Pozdrav, kolege metal entuzijasti! Kao dobavljač bornih čelika, vidio sam dosta izazova kada je u pitanju zavarivanje ovih materijala visoke čvrstoće. Borni čelici su nevjerojatni zbog svog izvrsnog omjera čvrstoće i težine, što ih čini super popularnim u industrijama poput automobilske i zrakoplovne. Ali budimo iskreni, zavarivanje bor čelika nije šetnja po parku. U ovom ću blogu podijeliti nekoliko savjeta o tome kako riješiti probleme koji se pojavljuju tijekom zavarivanja bor čelika.
Razumijevanje osnova bor čelika
Prije nego što zaronimo u probleme i rješenja zavarivanja, prođimo nakratko što su borni čelici. Bor se čeliku dodaje u malim količinama, obično manje od 0,005%. Ovaj sićušni dodatak ima veliki utjecaj na prokaljivost čelika. Kada je bor prisutan, on potiče stvaranje martenzita tijekom hlađenja, što čeliku daje njegovu veliku čvrstoću.
Ali upravo to svojstvo koje borske čelike čini tako čvrstima također uzrokuje glavobolje tijekom zavarivanja. Visoka prokaljivost može dovesti do stvaranja tvrdih i lomljivih mikrostruktura u zoni utjecaja topline (HAZ) i samom metalu zavara.
Uobičajeni problemi pri zavarivanju bor čelika
Pucanje
Jedan od najčešćih problema je pucanje. Postoje dvije glavne vrste pucanja koje često vidimo: hladno pucanje i vruće pucanje.
Hladno pucanje obično se događa nakon zavarivanja, ponekad čak i satima ili danima kasnije. Uglavnom je uzrokovano prisutnošću vodika, visokim zaostalim naprezanjem i tvrdom i krhkom mikrostrukturom u ZUT-u. Vodik može dolaziti iz različitih izvora, poput vlage u potrošnom materijalu za zavarivanje, površini osnovnog metala ili okolnoj atmosferi.
S druge strane, vruće pukotine nastaju tijekom skrućivanja metala zavara. To je zbog segregacije nečistoća na granicama zrna u zavarenom bazenu, što slabi strukturu i uzrokuje pucanje kako se metal hladi i skuplja.
Loša kvaliteta zavara
Drugi problem je loša kvaliteta zavara. To se može manifestirati kao nedostatak fuzije, poroznost ili neujednačen oblik perle. Nedostatak fuzije događa se kada metal zavara nije pravilno povezan s osnovnim metalom. Poroznost je prisutnost malih rupa u zavaru, koja može biti uzrokovana zadržavanjem plina tijekom procesa zavarivanja. A nejednak oblik zrna može utjecati na čvrstoću i izgled zavara.
ZUT Omekšavanje
U nekim slučajevima također možemo vidjeti omekšavanje u ZUT-u. To je zato što veliki unos topline tijekom zavarivanja može uzrokovati razgradnju faza bogatih borom, smanjujući čvrstoću u ovom području.
Rješenja za probleme sa zavarivanjem
Priprema prije zavarivanja
Prije svega, pravilna priprema prije zavarivanja je ključna.
Čišćenje: Provjerite jesu li površine osnovnog metala čiste. Uklonite hrđu, ulje, boju ili vlagu. Za čišćenje površina možete koristiti otapala, žičanu četku ili abrazivno pjeskarenje. To pomaže smanjiti količinu vodika koji može ući u zavar i također poboljšava vlaženje metala zavara na osnovnom metalu.
Predgrijavanje: Predgrijavanje osnovnog metala odličan je način za smanjenje brzine hlađenja nakon zavarivanja. To pomaže u sprječavanju stvaranja tvrdih i lomljivih mikrostruktura u ZUT-u. Temperatura predgrijavanja ovisi o debljini materijala, postupku zavarivanja i vrsti bor čelika. Općenito, temperature predgrijavanja mogu biti u rasponu od 100°C do 250°C.
Odabir dodatnog materijala za zavarivanje: Odaberite pravi potrošni materijal za zavarivanje. Potražite potrošni materijal koji je dizajniran za čelike visoke čvrstoće i može pružiti dobru žilavost i otpornost na pukotine. Na primjer, neke elektrode s niskim sadržajem vodika ili pune žice mogu biti dobar izbor.
Kontrola procesa zavarivanja
Tijekom procesa zavarivanja ključna je kontrola parametara.
Unos topline: Držite unos topline pod kontrolom. Veliki unos topline može uzrokovati prekomjerni rast zrna u ZUT-u i dovesti do omekšavanja. S druge strane, nizak unos topline možda neće osigurati dovoljno energije za pravilno stapanje metala zavara s osnovnim metalom. Morate pronaći pravu ravnotežu. Na primjer, kod plinskog elektrolučnog zavarivanja (GMAW), možete prilagoditi napon, struju i brzinu zavarivanja kako biste kontrolirali unos topline.
Brzina zavarivanja: Brzina zavarivanja također utječe na kvalitetu zavarivanja. Preslaba brzina može rezultirati širokim i plitkim šavom, dok prebrza brzina može uzrokovati nedostatak taljenja. Pokušajte održavati konstantnu brzinu zavarivanja tijekom cijelog procesa.
Zaštitni plin: Koristite odgovarajući zaštitni plin. Za čelike s borom, mješavina argona i ugljičnog dioksida često se koristi u GMAW. Zaštitni plin štiti bazen za zavarivanje od oksidacije i pomaže u kontroli stabilnosti luka.
Obrada nakon zavarivanja
Nakon zavarivanja, tretman nakon zavarivanja može dodatno poboljšati kvalitetu zavara.
Naknadno grijanje: Slično predzagrijavanju, naknadno zagrijavanje može pomoći u smanjenju zaostalih naprezanja i omogućiti ispuštanje vodika iz zavara. Zavareno područje možete zagrijati na temperaturu od oko 200°C do 300°C i držati određeno vrijeme, ovisno o debljini materijala.
Ublažavanje stresa: Toplinska obrada za smanjenje naprezanja može se provesti kako bi se smanjila zaostala naprezanja u zavaru i ZUT-u. To uključuje zagrijavanje cijelog dijela na određenu temperaturu (obično ispod kritične temperature čelika) i zatim polagano hlađenje.
Posebna razmatranja za čelik presvučen cinkom, aluminijem i magnezijem
Ako imate posla sČelik presvučen cinkom, aluminijem i magnezijem, morate imati na umu neke dodatne stvari. Premaz može ispariti tijekom zavarivanja, što može uzrokovati poroznost i druge nedostatke zavara. Kako biste to riješili, možete ili ukloniti premaz u području zavarivanja prije zavarivanja ili koristiti posebne tehnike zavarivanja i potrošne materijale koji su dizajnirani za rukovanje čelicima s premazom.
Zaključak
Zavarivanje bor čelika može biti zahtjevno, ali s pravim pristupom možete prevladati probleme. Slijedeći odgovarajuću pripremu prije zavarivanja, kontrolirajući proces zavarivanja i izvodeći tretman nakon zavarivanja, možete postići visokokvalitetne zavare s dobrom čvrstoćom i žilavošću.
Ako tražite čelike s borom ili imate pitanja o njihovom zavarivanju, slobodno nam se obratite. Ovdje smo da vam pomognemo da izvučete najviše iz ovih nevjerojatnih materijala. Bilo da radite na malom projektu ili industrijskoj primjeni velikih razmjera, možemo vam pružiti prave čelike s borom i ponuditi tehničku podršku za vaše potrebe zavarivanja. Hajdemo popričati i vidjeti kako možemo zajedno riješiti vaše izazove zavarivanja!
Reference
- AWS priručnik za zavarivanje, svezak 1: Znanost i tehnologija zavarivanja
- ASM priručnik, svezak 6: Zavarivanje, tvrdo lemljenje i lemljenje
- Istraživački radovi o zavarivanju čelika visoke čvrstoće iz industrijskih časopisa