Golec, Stanisław Gawron
Przedmiotem pracy było zaprojektowanie, wykonanie i wdrożenie wysokowydajnego, zatapialnego, bez przekładniowego kompaktowego hydrogeneratora dla małej elektrowni wodnej. Zakres prac obejmował kilka etapów: zapoznanie się z ideą patentu PL 228 937B1, analizę rynku energetycznego, przeprowadzenie obliczeń elektromagnetycznych generatora, zaprezentowanie prototypu w postaci modelu 3D oraz wykonanie dokumentacji technicznej, budowę prototypu i jego rzeczywiste testy w odpowiednio przygotowanym stanowisku badawczym. Innowacyjny i w pełni automatyczny system regulacji napięcia w sieciach elektroenergetycznych niskiego napięcia
Marcin Barański, Tadeusz Glinka, Adam Decner, Tomasz Jarek, Jan Mikoś, Filip Pindych
Celem pracy było określenie możliwości płynnej regulacji przekładni transformatora średniego napięcia bazującej na zastosowaniu układu dwóch transformatorów: głównego oraz dodatkowego. W tym celu korzystając z przygotowanego w ramach pracy stanowiska badawczego przeprowadzono szereg pomiarów laboratoryjnych, które potwierdziły skuteczność proponowanego rozwiązania.
KONFERENCJE, SEMINARIA
- Spotkanie III Komisji Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa
- XIX Międzynarodowe Targi „Przemysłowa Wiosna”
2/2024
Vol. 68
Szanowni Czytelnicy!
Przekazujemy w Wasze ręce kolejny numer „Materials Science and Welding Technologies” („Technologie Materiałowe i Spawalnicze”).
Zgodnie z zapowiedzią rozpoczynamy publikację artykułów i informacji prezentowanych podczas konferencji naukowo-technicznych. W bieżącym numerze zamieszczamy dwa artykuły zgłoszone na 28. Naukowo-Techniczną Krajową Konferencję Spawalniczą „Postęp, innowacje i wymagania jakościowe procesów spajania” (Międzyzdroje, 21-23.05.2024 r.): „Hartowanie powierzchniowe uzębień kół zębatych wiązką elektronów” autorstwa Pawła Pogorzelskiego, Piotra Śliwińskiego, Marka St. Węglowskiego, Andrzeja Wieczorka i Emilii Skołek oraz „Spawanie wysokowytrzymałych stopów aluminium wiązką elektronów” autorstwa Piotra Śliwińskiego, Marka St. Węglowskiego, Kamila Kubika i Piotra Gotkowskiego.
Zachęcamy do prenumeraty naszego czasopisma, które jest dostępne w wersji papierowej i elektronicznej.
Redakcja
Redaktor naczelny
dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inż. Adam Zieliński
Zastępca redaktora naczelnego
dr hab. inż. Zygmunt Mikno
Redaktorzy techniczni
mgr inż. Danuta Gruszczyńska
mgr Joanna Gubernat
Sekretarz redakcji
mgr Justyna Chalecka
Dr inż. Hanna Purzyńska – Badania materiałów
Dr hab. inż. Dariusz Woźniak – Technologie metalurgiczne
Dr inż. Adam Pietras – Spawalnictwo
Dr inż. Stanisław Gawron – Napędy i maszyny elektryczne
Ph.D. Peter Brziak – Welding Research Institute, Bratislava, Słowacja
Prof. Dr. Ing. Dorin Dehelean – Romanian Welding Association, Timisoara, Rumunia
Prof. dr hab. inż. Stanisław Dymek – AGH
Dr hab. inż. Dariusz Fydrych, prof. PG – Pol. Gdańska
Prof. Mohamed Abdel-Hady Gepreel – E-JUST, Egipt
Dr hab. inż. Jacek Górka, prof. PŚ – Pol. Śląska
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski – Pol. Wrocławska
Ph.D. Carter Hamilton – Miami University, Oxford, USA
Prof. dr hab. inż. Dariusz Kata – AGH
Prof. dr hab. inż. Jerzy Łabanowski – Pol. Gdańska
Dr. Fernando Mañas – CESOL Asoc. Española Soldadura y Tec. de Unión, Hiszpania
Prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera – Pol. Warszawska
Dr hab. inż. Krzysztof Mroczka, prof. PK – Pol. Krakowska
Prof. dr hab. inż. Maria Sozańska – Pol. Śląska
Dr hab. Maciej Szczerba, prof. PAN – IMIM PAN
Dr hab. inż. Tomasz Tański, prof. PŚ – Pol. Śląska
Dr hab. inż. Robert Ulewicz, prof. PCz – Pol. Częstochowska
Prof. dr hab. inż. Tomasz Węgrzyn – Pol. Śląska
Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN – IMIM PAN
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Cena prenumeraty wydania drukowanego na 2024 rok wynosi 300 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 50 zł).
Cena prenumeraty wydania elektronicznego na 2024 rok wynosi 270 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 45 zł).
Warunkiem przyjęcia prenumeraty jest przesłanie zamówienia oraz dokonanie wpłaty na konto Wydawcy, z tytułem wpłaty: Prenumerata MS&WT 2024.
Druk zamówienia prenumeraty: https://biuletyn.instytutu.spawalnictwa.pl/strona-cms/prenumerata
Zamówienia należy przesyłać pocztą elektroniczną:
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Konto: ING Bank Śląski SA – Centrala, Departament
Obsługi Klientów Strategicznych
37 1050 0086 1000 0022 7362 2502
Można zamawiać także starsze wydania (do wyczerpania nakładu).
Dodatkowych informacji udziela Redakcja Czasopisma:
tel.: 32 33 58 201, 32 234 52 71
TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE
Łukasz Poloczek, Bartłomiej Dybowski, Andrzej Kiełbus
Streszczenie:
Mikrostruktura stopu AlSi9Cu3(Fe) odlanego metodą wysokociśnieniową charakteryzuje się występowaniem dendrytów roztworu stałego α-Al oraz podwójnej eutektyki α-Al+β-Si. W strukturze stopu występują również fazy międzymetaliczne, takie jak: α-Al15(Fe,Mn,Cr)3Si2, β-Al5FeSi, Al2Cu, π-A8Mg3FeSi6 i Q-Al5Mg8Cu2Si6. W poniższej pracy przedstawiono wyniki badań wpływu modyfikacji Sr na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne stopu AlSi9Cu3(Fe) HPDC. W badaniach wykonano trzy wytopy wysokociśnieniowe. Dwa z nich charakteryzowały się różną zawartością dodatku Sr (40 ppm, 130 ppm) oraz wykonano jeden wytop bez dodatku Sr. Dodatek strontu spowodował fragmentację eutektyki, co korzystnie wpłynęło na mikrostrukturę badanych próbek. Jednak że w próbkach z dodatkiem Sr stwierdzono zwiększenie udziału objętościowego porowatości w strukturze, co wpłynęło na pogorszenie właściwości mechanicznych.
Słowa kluczowe: stop AlSi9Cu3(Fe), odlewanie wysokociśnieniowe, modyfikacja stront, mikrostruktura, właściwości mechaniczne
Alicja Szemalikowska
Streszczenie:
Niniejszy artykuł opisuje obecną sytuację w Europie w zakresie metod produkcji stali i przejścia na zieloną stal w celu zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych. Koncentruje się na bezpośredniej redukcji (DR) jako potencjalnie najlepszej technologii eliminującej zużycie paliw kopalnych w przemyśle stalowym. Główne komercyjne procesy produkcji bezpośrednio redukowanego żelaza (DRI), takie jak MIDREX, Energiron, PERED, SL/RN, Fastmet i Circored, zostały opisane i porównane pod względem jakości produktu końcowego, warunków operacyjnych i wydajności. Przedstawiono najnowsze statystyki dotyczące zdolności produkcyjnych DRI, porównując Europę i resztę świata. Ogłoszone plany budowy zakładów DRI w całej Europie zostały podsumowane wraz z innymi projektami, które mają na celu pomoc w przejściu na zieloną stal poprzez dostarczanie materiałów przyjaznych dla środowiska lub zwiększenie wydajności już wdrożonych technologii poprzez recykling materiałów odpadowych.
Słowa kluczowe: żelazo gąbczaste, redukcja bezpośrednia, zielona stal, emisja gazów cieplarnianych, produkcja stali w Europie
- Opracowanie kompleksowej metody badań właściwości wytrzymałościowych materiałów biomedycznych in vitro z wykorzystaniem symulatora Gleeble
Adam Gryc, Zdzisław Łapczyński, Marcin Kempny, Piotr Głowacki
Głównym celem pracy było opracowanie kompleksowej metody badawczej do oceny właściwości mechanicznych materiałów biomedycznych w symulowanym środowisku płynów ustrojowych z wykorzystaniem systemu Gleeble 3800. Zrozumienie zjawisk degradacji struktury zachodzących podczas eksploatacji implantów biomedycznych w organizmie człowieka odgrywa kluczową rolę w lepszym ich projektowaniu, zarówno pod względem składu chemicznego, jak i właściwości mechanicznych. Te procesy degradacji są zwykle związane z korozją naprężeniową, powstawaniem wodoru i aktywnością bakterii. Niemniej jednak złożoność tych procesów oraz kwestie etyczne związane z badaniami in vivo powodują, że brakuje odpowiednich metod badawczych. Opracowana metoda pozwala na analizę pogarszania się właściwości mechanicznych i degradacji struktury in vitro, bez wzbudania wątpliwości etycznych, w wybranym symulowanym środowisku płynów ustrojowych i w wybranym trybie (stałe obciążenie, stałe odkształcenie lub zużycie niskocyklowe) z wykorzystaniem dedykowanej komory środowiskowej własnego projektu zintegrowanej z systemem Gleeble 3800. Identyfikacja i walidacja modelu stochastycznego opisującego ewolucję parametrów mikrostrukturalnych oraz przemian fazowych podczas formowania na gorąco wraz z kontrolowanym chłodzeniem stali
Łukasz Poloczek
Celem pracy było rozszerzenie modelu poprzez uwzględnienie losowego charakteru zarodkowania, zachodzącego podczas przemian fazowych. W pracy dokonano analizy istniejących stochastycznych modeli zarodkowania i wybrano najlepszy model przemian. Nacisk położono na obniżenie kosztów obliczeniowych, które w przypadku tego typu modeli są wysokie.Struktura i właściwości austenitycznej stali SUPER 304H po długotrwałej eksploatacji w warunkach pełzania stosowanej w nowoczesnej energetyce
Milena Kierat, Hanna Purzyńska, Janusz Dobrzański,
Piotr Stawarczyk
Głównym celem projektu było określenie wpływu wysokiej temperatury i naprężenia podczas długotrwałej eksploatacji na zmiany mikrostruktury oraz właściwości użytkowych stali austenitycznej Super 304H stosowanej w nowoczesnej energetyce. Trwałość materiału określana w badaniach laboratoryjnych nie jest identyczna z trwałością elementu konstrukcyjnego, jednak jest główną składową w ocenie stanu elementów pracujących w warunkach pełzania i przy określaniu ich trwałości eksploatacyjnej. Badania pełzania, właściwości mechanicznych oraz analiza zmian mikrostruktury z uwzględnieniem zmian jakościowych i ilościowych występujących wydzieleń w badanej stali wykorzystywane są do oceny stanu materiału i jego przydatności do dalszej bezpiecznej eksploatacji.- Zbadanie wpływu parametrów obróbki cieplnej na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne nowego wariantu gatunkowego stali nanobainitycznej
Marek Jelec, Bogdan Garbarz, Jarosław Marcisz, Władysław Zalecki, Zofia Kania-Pifczyk, Liwia Sozańska-Jędrasik, Marzanna Marczak, Adam Mazurkiewicz
W wyniku kompleksowych badań mikrostrukturalnych, dylatometrycznych i pomiaru właściwości mechanicznych zweryfikowano możliwość uzyskania struktury nanobainitycznej oraz wysokich właściwości mechanicznych dla odmiany gatunkowej stali nanobainitycznej o obniżonej zawartości węgla do poziomu 0,55%, w stosunku do zawartości typowej dla tej klasy stali. Pierwsze zaprojektowane stale nanobainityczne zawierały 0,8–1,0% C, a następnie badania rozszerzano na niższe zawartości C. Skład chemiczny badanej stali nanobainitycznej zawierającej 0,55% C został tak dobrany, aby zapewnić wysoką hartowność, wymaganą do planowanych aplikacji przemysłowych. W pracy zbadano także wpływ zastosowania obróbki homogenizującej wykonanej w podwyższonej temperaturze w stosunku do standardowej obróbki przemysłowej, na stopień ujednorodnienia rozmieszczenia pierwiastków stopowych. - Wpływ mikrosegregacji składu chemicznego w stalach AHSS na procesy wydzieleniowe węglików i azotków typu MX, stan wtrąceń niemetalicznych oraz na anizotropię właściwości mechanicznych
Zofia Kania-Pifczyk, Roman Kuziak, Liwia Sozańska-Jędrasik, Krzysztof Radwański, Piotr Stawarczyk, Marzanna Marczak, Marcin Kempny, Ryszard Molenda
Ponieważ w literaturze technicznej stosunkowo słabo opisany jest wpływ mikrosegregacji składu chemicznego na właściwości mechaniczne stali AHSS i UHSS, uznano za celowe wypełnienia luki w tym obszarze badań. Niniejszy projekt dotyczył określenia wpływu mikrosegregacji składu chemicznego w stalach AHSS na procesy wydzieleniowe węglików i azotków typu MX, stan tych wtrąceń oraz na anizotropię właściwości mechanicznych. Praca została zrealizowana przy współudziale, odbywającego staż naukowy w Łukasiewicz – GIT, dr. Henri Tervo z Uniwersytetu w Oulu, który w rozprawie doktorskiej zajmował się wpływem wtrąceń niemetalicznych i wydzieleń azotka tytanu – TiN na ciągliwość i udarność stali UHSS oraz wysokowytrzymałych stali stosowanych w produkcji konstrukcji przybrzeżnych. - Opracowanie metodyki kulometrycznego oznaczania węgla całkowitego, węgla wolnego oraz węglików w surowcach dla przemysłu metalurgicznego i ceramicznego
Waldemar Spiewok, Aleksandra Kwoka, Edyta Klima, Szymon Frączek
Węgiel, z uwagi na jego właściwości, występuje w surowcach przemysłowych w postaci wolnej oraz w postaci zróżnicowanych związków chemicznych. Celem pracy było zbadanie warunków przeprowadzania analiz zawartości różnych form chemicznych węgla w surowcach dla przemysłu metalurgicznego i ceramicznego techniką miareczkowania kulometrycznego po spaleniu lub rozkładzie termicznym badanego materiału w atmosferze tlenu. Dokonano przeglądu różnych form chemicznych węgla (węgiel wolny, węglany, węgliki, związki organiczne itp.) pod kątem optymalizacji sposobu przeprowadzenia analizy. - Testowanie i wdrożenie nowego stanowiska do badań nad redukcją tlenków żelaza w atmosferze wodoru
Janusz Stecko, Mariusz Borecki, Krzysztof Olczyk, Marek Antończak
Celem pracy było testowanie i wdrożenie nowego stanowiska do badań nad redukcją tlenków żelaza w atmosferze wodoru, wraz z przeprowadzeniem redukcji spieków rud żelaza w nowo uruchomionym i przeznaczonym do tego celu stanowisku. Zakres badań obejmował przeprowadzenie eksperymentów redukcji spieków rud żelaza w trzech różnych atmosferach tj. mieszanin tlenku węgla oraz 100% wodoru w czterech temperaturach tj. 800, 900, 1000 i 1100°C. W wyniku przeprowadzonych testów redukcji w atmosferze mieszaniny wodoru i tlenku węgla oraz czystego wodoru, uzyskano założone cele, co do przydatności stanowiska do badań redukcji tlenków żelaza.
SPAWALNICTWO
Paweł Pogorzelski, Piotr Śliwiński, Marek St. Węglowski, Andrzej Wieczorek, Emilia Skołek
Streszczenie:
Hartowanie powierzchniowe jest skuteczną metodą poprawy odporności na zużycie elementów narażonych na tarcie, bez konieczności hartowania całego elementu. Zastosowanie wiązki elektronów umożliwia uzyskanie warstw o odpowiednich właściwościach, dzięki łatwemu, dynamicznemu odchylaniu i ogniskowaniu oraz bardzo wysokim szybkościom nagrzewania. W artykule przeprowadzono proces hartowania powierzchniowego uzębień kół zębatych ze stali 34CrAlNi7-10 (1.8550) za pomocą wiązki elektronów. Przeprowadzono badania metalograficzne i pomiar twardości metodą Vickersa, dzięki którym przedstawiono skuteczność tej metody, uzyskując warstwy o równomiernej grubości i twardości rzędu 660 HV0,1.
Słowa kluczowe: wiązka elektronów, hartowanie powierzchniowe, hartowanie kół zębatych
Maciej Karpiński, Paweł Kustroń, Janusz Pikuła, Wojciech Jopek, Zygmunt Mikno
Streszczenie:
W artykule przedstawiono możliwość nowatorskiego zastosowania analizy widmowej do kontroli jakości złączy zgrzewanych metodą garbową wielopunktową. Przeprowadzone badania obejmowały analizę częstotliwości drgań własnych zgrzewarki wraz z przyrządem zgrzewalniczym, w którym były zamocowane elementy zgrzewane. Analiza polegała na wzbudzeniu drgań całego układu, obejmującego przyrząd zgrzewalniczy oraz elementy zgrzewane, przez impulsowe wymuszenie oraz rejestrację odpowiedzi obiektu za pomocą czujnika przyspieszenia. Wyniki zostały następnie poddane analizie widmowej z zastosowaniem transformaty Fouriera, co pozwoliło wyznaczyć wpływ braku zgrzeiny na częstotliwości drgań własnych całego układu. Kontrolę jakości zrealizowano przez porównanie spektrum częstotliwości drgań własnych dla detali wzorcowych z detalami, w których nie wystąpiło połączenie metaliczne pomiędzy komponentami. Akwizycję oraz analizę danych pomiarowych prowadzono w środowisku LabView. Uzyskane wyniki badań potwierdziły możliwość zastosowania analizy widmowej do przeprowadzenia kontroli jakości procesu zgrzewania garbowego.
Słowa kluczowe: zgrzewanie oporowe, zgrzewanie garbowe, kontrola jakości, analiza widmowa, nieniszczące metody kontroli jakości
Piotr Śliwiński, Marek St. Węglowski, Kamil Kubik, Piotr Gotkowski
Streszczenie:
Spawanie wiązką elektronów, ze względu na większą precyzję kontroli gęstości energii, najwyższą możliwą czystość metalurgiczną procesu oraz brak wrażliwości na współczynnik odbicia światła i chropowatość powierzchni, jest odpowiednią metodą łączenia stopów aluminium. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki spawania stopów aluminium w gatunku: 6060, 6061, a także eksperymentalnych stopów o podwyższonej zawartości miedzi. W ramach badań uzyskano złącza charakteryzujące się wysoką wytrzymałością, nawet do 289,7 MPa, a także brakiem niedopuszczalnych niezgodności.
Słowa kluczowe: spawanie, wiązka elektronów, aluminium, metalografia, mikrostruktury, własności mechaniczne
Cz. 2. Drgania w obwodach z łukiem o wartościach napięcia zapłonu nieokreślonej i określonej
Antoni Sawicki
Streszczenie:
W celu ustalenia parametrów oraz warunków początkowych powstawania drgań chaotycznych, rozpatrzono modele matematyczne prostych obwodów z łukiem elektrycznym o nieokreślonej wartości napięcia zapłonu. Korzystając z obliczeń numerycznych, uzyskano przedziały wartości parametrów elementów obwodu, w których przynajmniej jeden z wykładników Lapunowa atraktorów chaotycznych ma wartość dodatnią. Następnie zmniejszano wartość napięcia zapłonu łuku aż wszystkie wykładniki uzyskały ujemne wartości. Taka sytuacja odpowiada zanikowi drgań chaotycznych w obwodzie. W badaniach stwierdzono małe wartości względne prądu modelu łuku powodującego taką bifurkację.
Słowa kluczowe: łuk elektryczny, napięcie zapłonu łuku, wykładniki Lapunowa
- Opracowanie technologii zgrzewania tarciowego stali nanobainitycznych
Aleksandra Węglowska, Damian Miara, Jolanta Matusiak, Jacek Pietrzak, Bartłomiej Walnik
Celem badań było określenie wpływu parametrów technologicznych procesu zgrzewania tarciowego obrotowego na zgrzewalność metalurgiczną, mikrostrukturę obszaru zgrzewania oraz wytrzymałość wybranych stali nanobainitycznych w stanie po wyżarzaniu zmiękczającym. Na podstawie wyników prowadzonych badań stwierdzono, że przy prawidłowo dobranych parametrach zgrzewania, w tym prędkości obrotowej, docisku i czasu zgrzewania oraz zastosowanej obróbki cieplnej złączy z końcowym wyżarzaniem izotermicznym, złącza charakteryzują się ciągłością materiałową w obszarze zgrzewania oraz brakiem pęknięć. Analiza zastosowania i charakterystyki stali odpornych na korozję w wytwarzaniu konstrukcji spawanych oraz badania wpływu warunków technologicznych spawania laserowego i hybrydowego HLAW stali żaroodpornych na wielkość emisji i skład chemiczny pyłu
Joanna Wyciślik-Sośnierz, Jolanta Matusiak, Michał Urbańczyk, Beata Rams, Kazimierz Gerle, Zofia Kania-Pifczyk, Liwia Sozańska-Jędrasik
Celem badań była ocena wpływu warunków technologicznych spawania laserowego i hybrydowego HLAW stali żaroodpornych na wielkość emisji i skład chemiczny pyłu oraz porównanie uzyskanych rezultatów, pozwalające na wskazanie technologii optymalnych w aspekcie prowadzenia zrównoważonej gospodarki i ochrony środowiska. Praca badawcza wchodzi w skład cyklu badań poświęconych charakterystyce zagrożeń pyłowych powstających podczas spawania laserowego i hybrydowego stali odpornych na korozję. W niniejszej pracy skupiono się na stalach żaroodpornych. Wykonano badania wielkości emisji pyłu całkowitego, oznaczono skład chemiczny i fazowy pyłu, jak również przeprowadzono analizę morfologii pyłu obejmującą budowę i wielkość cząstek. Wykonano badania metalograficzne makroskopowe w celu oceny geometrii spoin pochodzących z procesów spawania laserowego i hybrydowego (laser + MIG) dla analizowanych zestawów parametrów, co umożliwiło powiązanie kształtu spoiny i jej wymiarów z charakterystyką powstającego pyłu spawalniczego. Pozwoliło to na modyfikację procesu w aspekcie redukcji emisji pyłu całkowitego przy zachowaniu poprawności wykonania złącza.
MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE
Emil Król, Adam Litwinowicz
Streszczenie:
W artykule opisano opracowany system predykcyjnego zarządzania wykorzystaniem energii elektrycznej w małej firmie. Założono, że w firmie prowadzona jest produkcja, a energia elektryczna pochodzi z paneli fotowoltaicznych; moc zainstalowana paneli to około 50 kWp. Założono również, że produkcja, a zarazem zużywanie energii elektrycznej w danej firmie trwa 8 godzin dziennie, przez 5 dni w tygodniu. Aby maksymalnie wykorzystać energię elektryczną należy się również wyposażyć w magazyn energii, który pozwoli gromadzić nadwyżki niewykorzystanej energii w trakcie tygodnia oraz weekendów. Cele opracowanego systemu to maksymalizacja zużycia energii elektrycznej wyprodukowanej przez panele fotowoltaiczne oraz minimalizacja zużycia energii zakupionej z sieci elektroenergetycznej.
Słowa kluczowe: energia solarna, magazyn energii, zarządzanie energią, panele fotowoltaiczne
- Ograniczenie występowania zjawiska napięć i prądów wałowych
Tomasz Jarek, Adam Decner, Marcin Barański, Filip Pindych
Tematyka pracy dotyczy zagadnień związanych z ograniczaniem napięć i prądów łożyskowych w maszynach elektrycznych prądu przemiennego. W ramach pracy przeprowadzono szereg badań symulacyjnych oraz pomiarów laboratoryjnych modeli bazujących na autorskich rozwiązaniach ograniczających napięcia łożyskowe. Otrzymane wyniki wykazały skuteczność proponowanych rozwiązań. Wykonanie i badania szybkoobrotowej maszyny elektrycznej o prędkości znamionowej powyżej 12000 obr./min
Szczepan Opach, Robert Rossa
Prace badawcze podjęte w ramach projektu wynikały z potrzeby rozwoju szybkoobrotowych prądnic synchronicznych z magnesami trwałymi, przeznaczonych dla odbiorców rynku OZE, a w szczególności producentów siłowni ORC małych i średnich mocy, wykorzystujących ciepło odpadowe z procesów przemysłowych do produkcji energii elektrycznej. W ramach projektu opracowano konstrukcję obwodu elektromagnetycznego i konstrukcję mechaniczną prądnicy szybkoobrotowej typu PMzK71-4 o mocy znamionowej PN =17 kW oraz prędkości znamionowej wirnika nN = 15000 obr/min, a następnie wykonano prototyp prądnicy.
KONFERENCJE, SEMINARIA
- Spotkanie III Komisji Międzynarodowego Instytutu Spawalnictwa
- XIX Międzynarodowe Targi „Przemysłowa Wiosna”
3/2024
Vol. 68
Szanowni Czytelnicy!
Z głębokim żalem zawiadamiamy, że 23 maja 2024 roku zmarł dr hab. inż. Mirosław Łomozik, długoletni pracownik Instytutu Spawalnictwa, a po przekształceniach Łukasiewicz – Górnośląskiego Instytutu Technologicznego. Pan Mirosław Łomozik był w latach 2020-2023 redaktorem naczelnym Biuletynu Instytutu Spawalnictwa, którego kontynuacją jest Materials Science and Welding Technologies. Wspomnienie publikujemy na stronie 73 bieżącego numeru MS&WT.
Kontynuując publikację artykułów prezentowanych podczas konferencji naukowo-technicznych, zamieszczamy artykuł przedstawiony na 28. Naukowo-Technicznej Krajowej Konferencji Spawalniczej „Postęp, innowacje i wymagania jakościowe procesów spajania” (Międzyzdroje, 21-23.05.2024 r.) autorstwa Aleksandra Lisieckiego, Jana Orłowskiego i Santiny Topolskiej pt. Odporność korozyjna złączy spawanych laserowo ze stali nierdzewnej ferrytycznej.
Więcej informacji o Konferencji w Międzyzdrojach zamieszczamy w dziale „Konferencje, seminaria” ma stronie 68.
Numer 5/24 MS&WT będzie zawierać referaty prezentowane na 65. Międzynarodowej Konferencji Spawalniczej „Spawalnictwo w dobie zrównoważonego rozwoju” – Katowice, 15-17 października 2024 r.
W kolejnych numerach pojawią się artykuły przygotowane na 32. Konferencję Problemy Eksploatacji Maszyn i Napędów Elektrycznych – PEMINE, Słok k. Bełchatowa, 2-4 października 2024 r.
Zapraszamy na https://git.lukasiewicz.gov.pl/materials-science-and-welding-technologies/, gdzie pojawiają się informacje o opublikowanych numerach MS&WT.
Zachęcamy specjalistów reprezentujących dyscypliny: inżynieria materiałowa, w tym metalurgia stopów żelaza, spawalnictwo i inne technologie łączenia oraz z dziedziny projektowania i wytwarzania specjalnych napędów i maszyn elektrycznych do zgłaszania artykułów.
Przypominamy, że prenumerata naszego czasopisma jest dostępna w wersji papierowej i elektronicznej. Można także zamawiać starsze wydania, w tym Biuletynu Instytutu Spawalnictwa i Journal of Metallic Materials (do wyczerpania nakładu).
Redakcja
Redaktor naczelny
dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inż. Adam Zieliński
Zastępca redaktora naczelnego
dr hab. inż. Zygmunt Mikno
Redaktorzy techniczni
mgr inż. Danuta Gruszczyńska
mgr Joanna Gubernat
Sekretarz redakcji
mgr Justyna Chalecka
Dr inż. Hanna Purzyńska – Badania materiałów
Dr hab. inż. Dariusz Woźniak – Technologie metalurgiczne
Dr inż. Adam Pietras – Spawalnictwo
Dr inż. Stanisław Gawron – Napędy i maszyny elektryczne
Ph.D. Peter Brziak – Welding Research Institute, Bratislava, Słowacja
Prof. Dr. Ing. Dorin Dehelean – Romanian Welding Association, Timisoara, Rumunia
Prof. dr hab. inż. Stanisław Dymek – AGH
Dr hab. inż. Dariusz Fydrych, prof. PG – Pol. Gdańska
Prof. Mohamed Abdel-Hady Gepreel – E-JUST, Egipt
Dr hab. inż. Jacek Górka, prof. PŚ – Pol. Śląska
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski – Pol. Wrocławska
Ph.D. Carter Hamilton – Miami University, Oxford, USA
Prof. dr hab. inż. Dariusz Kata – AGH
Prof. dr hab. inż. Jerzy Łabanowski – Pol. Gdańska
Dr. Fernando Mañas – CESOL Asoc. Española Soldadura y Tec. de Unión, Hiszpania
Prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera – Pol. Warszawska
Dr hab. inż. Krzysztof Mroczka, prof. PK – Pol. Krakowska
Prof. dr hab. inż. Maria Sozańska – Pol. Śląska
Dr hab. Maciej Szczerba, prof. PAN – IMIM PAN
Dr hab. inż. Tomasz Tański, prof. PŚ – Pol. Śląska
Dr hab. inż. Robert Ulewicz, prof. PCz – Pol. Częstochowska
Prof. dr hab. inż. Tomasz Węgrzyn – Pol. Śląska
Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN – IMIM PAN
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Cena prenumeraty wydania drukowanego na 2024 rok wynosi 300 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 50 zł).
Cena prenumeraty wydania elektronicznego na 2024 rok wynosi 270 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 45 zł).
Warunkiem przyjęcia prenumeraty jest przesłanie zamówienia oraz dokonanie wpłaty na konto Wydawcy, z tytułem wpłaty: Prenumerata MS&WT 2024.
Druk zamówienia prenumeraty: https://biuletyn.instytutu.spawalnictwa.pl/strona-cms/prenumerata
Zamówienia należy przesyłać pocztą elektroniczną:
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Konto: ING Bank Śląski SA – Centrala, Departament
Obsługi Klientów Strategicznych
37 1050 0086 1000 0022 7362 2502
Można zamawiać także starsze wydania (do wyczerpania nakładu).
Dodatkowych informacji udziela Redakcja Czasopisma:
tel.: 32 33 58 201, 32 234 52 71
TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE
Bartłomiej Walnik , Dariusz Woźniak , Mariusz Adamczyk, Rafał Palus, Aleksandra Bagińska
Streszczenie:
W artykule omówiono wyniki fizycznych eksperymentów walcowania blach warstwowych. Eksperymenty wykonano na dwóch rodzajach płaskowników dwuwarstwowych S235JR – X20Cr13 i S235JR – X5CrNi18-10. Wynikiem eksperymentów było opracowanie technologii wytwarzania płaskowników o budowie warstwowej, złożonych ze stali konstrukcyjnej S235JR oraz ze stali odpornej na korozję X20Cr13 i stali kwasoodpornej austenitycznej X5CrNi18-10. Badania mikrostruktury przeprowadzono przy użyciu techniki mikroskopii świetlnej i skaningowej mikroskopii elektronowej, SEM. Wyniki pracy wskazują, że dobrane parametry walcowania na gorąco pozwoliły na wytworzenie trwa¬łego połączenia pomiędzy blachami w wyniku ich walcowania na gorąco i na możliwość zastosowania stali z gatunków S235JR, X20Cr13 i X5CrNi18 na blachy warstwowe.
Słowa kluczowe: walcowanie na gorąco, blachy warstwowe, stal węglowa, stal stopowa, zgrzewanie w procesie walcowania na gorąco
- Rozszerzenie możliwości badawczych półprzemysłowej linii LPS-B w zakresie regulowanego chłodzenia kształtowników o zróżnicowanym przekroju poprzecznym
Mariusz Adamczyk, Dariusz Woźniak, Artur Żak, Marek Burdek, Władysław Zalecki, Aleksandra Bagińska, Bartłomiej Walnik
Celem pracy były badania wpływu regulowanego chłodzenia na modyfikację mikrostruktury i właściwości mechanicznych na przekroju kształtowników stalowych o zróżnicowanej grubości ścianki. Materiał badawczy stanowiły odcinki szyn kolejowych ze stali R350HT i R400HT oraz kształtowniki typu V36 ze stali S480W. Zakres pracy obejmował badania przemian fazowych stali, eksperymenty chłodzenia kształtowników, symulacje numeryczne chłodzenia oraz podstawowe badania materiałowe. Otrzymane charakterystyki chłodzenia oraz wyniki badań mikrostrukturalnych i właściwości mechanicznych posłużą do zaprojektowania układu chłodzenia kształtowników ze zmienną intensywnością na ich obwodzie oraz do sprecyzowania parametrów procesu regulowanego chłodzenia, z zastosowaniem planowanej do uruchomienia nowej półprzemysłowej instalacji. - Dobór metalicznych proszków stopów aluminium i tytanu stosowanych w druku 3D na potrzeby produkcji materiałów odniesienia
Aleksandra Latacz, Piotr Knapik, Michał Kubecki, Aleksandra Kwoka
Celem pracy było wytworzenie stabilnego chemicznie i jednorodnego pod względem składu oraz właściwości fizycznych proszku metalicznego (na osnowie aluminium i tytanu), spełniającego wymagania stawiane certyfikowanym materiałom odniesienia (CRM). W ramach pracy pozyskano dwa rodzaje materiałów proszkowych (stop aluminium F357 oraz stop tytanu Ti64 Grade 23) stosowanych, na potrzeby kontroli jakości produkcji z zastosowaniem technologii druku 3D. Dostarczony materiał zweryfikowano pod kątem spójności informacji o składzie chemicznym zamieszczonym w certyfikatach, a oznaczoną rzeczywistą zawartością pierwiastków w Grupie Badawczej: Chemia Analityczna. W oparciu o technikę ICP-OES i pomiary na analizatorach CS 600 (węgiel i siarka) oraz TCHEN 600 (tlen, azot i wodór) przeprowadzono wstępne badania jednorodności. Skład chemiczny stopu AlF357 oraz stopu tytanu Ti64 Grade 23 został zweryfikowany pod kątem zgodności z informacjami zawartymi w certyfikatach dostarczonych przez producenta. Na podstawie uzyskanych wyników wstępnych badań jednorodności zakwalifikowano oba materiały do procesu wytworzenia materiałów odniesienia. - Badania mikrostruktury i twardości eksperymentalnych jednoimiennych złączy stali nanostrukturalnej oraz złączy stali nanostrukturalnej ze stalami w gatunkach S355 i C45 po próbach spawania i zgrzewania tarciowego obrotowego
Bartłomiej Walnik, Bogdan Garbarz, Aleksandra Bagińska, Marek Jelec, Mariusz Adamczyk, Agnieszka Sasiela, Marzanna Marczak, Aleksandra Węglowska, Michał Urbańczyk
Celem pracy była ocena podatności do spawania i możliwości zgrzewania tarciowego obrotowego stali nanostrukturalnej z dwóch eksperymentalnych wytopów nr P1 i P2 ze stalami komercyjnymi S355, C45 i ulepszonej cieplnie stali klasy 500. Przeprowadzono badania mikrostruktury i pomiary twardości eksperymentalnych złącz po technologicznych próbach zgrzewania tarciowego obrotowego i spawania wybranymi metodami spawalniczymi: MAG, plazmą, spawania laserowego oraz spawania hybrydowego HLAW w Centrum Spawalnictwa. Badania wykonano w celu określenia wpływu procesów spawania i zgrzewania na mikrostrukturę i rozkład twardości w obszarze eksperymentalnych złącz.
SPAWALNICTWO
Aleksander Lisiecki , Jan Orłowski, Santina Topolska
Streszczenie:
Streszczenie: Głównym celem badań było określenie odporności korozyjnej złączy blach ze stali nierdzewnej ferrytycznej X2CrTiNb18 (1.4509) o grubości 1,5 mm spawanych laserowo. Część złączy próbnych poddano operacji rozwalcowania spoiny, a część dodatkowo obróbce cieplnej na prototypowym stanowisku z nagrzewaniem indukcyjnym. Badania wykazały, że złącza próbne poddane operacji rozwalcowania spoiny wykazują wyraźnie niższą szybkość liniowego postępowania korozji (liniowa szybkość postępowania korozji Vp = 0,008672 mm/rok) w porównaniu ze złączami próbnymi spawanymi wyłącznie laserowo oraz z tymi poddanymi obróbce cieplnej (Vp = 0,011052 mm/rok).
Słowa kluczowe: spawanie laserowe, odporność korozyjna, stale nierdzewne ferrytyczne, X2CrTiNb18
Julia Silezin, Sławomir Parzych
Streszczenie:
Streszczenie: W artykule opisano tzw. kombinowane technologie spawania, które oznaczono jako: metoda „A” − 141/135, metoda „B” − 141/111, metoda „C” − 141/136. W każdej z metod warstwę przetopową wykonano metodą 141, a wypełnienie rowka metodą kolejno: 135, 111, 136. W kontekście procesu kwalifikowania technologii spawania, kluczowe było znalezienie odpowiedniego przedziału wartości ilości wprowadzonego ciepła spawania każdego ze ściegów, aby wskutek kumulacji ciepła spawania uniknąć niebezpiecznie wysokiego rozrostu ziarna w SWC. Otrzymane wyniki badań złączy spawanych są zgodne z wymaganiami norm PN-EN ISO 15614-1 oraz PN-EN 12732, a także załącznika nr 5 do PI-ID-I03.
Słowa kluczowe: spawanie, gazociągi, gaz ziemny, stal, badania NDT
Alicja Bera, Zbigniew Górski, Ryszard Pyszko, Jolanta Sala, Arkadiusz Szczurek
Streszczenie:
Streszczenie: Zastosowanie zaawansowanych badań kontroli jakości spoin jest istotne dla podniesienia konkurencyjności w branży konstrukcji spawanych. Globalne ukierunkowanie pozyskiwania energii z alternatywnych źródeł prowadzi do zwiększenia produkcji wież wiatrowych. Konstrukcje te podlegają 100% kontroli jakości złączy spawanych i dlatego istotne jest doskonalenie sposobu przeprowadzania kontroli. W artykule przedstawiono porównanie badań przeprowadzonych na modelu rzeczywistej konstrukcji wieży wiatrowej metodami ultradźwiękowymi: konwencjonalną techniką UT oraz techniką zaawansowaną i zautomatyzowaną PAUT. Ważnym elementem badań było opracowanie oprzyrządowania umożliwiającego doskonalszą rejestrację procesu.
Słowa kluczowe: wieże wiatrowe, badania nieniszczące, badanie ultradźwiękowe, UT, PAUT, niezgodności/wady spawalnicze
Mateusz Sowa
Streszczenie:
Streszczenie: Artykuł zawiera porównanie odporności erozyjnej, chropowatości oraz twardości powłok wytwarzanych metodą natryskiwania łukowego. Przeprowadzone badania miały na celu porównanie właściwości powłok natryskiwanych łukowo drutami proszkowymi EuTronic Arc 599 oraz EuTronic Arc 595 na podłoże ze stali niestopowej ASTM A516 Gr. 55. Badania potwierdziły, że powłoki EuTronic Arc wykazują bardzo wysoką twardość, wynoszącą średnio 755 HV dla powłoki EuTronic Arc 595 oraz 821 HV dla powłoki Eutronic Arc 599. Naniesienie powłok podwyższyło twardość, w stosunku do materiału rodzimego, odpowiednio o 360% oraz 400%. Powłoka EuTronic Arc 599 wykazała znacznie wyższą chropowatość, wynoszącą średnio 16,12 μm, w stosunku do 12,35 μm dla powłoki EuTronic Arc 595, co prawdopodobnie zostało spowodowane większym uplastycznieniem materiału podczas natryskiwania, wynikającym z braku obecności węglików.
Słowa kluczowe: natryskiwanie, powłoka, natryskiwanie łukowe, odporność erozyjna
- Badania technologiczne z zastosowaniem nowego wielowiązkowego jednomodowego lasera włóknowego
Krzysztof Krasnowski, Jerzy Dworak
Celem pracy było zbadanie możliwości technicznych nowej stacji do spawania laserowego IPG Multi Axis YLS-2000/4000-SM-AMB w zakresie wykorzystania techniki spawania wiązką wielokrotną (kombinacje wiązki rdzeniowej i pierścieniowej), wiązką oscylującą (wobbling) oraz techniki laserowego pomiaru głębokości wtopienia w czasie rzeczywistym spawania. Zakres badań obejmował analizę wpływu poszczególnych parametrów spawania laserowego wiązką pojedynczą, wiązką zewnętrzną lub ich kombinacji wprowadzonych w oscylacje na kształt i głębokość wtopienia dla trzech różnych materiałów, tj. stali, aluminium i miedzi. Ponadto zweryfikowano skuteczność pomiaru laserowego głębokości wtopienia w czasie spawania. Stwierdzono, że system LDD-700 po właściwej kalibracji na rzeczywistym złączu pozwala na dokładny pomiar głębokości wtopienia, bez wykonywania badań niszczących, co jest bardzo przydatne w wielkoseryjnych zastosowaniach przemysłowych. - Badania i opracowanie technologii spawania wybranymi metodami ultrawytrzymałych stali nanostrukturalnych
Michał Urbańczyk
Celem pracy była ocena spawalności technologicznej stali nanobainitycznej różnymi metodami spawania tj. MAG, plazma, laser i HLAW. Określony został wpływ parametrów spawania na strukturę i właściwości uzyskanych połączeń. Opracowano warunki i technologię spawania stali nanobainitycznej z wykorzystaniem technologii spawania laserowego i hybrydowego.
MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE
- Napędy elektryczne jednostek pływających wraz z systemem monitoringu i sterowania
Marcin Barański, Adam Decner, Tomasz Jarek, Filip Pindych
Celem projektu było opracowanie zintegrowanego napędu jachtowego zasilanego poprzez falownik. Zakres prac obejmował adaptację napędu elektrycznego do gotowego rozwiązania konstrukcji zaburtowej pierwotnie wyposażonej w silnik spalinowy. Do elektryfikacji wykorzystano obudowę wraz z pylonem, przekładnią, śrubą oraz całym osprzętem mechanicznym, które zostały pozyskane w ramach poprzednich prac realizowanych przez Instytut. W projekcie opracowano i wykonano silnik napędowy oraz wszelkie podzespoły, które przyczyniły się do udanej elektryfikacji konstrukcji zaburtowej. - Innowacyjne rozwiązania techniczne dla przemysłu mięsnego – zaprojektowanie, wykonanie i komercjalizacja pił do rozbioru mięsa
Bartosz Cholewa, Petr Bogatyrev
Przedmiotem pracy było zaprojektowanie i wykonanie nowoczesnej przecinarki do rozbioru mięsa. Zakres prac obejmował: analizę rynku przemysłu mięsnego, przeprowadzenie obliczeń elektromagnetycznych silnika stanowiącego napęd do projektowanej przecinarki, opracowanie rozwiązań konstrukcyjnych prototypu w postaci modelu 3D oraz wykonanie dokumentacji technicznej i budowę prototypu.
KONFERENCJE, SEMINARIA
- XXVIII Naukowo-Techniczna Krajowa Konferencja Spawalnicza w Międzyzdrojach pt. „Postęp, innowacje i wymagania jakościowe procesów spajania”
Naukowcy Łukasiewicz – GIT
- Habilitacja doktora inżyniera Marka St. Węglowskiego
4/2024
Vol. 68
Szanowni Czytelnicy!
W bieżącym numerze Materials Science and Welding Technologies kontynuujemy publikację artykułów prezentowanych podczas konferencji naukowo-technicznych – organizowanych lub współorganizowanych przez Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny.
Zamieszczamy 2 artykuły przedstawione na 30. Międzynarodowej Konferencji Naukowej Forming 2024 (Szklarska Poręba, 4–7.09.2024 r.): „Effect of the Strain Rate on (D)CCT Transformation Diagrams of Steel 25CrMo4” oraz „Higher amounts of manganese and magnesium change the mechanical properties of EN AW-8011 aluminium alloy prepared by Twin-Roll Casting”.
Więcej informacji o Konferencji Forming 2024 przekazujemy w dziale „Konferencje, seminaria” na stronie 62.
Prezentujemy także pierwszy artykuł z 32. Konferencji naukowo-Technicznej „Problemy Eksploatacji Maszyn i Napędów Elektrycznych” – PEMINE (Słok k. Bełchatowa, 2–4 października 2024 r.) pt. „Pole magnetyczne rozproszenia wokół transformatora”.
Sprawozdanie z Konferencji zamieścimy w kolejnym numerze czasopisma.
W numerze 5/2024 udostępnimy wybrane artykuły prezentowane na 65. Międzynarodowej Konferencji Spawalniczej „Spawalnictwo w dobie zrównoważonego rozwoju” (Katowice, 15–17 października 2024 r.)
Zapraszamy na https://git.lukasiewicz.gov.pl/materials-science-and-welding-technologies/, gdzie dostępne są informacje o opublikowanych zeszytach MS&WT.
Zapraszamy specjalistów reprezentujących dyscypliny: inżynieria materiałowa, w tym metalurgia stopów żelaza, spawalnictwo i inne technologie łączenia oraz z dziedziny projektowania i wytwarzania specjalnych napędów i maszyn elektrycznych do zgłaszania artykułów.
Można już zamawiać prenumeratę na rok 2025. Warunki prenumeraty podajemy na stronie redakcyjnej. Przypominamy, że prenumerata naszego czasopisma jest dostępna w wersji papierowej i elektronicznej. Dostępne są również starsze wydania czasopisma, w tym Biuletynu Instytutu Spawalnictwa i Journal of Metallic Materials (do wyczerpania nakładu)
Redakcja
Redaktor naczelny
dr hab. inż. Jarosław Marcisz
Redaktor merytoryczny
prof. dr hab. inż. Adam Zieliński
Zastępca redaktora naczelnego
dr hab. inż. Zygmunt Mikno
Redaktorzy techniczni
mgr inż. Danuta Gruszczyńska
mgr Joanna Gubernat
Sekretarz redakcji
mgr Justyna Chalecka
Dr inż. Hanna Purzyńska – Badania materiałów
Dr hab. inż. Dariusz Woźniak – Technologie metalurgiczne
Dr inż. Adam Pietras – Spawalnictwo
Dr inż. Stanisław Gawron – Napędy i maszyny elektryczne
Ph.D. Peter Brziak – Welding Research Institute, Bratislava, Słowacja
Prof. Dr. Ing. Dorin Dehelean – Romanian Welding Association, Timisoara, Rumunia
Prof. dr hab. inż. Stanisław Dymek – AGH
Dr hab. inż. Dariusz Fydrych, prof. PG – Pol. Gdańska
Prof. Mohamed Abdel-Hady Gepreel – E-JUST, Egipt
Dr hab. inż. Jacek Górka, prof. PŚ – Pol. Śląska
Prof. dr hab. inż. Zbigniew Gronostajski – Pol. Wrocławska
Ph.D. Carter Hamilton – Miami University, Oxford, USA
Prof. dr hab. inż. Dariusz Kata – AGH
Prof. dr hab. inż. Jerzy Łabanowski – Pol. Gdańska
Dr. Fernando Mañas – CESOL Asoc. Española Soldadura y Tec. de Unión, Hiszpania
Prof. dr hab. inż. Jarosław Mizera – Pol. Warszawska
Dr hab. inż. Krzysztof Mroczka, prof. PK – Pol. Krakowska
Prof. dr hab. inż. Maria Sozańska – Pol. Śląska
Dr hab. Maciej Szczerba, prof. PAN – IMIM PAN
Dr hab. inż. Tomasz Tański, prof. PŚ – Pol. Śląska
Dr hab. inż. Robert Ulewicz, prof. PCz – Pol. Częstochowska
Prof. dr hab. inż. Tomasz Węgrzyn – Pol. Śląska
Dr hab. Joanna Wojewoda-Budka, prof. PAN – IMIM PAN
Sieć Badawcza Łukasiewicz – Górnośląski Instytut Technologiczny
44-100 Gliwice, ul. Karola Miarki 12-14
tel. 32 23 45 205
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Cena prenumeraty wydania drukowanego na 2025 rok wynosi 300 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 50 zł).
Cena prenumeraty wydania elektronicznego na 2025 rok wynosi 270 zł brutto
(cena jednego egzemplarza: 45 zł).
Warunkiem przyjęcia prenumeraty jest przesłanie zamówienia oraz dokonanie wpłaty na konto Wydawcy, z tytułem wpłaty: Prenumerata MS&WT 2025.
Druk zamówienia prenumeraty: https://biuletyn.instytutu.spawalnictwa.pl/strona-cms/prenumerata
Zamówienia należy przesyłać pocztą elektroniczną:
e-mail: redakcja@git.lukasiewicz.gov.pl
Konto: ING Bank Śląski SA – Centrala, Departament
Obsługi Klientów Strategicznych
37 1050 0086 1000 0022 7362 2502
Można zamawiać także starsze wydania (do wyczerpania nakładu).
Dodatkowych informacji udziela Redakcja Czasopisma:
tel.: 32 33 58 201, 32 234 52 71
TECHNOLOGIE MATERIAŁOWE
Mariusz Adamczyk, Dariusz Woźniak, Artur Żak, Władysław Zalecki, Marek Burdek, Bartłomiej Walnik, Aleksandra Bagińska
Streszczenie:
W artykule przedstawiono wyniki eksperymentów regulowanego chłodzenia po austenityzowaniu kształtownika V36 ze stali konstrukcyjnej S480W w warunkach zmiennej intensywności chłodzenia na przekroju poprzecznym. Celem prób było zbadanie możliwości modyfikacji mikrostruktury i równomiernego zwiększenia właściwości mechanicznych kształtowników stalowych o zróżnicowanej grubości ścianki na przekroju poprzecznym, w odniesieniu do chłodzenia swobodnego. Wyznaczono charakterystyki chłodzenia kształtownika, z zastosowaniem zróżnicowanych parametrów nadmuchu sprężonego powietrza kierowanego z dysz na wybrane jego powierzchnie. W efekcie przeprowadzonych prób przyśpieszonego chłodzenia uzyskano drobną mikrostrukturę ferrytyczno-perlityczną o wielkości ziarna ferrytu Dα w zakresie 6,8–6,5 μm. Na przekroju poprzecznym otrzymano jednorodny rozkład twardości oraz wzrost granicy plastyczności Re i wytrzymałości na rozciągnie Rm stali w zakresie około 40–60 MPa, przy zachowaniu zbliżonej wartości wydłużenia.
Słowa kluczowe: kształtownik, stal konstrukcyjna, przyśpieszone chłodzenie, mikrostruktura, właściwości mechaniczne
Rostislav Kawulok, Lukáš Pindor, Radek Cieslar, Milan Plevko
Streszczenie:
Kinetyka przemian podczas chłodzenia stali przedstawiana jest najczęściej na wykresach dotyczących przemian fazowych podczas ciągłego chłodzenia (ang. CCT) oraz wykresach dotyczących przemian fazowych podczas ciągłego chłodzenia związanych z odkształceniem (ang. DCCT), w przypadku, gdy austenit uległ odkształceniu przed chłodzeniem. W omawianym przypadku zwrócono uwagę na przemiany austenitu zachodzące w stali 25CrMo4. Na podstawie badań dylatometrycznych, analiz metalograficznych oraz pomiarami twardości opracowano jeden wykres dotyczący przemian podczas ciągłego chłodzenia oraz dwa wykresy dotyczące przemian podczas ciągłego chłodzenia związanych z odkształceniem dla różnych prędkości odkształcenia (1 s-1 i 20 s-1). W ramach badań zweryfikowano wypływ odkształcenia, który spowodował przesunięcie początku przemiany ferrytycznej oraz perlitycznej w lewo, tj. w stronę wyższych wartości szybkości chłodzenia. Badania obejmowały wpływ dwóch szybkości odkształcenia. Stwierdzono, iż w porównaniu z niższą szybkości odkształcenia (tj. 1 s-1), większy rozmiar ziaren austenitu w przypadku wyższej szybkości odkształcania (20 s-1) spowodował opóźnienie przemiany ferrytycznej oraz bainitycznej. Uznano, że ww. zjawisko wynikało z niewystarczającego czasu, tj. czasu zbyt krótkiego, aby mogła nastąpić pełna rekrystalizacja dynamiczna w trakcie odkształcania austenitu.
Słowa kluczowe: szybkość odkształcania, wykresy przemian (D)CCT, wielkość ziarna austenitu
Lukas Pavlasek, Martin Bernatik, Jan Trojan
Streszczenie:
Ze względu na swoją doskonałą odkształcalność i odpowiednie właściwości mechaniczne, stopy aluminium na bazie układu aluminium – żelazo – krzem są bardzo popularnymi materiałami stosowanymi w produkcji cienkich folii. Stop EN AW-8011 zawiera około 0,50–1,00% żelaza oraz 0,40–0,80% krzemu. Pozostałe pierwiastki, w tym, m.in. mangan oraz magnez, występują jedynie w postaci zanieczyszczeń, chociaż na ogół bardzo skutecznie poprawiają właściwości mechaniczne stopów. Ze względu na bardzo niskie stężenia manganu i magnezu w stopie EN AW-8011, ich wpływ na właściwości mechaniczne stopu jest często pomijany. Artykuł przedstawia badania właściwości dwóch, uzyskanych metodą Twin-Roll, odlewanych stopów aluminium EN AW-8011 o różnej zawartości manganu i magnezu. Badania obejmowały obserwacje z użyciem mikroskopu optycznego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego, analizy z zastosowaniem spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii oraz próby rozciągania. Badania wykazały, iż większa zawartość magnezu oraz manganu prowadzi do istotnych zmiany właściwości mechanicznych ww. stopu.
Słowa kluczowe: EN AW-8011, TRC, mangan, magnez, właściwości mechaniczne
- Ocena możliwości zastosowania stali wielofazowych na elementy konstrukcyjne ekranów akustycznych typu „zielona ściana”, spełniających wymogi zabezpieczeń antykorozyjnych
Jarosław Opara, Ryszard Molenda, Piotr Głowacki
Celem pracy było zbadanie możliwości zastosowania stali wielofazowych w konstrukcjach ram ekranów akustycznych typu „zielona ściana”. Zakres badań obejmował analizę skuteczności różnych metod przygotowania powierzchni stali – szczotkowania i kulkowania – przed cynkowaniem ogniowym, z uwzględnieniem ich wpływu na właściwości ochronne powłoki cynkowej. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że metody obróbki powierzchniowej mają znaczący wpływ na grubość i twardość powłok cynkowych, z lepszymi wynikami dla próbek po kulkowaniu. Ponadto, badania wykazały, że dłuższe czasy zanurzenia w kąpieli cynkowej skutkują tworzeniem się grubszych i twardszych warstw cynkowych, a wyższe temperatury cynkowania przyczyniają się do tworzenia twardszych powłok cynkowych. Analiza mikrostruktury powłok cynkowych pozwoliła na ocenę jednorodności, grubości i ogólnej jakości tych powłok, co ma istotne znaczenie dla zrozumienia ich trwałości i efektywności ochrony antykorozyjnej. Stwierdzono także korelację między większą grubością i większą mikrotwardością powłok cynkowych. Wszystkie metody obróbki powierzchniowej, niezależnie od zastosowanych parametrów cynkowania, pozwoliły osiągnąć minimalną wymaganą grubość powłoki cynkowej wynoszącą 90 μm, co potwierdza skuteczność procesu cynkowania ogniowego. - Analiza wpływu obciążeń cieplno-mechanicznych na degradację mikrostruktury w podwyższonych temperaturach z zastosowaniem metody Cyfrowej Korelacji Obrazu
Marcin Kempny, Łukasz Poloczek
Celem niniejszej pracy było przeprowadzenie eksperymentalnych badań w zakresie opracowania charakterystyki procesów degradacji strukturalnej w warunkach podwyższonych temperatur (1000°C i 1100°C) dla próbek wykonanych ze stopu Inconel 718. Badania koncentrowały się na analizie mechanizmów degradacji struktury pod wpływem obciążeń cieplno-mechanicznych, ze szczególnym uwzględnieniem zmian w mikrostrukturze materiału. Wyniki uzyskane podczas standardowych badań mechanicznych zostały porównane z danymi pochodzącymi z systemu Cyfrowej Korelacji Obrazu (DIC) w świetle UV, opracowanego w Łukasiewicz – GIT. Przeprowadzone porównanie umożliwiło szczegółową analizę wzorców deformacji oraz procesów degradacyjnych w wysokiej temperaturze, dostarczając istotnych informacji na temat trwałości i zachowania stopu w ekstremalnych warunkach eksploatacyjnych. - Walidacja metody oznacza składu chemicznego stopów niklu techniką optycznej emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej
Piotr Knapik, Aleksandra Latacz, Aleksandra Kwoka
Celem pracy była walidacja metody oznaczania składu chemicznego stopów niklu techniką optycznej emisyjnej spektrometrii atomowej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej oraz opracowanie procedury oznaczania węgla i siarki z zastosowaniem techniki wysokotemperaturowego spalania. Uzyskane dane pozwoliły wyznaczyć wartości niepewności złożonej (U) oraz precyzji (r) oznaczeń Al, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Mo, Nb, Ni, P, Si, Ti, V oraz W w stopach niklu techniką ICP-OES. Przygotowany dla analizatora program analityczny umożliwia poprawne oznaczenie węgla i siarki w stopach niklu. - Opracowanie żaroodpornego staliwa austenitycznego o wysokiej zawartości Al. przeznaczonego do długotrwałej pracy w temperaturach powyżej 1000°C
Piotr Różański, Ireneusz Szypuła, Bogdan Zdonek, Artur Żak
Celem podjętych w pracy badań było opracowanie nowego asortymentu żaroodpornych staliw austenitycznych o wysokiej odporności na utlenianie i pełzanie, przeznaczonych do zastosowania w reaktorach do pirolizy odpadów i do innych zastosowań w warunkach długotrwałej eksploatacji w wysokiej temperaturze. W oparciu o analizę literatury dobrano skład chemiczny staliwa oraz opracowano technologię wytapiania i odlano wlewki laboratoryjne. Wykonano badania metalograficzne próbek odlewów, a następnie opracowano złożenia do technologii obróbki cieplnej i spawania odlewów.
SPAWALNICTWO
Przemysław Cukrowski, Ryszard Pakos
Streszczenie:
W artykule opisano wymagania, metody oceny umiejętności oraz zasady przeprowadzania egzaminów kwalifikacyjnych spawaczy do spawania żeliwa w odniesieniu do obowiązującej normy PN-EN 287-6. Przedstawiono uzyskiwany zakres kwalifikacji w zależności od rodzaju zastosowanego materiału podstawowego i dodatkowego, a także pozycji spawania oraz typu złącza egzaminacyjnego.
Słowa kluczowe: egzamin kwalifikacyjny spawaczy, żeliwo, zakres kwalifikacji, badania nieniszczące, badania niszczące, spawanie żeliwa, naprawy odlewów żeliwnych, uprawnienia spawaczy
- Badania wykrywalności nieciągłości przy zastosowaniu metody ultradźwiękowej UT cienkościennych złączy spawanych rur
R. Jurkiewicz, Karol Kaczmarek, Borys Bednarek, M. Matuszewski, Dawid Więcek
Celem pracy badawczej było przeprowadzenie porównania wykrywalności niezgodności spawalniczych w złączach rur cienkościennych do zastosowań w energetyce ze stali P11 w dwustronnych i jednostronnych badaniach ultradźwiękową techniką PAUT. W ramach pracy przeprowadzono walidację wiarygodności badań jednostronnych. Stwierdzono ograniczoną wiarygodność ww. badań. Wykrywalność w badaniach jednostronnych wyniosła zaledwie 70% w porównaniu do badań dwustronnych. - Opracowanie technologii spawania złączy doczołowych rur dla energetyki przy zastosowaniu wiązki elektronów
Krzysztof Kwieciński, Marek Węglowski, Piotr Śliwiński, Paweł Pogorzelski, Hanna Purzyńska, Tymoteusz Jung
Celem pracy było opracowanie technologii spawania wiązką elektronów złączy doczołowych rur wykonanych ze stali do pracy w podwyższonych temperaturach (T92, Tempaloy AA-1). Zakres pracy obejmował: dobór parametrów spawania przy użyciu wiązki elektronów, wykonanie i przebadanie złączy próbnych, a następnie po uzyskaniu pozytywnych wyników złączy docelowych wraz z opracowaniem protokołu kwalifikowania technologii spawania WPQR oraz instrukcji technologicznej spawania – WPS. W ostatnim etapie pracy zaplanowano badanie trwałości eksploatacyjnej wykonanych złączy. Otrzymane w ramach pracy wyniki potwierdziły wysoką jakość wykonanych złączy. - Modernizacja i adaptacja do celów dydaktycznych, stanowiska do pomiarów wielkości elektrycznych urządzeń spawalniczych
Mariusz Welcel, Piotr Skoczewski
Zrealizowana praca polegała na modernizacji stanowiska do pomiarów wielkości elektrycznych urządzeń spawalniczych. Modernizacja obejmowała opracowanie, wykonanie i przebadanie nowoczesnego układu sterowania, który zastąpił trzy niezależne, przestarzałe urządzenia sterujące pracą stanowiska. Układ sterowania zbudowano na bazie nowoczesnej aparatury elektrycznej i podzespołów kontrolno-pomiarowych. W ramach projektu opracowano również specjalne, dedykowane oprogramowanie, które kontroluje i monitoruje działanie układu sterowania.
MASZYNY I NAPĘDY ELEKTRYCZNE
Marcin Barański, Stanisław Gawron, Tadeusz Glinka
Streszczenie: Transformatory dystrybucyjne instalowane w budynkach mieszkalnych nie powinny zakłócać komfortu mieszkaniowego ludzi, poprzez: hałas, zagrożenie pożarowe i zmienne pole magnetyczne. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów indukcji magnetycznej o częstotliwości 50 Hz w przestrzeni wokół transformatorów olejowych o mocach 1600 kVA, 800 kVA i 100 kVA oraz transformatorów suchych o macy 1600 kVA i 2500 kVA. Transformatory olejowe generują indukcje magnetyczną, w tej samej odległości w przestrzeni poza kadzią, około cztery razy mniejszą, niż transformatory suche. Dla transformatorów zarówno olejowych jak i suchych indukcja w odległości 2 m od transformatora jest na poziomie kilku μT i jest około 10 razy mniejsza od wartości dopuszczalnych dla przebywania ludzi. Transformatory, zarówno olejowe jak i suche, z punktu widzenia składowej zmiennej indukcji magnetycznej rozproszenia, mogą być umieszczane w budynkach mieszkalnych.
Słowa kluczowe: transformator dystrybucyjny, gęstość strumienia magnetycznego rozproszenia, pomiar gęstości strumienia rozproszenia
- Ograniczanie hałasu silników trakcyjnych
Emil Król
Celem projektu było opracowanie systemu rozwiązań konstrukcyjnych dla trakcyjnych silników synchronicznych z magnesami trwałymi, które pozwolą ograniczyć hałas podczas ich eksploatacji. Jest to szczególnie istotne dla silników dużej mocy (powyżej 200 kW mocy maksymalnej). Uzyskano skuteczne ograniczenie hałasu oraz drgań silnika, zapewniając wymagane parametry elektromechaniczne silników. Wypracowane metody oraz rozwiązania konstrukcyjne są już obecnie wykorzystywane w projektach prowadzonych w Łukasiewicz – GIT, zarówno dla silników synchronicznych z magnesami trwałymi dużej mocy, jak również mniejszej, czy nawet silników innych typów (np. asynchronicznych). - Rozwój urządzeń do nagrzewania indukcyjnego. Opracowanie interfejsu sprzętowego do sterownika Raspberry Pi oraz nowego układu wyzwalania tranzystorów SiC dużej mocy
Wojciech Oborski, Łukasz Lorek, Janusz Skiba
Praca obejmowała dwa zagadnienia, których celem było istotne unowocześnienie wybranych podzespołów układu sterowania oraz wyzwalania tranzystorów w przekształtnikach rezonansowych dla grzejnictwa indukcyjnego. W ramach badań zaprojektowano i wykonano interfejs sprzętowy do sterownika Raspberry Pi, planowany do wykorzystania jako nadrzędny układ sterowania projektowanych w GB SU urządzeń. Opracowano i przebadano układy wyzwalania tranzystorów SiC dużej mocy (na bazie węglika krzemu) do współpracy z modułem tranzystorowym CAB400M12XM3. Nowo opracowane układy wyzwalania wraz z tranzystorem SiC zostały zaimplementowane w nagrzewnicy indukcyjnej NG230. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że opracowany układ wyzwalania pracuje poprawnie w całym zakresie napięć zasilania falownika. Stwierdzono również, że układy wyzwalania cechują się dużą uniwersalnością. Pozwoli to, po zmianie przetwornic zasilających, co wynika ze specyficznych parametrów tranzystorów SiC, na zastosowanie do wyzwalania innych tranzystorów SiC.
KONFERENCJE, SEMINARIA
- 30. Międzynarodowa Konferencja Naukowa Forming 2024
Naukowcy Łukasiewicz – GIT
- Dr inż. Piotr Dukalski
