Proizvodni Postupci III - 13 Predgrijavaje

8/18/2019 Proizvodni Postupci III - 13 Predgrijavaje

1/20

Katedra za zavarivanje i 1

Predgrijavanje, temperatura između prolaza, dogrijavanje.

Predgrijavanje podrazumijeva zagrijavanje područja zavarivanjaiznad temperature okoline, na propisanu temperaturu T o, prijepočetka zavarivanja, te održavanje te temperature za vrijeme

zavarivanja.


2/20


Ciljevi predgrijavanja

Najčešće (za nelegirane, niskolegirane i visokočvrste čelike) sepredgrijavanje vrši u cilju izbjegavanja hladnih pukotina, jer sepredgrijavanjem postižu eekti suprotni onima, koji uzrokuju !ladnepukotine.


3/20

Katedra za zavarivanje i "

#ekti koji se postižu predgrijavanjem$

a) %manjenje &rzine !la'enja * i * u odnosu na veće &rzine,

ako se ne vrši predgrijavanje. %manjenjem &rzine !la'enja sesmanjuje količina tvrdi! aza$ (zakaljene martenzitne ili neki! manjetvrdi! struktura).

Temperatura, +C

Vrijeme, s

Sporo hla'enje uz predgrijavanje

Brzo hla'enje bez predgrijavanja

Temp. pr

edgrijavanja To


4/20

Katedra za zavarivanje i

&) -mogućavanje izlaska (euzije) diuzijskog vodika. tomarnidiuzijski vodik lakše diundira kroz metalnu kristalnu rešetku privišim temperaturama, jer je srednji razmak izme'u atoma metalaveći./) 0anja su zaostala naprezanja. udući da je područje zavarivanjana višoj temperaturi, ono je produženo za l , pa će stezanje sredinezavara nakon !la'enja l &iti manje, nego ako nije &ilopredgrijavanja, pa će i rezultirajuća zaostala naprezanja &iti manja.

TOPLO HL!"O


5/20

Katedra za zavarivanje i

Tipični slučajevi predgrijavanja

Pri zavarivanju martenzitnih čelika (npr. 12 3 4r) predgrijava sepodručje zavarivanja na temperaturu iznad 0s, da &i * i * &ilitijekom zavarivanja u području strukture austenita. Nakonzavarivanja se namjerno vrši !la'enje ispod 0, da &i se strukturapretvorila u igličasti kr!ki martenzit (566 78), koji se kasnije

popuštanjem raspada, pa se postiže žilava struktura raspadnutogmartenzita.

ovom slučaju nije /ilj predgrijavanja iz&jegavanje kr!kemartenzitne strukture nakon zavarivanja, nego tijekom zavarivanja.

9 kod ovi! čelika predgrijavanje ima za /ilj olakšanje izlaskadiuzijskog vodika i smanjenje zaostali! naprezanja.


6/20


:ri zavarivanju niskolegirani! čelika, npr. 4r;0o (do 2. 3 4r i do13 0o) preporuča se da se predgrijavanje nakon zavarivanja neprekida, nego se u nastavku temperatura podigne i vrši se

toplinska o&rada popuštanja tvrdoće. Na taj način se$


7/20

Katedra za zavarivanje i >

:ri zavarivanju visokočvrsti! mikrolegirani! i niskolegirani! čelika (7%?) temperatura predgrijavanja *

o

ne smije &iti niti suviše

visoka, niti niska, nego se mora držati u strogim grani/ama *omin i

*oma@ (*oma@ A *m ... temperatura izme'u prolaza) npr. 16 ; 226+4.

:reniska temperatura predgrijavanja može dati pretvrdu i kr!kustrukturu, a previsoka gru&ozrnatu i kr!ku strukturu uz omekšanjepojedini! zona.

a čelike povišene čvrstoće pogodna je metoda autorima 9to i essB;u


8/20

Katedra za zavarivanje i C

:ri zavarivanju austenitni! čelika, npr. 1CDC tipa, za&ranjuje se

predgrijavanje, jer je štetno. :otre&no je što kraće vrijeme !la'enjazavara kroz područje C6;6 +4, u kojem se izlučuju kr!ki 4rkar&idi na grani/ama zrna, a koji su uzrok kasnije interkristalnekorozije u prisustvu agresivni! medija u eksploata/iji. Eak sepreporuča dodatno !la'enje zavara vodom da &i !la'enje &ilo &rže.

*emperatura pri zavarivanju svakog prolaza se tako'er ograničavana npr. najviše 166 +4. *ime se osigurava &rže !la'enje zavara iiz&jegavanje stvaranja 4r kar&ida.


9/20

Katedra za zavarivanje i F

Određivanje temperature predgrijavanja

Na koju temperaturu je potre&no zonu zavarivanja predgrijati i da li je uopće

potre&no vršiti predgrijavanje (ili dovoljna temperatura metala, koja je jednakatemperaturi okoline) odre'uje se na temelju$

1. Preporuka iz literature iili iskustva.

!. Probama sklonosti hladnim pukotinama$ implant, 4*%, *ekken i druge...

Na pro&ama se mjeri veličina i &roj pukotina, ako se pojave.

". #vali$ikacijom %atestom& postupka. avaruju se pro&ni uzor/i uzpreporučene uvjete$ temperatura predgrijavanja, temperatura izme'u prolaza,toplinski input, količina diuzijskog vodika, de&ljina materijala, geometrijski o&likpredmeta (lim, /ijev, upetost). 9z zavareni! uzorka se izrezuju pali/e za

utvr'ivanje svojstava$ Gm, Ge, , , Kv, dinamička čvrstoća, čvrstoća napuzanje, otpornost na razne vrste korozije, tvrdoća ...


10/20


'. Proračunima temperature predgrijavanja prema 9to i essBo, %eerianu, ilidrugim autorima.

Ha li tre&a predgrijavati i na koju temperaturu ovisi o kemijskom sastavu

materijala (-0 i H0) koji se izražava ekvivalentom ugljika (4e), de&ljinimaterijala, &roju smjerova odvo'enja topline, upetosti i sadržaju diuzijskogvodika.

(. Preporuke za predgrijavanje za slučajeve kada proračun ili probe ne tra)ipredgrijavanje.

ko je temperatura okoline ispod I +4, tada se preporuča predgrijavanje natemperaturu 56;C6 +4, da &i materijal &io žilaviji čime se smanjuje opasnostkr!kog loma, ini/ija/ije i propaga/ije pukotina z&og zaostali! naprezanja. komaterijal ima do&ru žilavost pri niskim temperaturama može se odustati od ovogpredgrijavanja. :rije početka zavarivanja pri niskim temperaturama poželjno jepredgrijavanje na 1;6 +4 da &i se odstranila kondenzirana vlaga s površine

metala. -vakvo predgrijavanje može &iti samo početno, jer će se kasnijematerijal dovoljno zagrijati zavarivanjem.


11/20


*. Pri zavarivanju pripoja %he$tova& i kratkih zavara

:reporuke i ormule za predgrijavanje vrijede za sta/ionarne uvjete zavarivanjakoji se ostvaruju na dovoljno dugim zavarenim spojevima. Hrugačiji, nepovoljniji

se uvjeti javljaju na pripojima, poče/ima prolaza, nastav/ima prolaza, kao i nazavrše/ima. ato se npr. za pripoje, koji su uvijek kratki, preporuča temperaturapredgrijavanja 26;6+4 viša od temperature predgrijavanja propisane zazavarivanje. 8iša temperatura predgrijavanja za pripoje i kratke zavare se možesažeto o&razložiti slijedećim činjeni/ama$

a. Na kratkim zavarima se ne uspostavlja sta/ionarno (kvazista/ionarno)temperaturno polje. Npr. &rzine !la'enja su veće. a G#? zavarivanje se možeuzeti da se nakon oko 6 mm dužine prolaza uspostavlja sta/ionarnost uvjetadovo'enja i odvo'enja topline. Kod automatskog #: zavarivanja ta dužina jeveća, oko 266 mm.

&. Geak/ijska zaostala naprezanja od stezanja su z&og malog nosivog presjeka

pripoja velika, pa je vjerojatnost !ladni! pukotina na pripojima i kratkim malimzavarima povećana.

/. #lektrode za G#? zavarivanje su na početku !ladnije, s više vlage, koja možena početku zavara uzrokovati pukotine iDili poroznost.

Jedan praktičan način za iz&jegavanje grešaka odnosno loše kvalitete zavara napoče/ima i završe/ima zavara je postavljanje +produ)nih ploča, koje sekasnije odrezuju i odstranjuju skupa s početnim i završnim (kraterske pukotine)

dijelovima zavara.


12/20


-irina zone predgrijavanja

:otre&no je zagrijati šire područje zavarivanja na temperaturu

predgrijavanja, a ne samo ru&ove spoja. to je zona predgrijavanjašira, &it će temperaturni gradijent manji i manja će &iti termičkanaprezanja pri predgrijavanju. :reporuča se širina zonepredgrijavanja "; de&ljine lima sa svake strane spoja

s s

s

Kirina zone predgrijavanja

s sKirina zone predgrijavanja

0jereći od ru&a žlije&a preporuča se

širina predgrijavanja na svaku stranu

de&ljine, ali ne više od "6 mm.

a de&ljine preko 6 mm tre&a pose&no

odrediti širinu zone predgrijavanja

( :rema H9N "22 )

Mjerenje temperature predgrijavanja se vrši u zoni širine 4s, a temperature između

prolaza na mjestu A.


13/20

Katedra za zavarivanje i 1"

Temperatura između prolaza Tm se kontrolira neposredno prije

zavarivanja slijedećeg prolaza. *m je ustvari maksimalno dopuštena

temperatura predgrijavanja *oma@, *m i *o su temperature metala i nije

do&ro ako se jače razlikuju. *ako se za visokočvrste čelike preporuča*m A *oma@ A 226+4. a niskolegirane čelike, koji su manje osjetljivi se

preporuča *m A 66 ; 66+4.

ogrijavanje se provodi nakon zavr/etka zavarivanjanastavljaju0i grijanje područja zavarivanja na temperaturi !2

"34 u trajanju oko 2 !.


14/20


Određivanje temperature predgrijavanja. 4koliko nema podataka izproteklih procesa zavarivanja ili podataka iz literature, prvi je korakkorištenje jedne od računski! metoda za odre'ivanje minimalno potre&ne

temperature predgrijavanja.

*ako je za čelike povišene čvrstoće pogodna metoda prema autorima 9to iessBu.

:o ovoj metodi potre&no je za proračun temperature predgrijavanja uzeti uo&zir mikrostrukture, vodika i vlačni! reak/ijski! naprezanja da &i sespriječila pojava !ladni! pukotina.


15/20


5etoda je za proračun temperature predgrijavanja premaautorima 6to i 7ess82o

:arametar sklonosti pukotinama$

P L A P 40 I H60

+ d

600 , 3 ili P L A P 40 I

H

60 +

K

40 104

⋅

, 3

P 40...... ekvivalent ugljika prema 9to i essBo

P 40 A 4 I 5B+30

Si +20

Cu +10

V +20

Cr +60

Ni +15

Mo +20

Mn

7 .... sadržaj diuzijskog vodika u zoni taljenja prema japanskoj gli/erinskoj pro&i.

Konverzija 99M pro&e u gli/erinsku pro&u vrši se ormulom$7 japA 6.5 799M ; 6."F

d ......... de&ljina materijala, mmK ......... reak/ijska zaostala naprezanja ovisna o upetosti zavarenog spoja, Nmm;2

K A Ko d , (16 N mm ;1) K A 1"2 d ; 1.> d2T o A 16 :L ; "F2, +4


16/20


:odručje važnosti izraza za *o $

4 A 6.6> ; 6.22 3

%i A 6.560n A 6. ; 1.4u O 6.Ni O 1.24r O 1.20o O 6,>8 O 6.1 O 6.6

%adržaj diuzijskog vodika$ 1; /m"D166 gr Pe , de&ljina materijala$ d O 6

mm.

9zračunavanje temperature predgrijavanja prema 9to i essBo se preporučaza visokočvrste čelike %9:;


17/20

Katedra za zavarivanje i 1>

6zračunavanje temperature predgrijavanja prema :=$=rianu%niskolegirani i legirani čelici otporni na puzanje 5o, Cr5o,

Cr5o> čelici&

*o A "6 [ ] 0.25-C ,+4

[4] 3 ukupni ekvivalent ugljika čelika, koji je z&roj kemijskog ekvivalentaugljika [4]/ i ekvivalenta ugljika vezanog za de&ljinu [4]! $

[4] A [4]/ I [4]!

Kemijski ekvivalent ugljika [4]/ se može izračunati iz ormule$

"56 [4]/ A "564 I 6 (0nI4r) I 26 Ni I 2C 0o

#kvivalent ugljika vezan za de&ljinu$ [4]!A 6.66! [4]/Q gdje je ! de&ljinalima u mm.

[4]A [4]/ (1 I 6.66 !)


18/20

Katedra za zavarivanje i 1C


19/20

Katedra za zavarivanje i 1F

5etoda je za proračun temperature predgrijavanja premaautorima 6to i 7ess82o

:arametar sklonosti pukotinama$

P L A P 40 I H60

+ d

600 , 3 ili P L A P 40 I

H

60 +

K

40 104

⋅

, 3

P 40...... ekvivalent ugljika prema 9to i essBo

P 40 A 4 I 5B+30

Si +20

Cu +10

V +20

Cr +60

Ni +15

Mo +20

Mn

T o A 16 :L ; "F2, +4


20/20


Documents

Proizvodni Postupci III - 13 Predgrijavaje