Upload
others
View
6
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
SLOVENSKÁ POĽHOSPODÁRSKA UNIVERZITA
V NITRE
TECHNICKÁ FAKULTA
2123457
ZVÁRANIE NEHRDZAVEJÚCICH OCELÍ
2011 Július Takáč, Bc
SLOVENSKÁ POĽNOHOSPODÁRSKA UNIVERZITA
V NITRE
TECHNICKÁ FAKULTA
2123457
ZVÁRANIE NEHRDZAVEJÚCICH OCELÍ
Diplomová práca
Študijný program: Prevádzka dopravných strojov a zariadení
Študijný odbor: 2302800 Dopravné stroje a zariadenia
Školiace pracovisko Katedra kvality a strojárskych technológií
Školiteľ: Ivan Kováč, Ing
Nitra 2011 Július Takáč, Bc
ABSTRAKT
Cieľom predloženej diplomovej inžinierskej práce bolo zistenie vplyvov vybraných
parametrov na kvalitu zvarovej húsenky pri zváraní nerezových plechov metódou WIG.
Diplomová práca obsahuje dve hlavné kapitoly.
Prvá kapitola popisuje nehrdzavejúce ocele, približuje základné charakteristiky procesu
zvárania. Oboznamuje so základnými typmi nehrdzavejúcich ocelí, zvariteľnosť
a tepelné spracovanie každého typu. Poukazuje na základné pravidlá a podmienky
nevyhnutné v praxi zvárania nehrdzavejúcich ocelí a technológie pri zváraní.
Druhá kapitola popisuje samotný proces zvárania a vyhotovenia vzoriek na
vyhodnotenie vybraných parametrov, ktoré pôsobia na kvalitu zvarového spoja.
Poznatky, ktoré som zistil pri mojej práci v danej problematike, podľa môjho názoru
posúvajú hranice poznania v tejto oblasti, čo považujem za prínos.
Moju diplomovú prácu som vypracoval na základe vlastných teoretických vedomostí
a praktických skúseností, pričom som čerpal aj poznatky z odborných literatúr
a internetu.
Kľúčové slová: nehrdzavejúce ocele, zváranie, zvariteľnosť, tepelné spracovanie,
materiály, odolnosť, húsenka, brúsenie, leštenie, leptanie
ABSTRACT
The aim of the present master of engineering work was to determine the effects of
selected parameters on weld quality húsenky in welded stainless steel TIG method. The
thesis contains two main chapters
The first chapter describes stainless steel brings the essential characteristics of the
welding process. Familiar with basic types of stainless steels, weldability and heat
treatment of each type. Shows the basic rules and conditions necessary in the practice of
welding stainless steels and welding technologies.
The second chapter describes the process of welding and construction of selected
samples to evaluate the parameters that affect the quality of welded joints. The
knowledge that I found in my work on this issue, in my opinion, push the boundaries of
knowledge in this area, regarded as beneficial.
My thesis, I developed based on their theoretical knowledge and practical
experience, and I also drew on knowledge from literature and the Internet.
Key words: stainless steel, welding, weldability, heat treatment, materials, durability,
húsenka, grinding, polishing, etching
ČESTNÉ VYHLÁSENIE
Čestne vyhlasujem, že som diplomovú prácu vypracoval samostatne, a že som
uviedol všetku použitú literatúru súvisiacu so zameraním diplomovej práce.
Nitra ................................... ................................................. podpis autora DP
POĎAKOVANIE
Touto cestou vyslovujem poďakovanie pánovi Ing. Ivanovi Kováčovi za pomoc,
odborné vedenie, cenné rady a pripomienky pri vypracovaní mojej diplomovej práce.
Nitra............................... ......................................
podpis autora DP
POUŽITÉ OZNA ČENIE
A - ampér
Ar - argón
C - uhlík
°C - stupňov celzia
Cr - chróm
Delongov diagram - diagram udávajúci číslo feritu
ELI – Extra Low Interstitials - ocele s nízkym obsahom intersticiálov
h - hodina
He - hélium
Húsenica - navarený materiál
Kryogénna teplota - mrazivá teplota
MIG - Metal Inert Gas
MPa - megapascal
mm - milimeter
min - minúta
Ni - nikel
Schaeffflerov diagram-diagram pre legované ocele zachytáva vplyv ekvivalentov
chrómu a niklu
TIG - Tungsten Inert Gas
TTS (Time - Temperature – Sensitization) - C – krivka
WIG - Tungsten Inert Gas
OBSAH
ÚVOD............................................................................................................. 10
1 SÚČASNÝ STAV RIEŠENEJ PROBLEMATIKY................................... 11
1.1 Zváranie nehrdzavejúcich ocelí.................................................................... 11
1.1.1 Základné charakteristiky zvariteľnosti a procesu zvárania……….....…….. .. 13
1.2 Austenitické nehrdzavejúce ocele................................................................. 14
1.2.1 Prídavné materiály………………………………………......……………..... 14
1.2.2 Predhrev a tepelné spracovanie…...……………………………...………….. 15
1.2.3 Korózna odolnosť zvarových spojov……………………......…………….... 16
1.2.4 Spôsoby zvárania………………………………………..…………………. 17
1.2.5 Mechanické vlastnosti…………...………………...……………………….. 18
1.3 Martenzitické nehrdzavejúce ocele............................................................. 18
1.3.1 Zvariteľnosť martenzitických nehrdzavejúcich ocelí……......……………… 20
1.3.2 Tepelné spracovanie po zváraní…………………….…..…………………... 21
1.3.3 Prídavný materiál na zváranie……………………...……………………….. 22
1.3.4 Vlastnosti zvarových spojov…………………...……………………………. 22
1.4 Feritické nehrdzavejúce ocele....................................................................... 22
1.4.1 Zvariteľnosť feritických nehrdzavejúcich ocelí…………………...………… 23
1.4.2 Prídavný materiál na zváranie…………………...…………………………... 24
1.5 Martenziticko – austenitické nehrdzavejúce ocele…...……...…………… 25
1.5.1 Precipitačne spevnené nehrdzavejúce ocele………..………………………... 25
1.6 Duplexné feriticko – austenitické nehrdzavejúce ocele............................... 27
1.6.1 Predhrev a tepelné spracovanie po zváraní………………………...………… 28
1.6.2 Vplyv zvárania na vlastnosti………...……………………………………….. 28
1.7 Prax zvárania nehrdzavejúcich ocelí………………………..…...………... 29
1.7.1 Technológie pri zváraní nehrdzavejúcich ocelí……...………....……………. 29
2 CIEĽ PRÁCE................................................................................................. 34
3 METODIKA PRÁCE.................................................................................... 35
3.1 Zváraný materiál........................................................................................... 36
3.2 Prídavný materiál........................................................................................... 36
3.3 Zvárací agregát............................................................................................... 37
3.4 Vyhotovenie vzoriek....................................................................................... 38
4 VLASTNÁ PRÁCA........................................................................................ 41
4.1 Nafotenie vzoriek a ich premeranie.............................................................. 41
4.2 Tabuľky a grafy s nameranými hodnotami................................................. 44
5 Výsledky práce a diskusia.............................................................................. 49
ZÁVER............................................................................................................ 50
ZOZNAM POUŽITEJ LITERATÚRY............. .......................................... 51
10
ÚVOD
Človek sa už od svojich počiatkov pokúšal upraviť prírodné nerasty tak, aby slúžili
v jeho prospech.. Postupom času objavoval nové druhy nerastov, medzi nimi
samozrejme aj kovov a hľadal stále nové možnosti ich využitia, k čomu potreboval
zdokonaľovať aj technológie a metódy ich spracovávania. Jednou z najdôležitejších
a najrozšírenejších metód spracovania je zváranie. Je to proces nerozoberateľného
spájania materiálov, pri ktorom sa môže, ale nemusí použiť prídavný materiál
podobného zloženia, pomocou sústredeného tepelného zdroja alebo tlaku.
Táto práca je rozdelená do dvoch kapitol.
V prvej kapitole definujem nehrdzavejúce ocele, ich typy a vlastnosti ako aj
samotný proces zvárania.
V tejto časti som sa snažil podrobne charakterizovať každý zo základných typov, ako aj
vlastnosti pri zváraní a tepelnom spracovávaní. Zameral som sa tiež na prídavné
materiály využívané v tomto procese a zaoberal som sa aj vlastnosti samotných
zvarových spojov.
Zdôraznil som problematiku zvárania nehrdzavejúcich ocelí a technológie používané
pri zváraní v praxi, pričom som tiež zdôraznil základné zásady nevyhnutné pri práci
s nehrdzavejúcimi oceľami a ich zváraní.
V druhej kapitole opisujem vplyvy vybraných parametrov na kvalitu zvarových
húseniek pri zváraní nerezových plechov metódou WIG.
Pre obyčajného človeka, ktorý nie je práve odborníkom v tejto oblasti, je dosť ťažké
zorientovať sa v problematike zvárania nehrdzavejúcich ocelí, a preto bude mojou
snahou touto prácou predostrieť a sprehľadniť najdôležitejšie a najvyužívanejšie metódy
a technológie využívané pri zváraní nehrdzavejúcich ocelí.
11
1 SÚČASNÝ STAV RIEŠENEJ PROBLEMATIKY
1.1 Zváranie nehrdzavejúcich ocelí
Za nehrdzavejúce označujeme zliatinové ocele, ktoré majú obsah chrómu najmenej
12 percent, bez ďalšieho legovania, alebo sú ďalej legované. Nehrdzavejúce ocele sa
vyznačujú viacerými vlastnosťami :
- inherentnou koróznou a tepelnou odolnosťou v istých prostrediach
- estetickým javom, hygienickým charakterom, ľahkosťou čistenia a sterilizácie
- vysokým pomerom pevnosti k hmotnosti
- väčšinou veľmi dobrými kryogénnymi vlastnosťami
- nízkou magnetickou permeabilitou
- veľká tepelná rozťažnosť
- nižšia teplota tavenia
Oxidačná a korózna odolnosť týchto zliatinových ocelí sa spája s prítomnosťou
pasívneho oxidického filmu na povrchu ocele. Ak sa nehrdzavejúce ocele ponoria do
roztoku, ktorý tento film rozpúšťa, stanú sa citlivými na koróziu. Rýchlosť tvorby
oxidického pasivačného filmu závisí od obsahu chrómu. Vystavením povrchu účinku
vyšších teplôt sa hrúbka oxidického filmu zväčšuje. Úspešná aplikácia nehrdzavejúcich
ocelí je podmienená vhodnou reštauráciou oxidického filmu po výrobe súčastí alebo
konštrukcie, preto treba venovať pozornosť repasivácii povrchu po zváraní.
Nehrdzavejúce ocele delíme do 4 skupín:
1. chrómové martenzitické ocele
2. chrómové feritické ocele
3. austenitické CrNi ocele
12
4. vytvrditeľné ocele
Obr. 1 Základné typy nehrdzavejúcich ocelí (HRIVŇÁK, I.: Teória zvarite ľnosti
kovov a zliatin.)
Metalurgické charakteristiky nehrdzavejúcich ocelí sa vzťahuje na vplyv zliatinových
prísad na alotropickú premenu austenitu. Zliatinové prísady môžu v podstate rozšíriť,
zúžiť alebo vylúčiť austenitickú oblasť v oceli.
Niektoré nehrdzavejúce ocele možno spevňovať martenzitickou transformáciou alebo
precipitáciou sekundárnej fázy v nízkouhlíkovom martenzite. Iné nehrdzavejúce ocele
sa takto nedajú spevňovať, pretože ohrevom nemôžu transformovať do austenitickej
oblasti, alebo preto, že austenit je stabilný hlboko pod teplotou miestnosti. Základnými
prvkami sú : chróm, nikel a uhlík. V porovnaní s uhlíkovou oceľou nehrdzavejúce ocele
majú vyššiu hodnotu tepelnej rozťažnosti a elektrického odporu a nižšiu hodnotu
tepelnej vodivosti. Toto vyžaduje prísnu kontrolu distorzie pri zváraní. Pri zváraní
elektrickým odporom sa používajú nižšie prúdy vzhľadom na vyšší elektrický odpor
ocelí. Austenitické nehrdzavejúce ocele sú v podstate nemagnetické, ale studená
deformácia môže zvýšiť pevnosť i permeabilitu ocele deformačne indukovanou
martenzitickou premenou.
13
1.1.1 Základné charakteristiky zvariteľnosti a procesu zvárania
Zvariteľnosť martenzitických nehrdzavejúcich ocelí je najviac ovplyvnená ich
kaliteľnosťou, ktorej dôsledkom môže byť studené praskanie. Zvariteľnosť
austenitických nehrdzavejúcich ocelí je ovplyvnená ich náchylnosťou na horúce
praskanie, ktorá je typická aj pre iné zliatiny, a kubickou plošne centrovanou mriežkou.
Možno ich zvárať väčšinou známymi procesmi s istými obmedzeniami. Na zváranie
možno použiť oblúkové procesy, elektrónový a laserový lúč, elektrické odporové
procesy, ako aj zváranie pod trením. Z oblúkových procesov môžu byť : ručné zváranie,
zváranie pod tavivom, zváranie v ochrannej atmosfére TIG, MIG alebo trubičkovou
elektródou. Vhodnou metódou je aj zváranie plazmou alebo elektrotroskové či
elektroplynové zváranie. Pri zváraní pod tavivom si musíme uvedomiť, že je zložitejšie
získať požadované chemické zloženie zvarového kovu ako pri iných spôsoboch.
Použitie väčších príkonov vedie k zväčšeniu rozmeru zrna vo zvarovom kove
a k zníženiu húževnatosti. Zváranie pod tavivom je obťažné najmä pri požiadavke na
čisto austenitickú štruktúru zvarového kovu. Ak vo zvare pripustíme isté množstvo
feritu problémy s praskavosťou nenastanú. Ak je nehrdzavejúca oceľ legovaná hliníkom
alebo titánom, nebezpečenstvo ich oxidácie uprednostňuje zváranie v plynovej ochrane.
Na zváranie nehrdzavejúcich ocelí sú vhodné odporové metódy. Používa sa aj
vysokofrekvenčné zváranie. Pri odporových metódach sa využíva vyšší elektrický
odpor nehrdzavejúcich ocelí, ktorý vyžaduje použitie menších prúdov, a vyššia pevnosť
aj pri zvýšených teplotách zase umožňuje použitie väčších dotláčacích síl ako pri
uhlíkových oceliach.Zváranie plameňom používame len na zváranie tenkých plechov
ako jednovrstvové tupé alebo lemové spoje. Zvárame prísne neutrálnym plameňom,
veľkosti nástavca horáka o jedno číslo menším ako pri zváraní tých istých hrúbok pri
uhlíkových oceliach. Prídavný drôt volíme rovnakého chemického zloženia, ako má
základný kov. Zvar vyhotovíme bez prerušenia, a ak je to možné, húsenicu vyvedieme
mimo zvárané plechy. Tavidlá pri zváraní nepoužívame. Neodporúča sa použitie
kyslíkovo – acetylénového zvárania, iba pri núdzových opravách. Treba použiť mierne
redukčný plameň. Pri všetkých zváracích procesoch musí byť zabezpečená ochrana
roztaveného zvaru pred oxidáciou. Musíme si uvedomiť, že chrómom legované
nehrdzavejúce ocele obsahujú povrchový film, ktorého teplota tavenia je nad teplotou
tavenia ocele. Na rozpustenie tohto filmu musíme niekedy použiť tavivá na báze
14
fluoridov pri zváraní. Naproti tomu zvyšky fluoridov zachytené v troske na povrchu
zvaru môžu zapríčiniť koróziu zvarenca počas jeho expozície pri vysokých teplotách,
preto zvyšky taviva sa musia z oblasti zvaru dokonale odstrániť ešte pred žíhaním
zvarov alebo pred ich vystavením vysokým teplotám.Zvýšená oxidačná náchylnosť
vyžaduje väčšinou použitie plynovej ochrany aj pri zváraní elektrickým odporom,
odtavením.
1.2 Austenitické nehrdzavejúce ocele
Austenitické nehrdzavejúce ocele obsahujú najčastejšie spolu viac ako 24 % chrómu,
niklu a mangánu. Vplyv chrómu sa prejavuje v dobrej koróznej odolnosti ocele, kým
nikel a mangán sú austenitotvorné prísady znižujúce teplotu Ms ocele hlboko pod
teplotu miestnosti. Austenitické nehrdzavejúce ocele majú lepšiu ťažnosť a húževnatosť
a tranzitné vlastnosti ako uhlíkové a nízkolegované ocele.V žíhanom stave nemajú
medzu klzu a môžu byť deformačne spevnené bez nebezpečenstva skrehnutia. Je to
dané ich austenitickou štruktúrou, ktorá má kubickú plošne centrovanú mriežku.
Niektoré austenitické ocele majú veľmi dobrú húževnatosť aj pri najnižších
kryogénnych teplotách. Nad 500 °C sú už pevnejšie ako uhlíkové ocele a zachovávajú si
dobrú oxidačnú odolnosť. Môžeme ich rozdeliť do troch základných skupín :
nestabilizované, stabilizované a s nízkym obsahom interstícií. Základným typom je 18/8
CrNi oceľ. Pri stabilizácii sa používajú také prísady, ktoré majú vyššiu afinitu k uhlíku
ako chróm a tvoria prednostne karbidy, karbonitridy alebo nitridy stabilizujúcich prísad.
Používa sa najmä titán a niób, v menšej miere vanád a zirkón, tantal. Ich potrebné
množstvá závisia od obsahu uhlíka a tvoria 6 – 8 násobok % C . Molybdén sa pridáva
na zvýšenie pevnosti a koróznej odolnosti. Molybdén, titán, niób a vanád sú
feritotvorné prísady.
1.2.1 Prídavné materiály
Na zváranie austenitických ocelí sa používajú prídavné materiály dávajúce rovnaké
alebo príbuzné chemické zloženie, ako má zváraná oceľ. Mikroštruktúra zvarových
kovov sa však odlišuje od štruktúry základného materiálu. Ocele, ktoré sú v kovanom
stave úplňe austenitické, v zvare často obsahujú malé množstvo feritu. V zvarovom
kove môžeme niekedy zistiť aj malé množstvo ostrovov martenzitu a samozrejme
15
karbidov, najmä ak použijeme prídavné materiály stabilizované titánom alebo nióbom.
Mikroštruktúra zvarového kovu závisí od jeho chemického zloženia a rýchlosti
kryštalizácie. Obsah feritu v Schaefflerovom diagrame bol stanovený metalograficky.
Magnetické meranie určuje objemový podiel feromagnetického komponentu, a preto je
obťažné porovnávať presnosť oboch meraní. Preto sa stanovil štandard ,, feritického
čísla´´ , ktorý charakterizuje obsah feritu. Pri nízkych obsahoch feritu feritické číslo
a obsah feritu sú identické. Ak je chemické zloženie zvarového kovu známe, obsah
feritu možno vypočítať zo Schaefflerovho alebo Delongovho diagramu. (Hriv ňák,
1979)
Obr. 5 Delongom upravený Schaefflerov diagram udávajúci číslo (množstvo)
feritu (HRIV ŇÁK, I.: Zvarite ľnosť ocelí.)
Pri zváraní v plynovej ochrane ( MIG a TIG ) kontrolu umožňuje pridávanie dusíka do
inertného plynu. V súčastnosti sa vyrábajú austenitické elektródy, dávajú kontrolovaný
obsah feritu. Koróziou sa atakuje ferit. V takýchto prípadoch je preto potrebné zvary
žíhať, alebo voliť čisto austenitické zvarové kovy.
1.2.2 Predhrev a tepelné spracovanie
Pri zváraní austenitických ocelí nepoužívame predhrev, pretože ten by mohol
nepriaznivo ovplyvniť koróznu odolnosť spoja. Zvyčajne obmedzujeme pri zváraní
16
príkon na 15 kJ/cm a maximálnu medzivrstvovú teplotu na 150 °C. Austenitické ocele
možno úspešne zvárať aj pod tavivom alebo elektrotroskovo, ale osobitne musíme
študovať ich koróznu odolnosť. Austenitické zvarové spoje zvyčajne tepelne
nespracúvame. Pri komplikovaných tvaroch môžeme použiť žíhanie na zníženie hladiny
napätí pri 850 - 950 °C alebo 400 – 500 °C. Pri eliminovaní náchylnosti na korózne
praskanie môžeme zvarové spoje spracovať aj režimom rozpúšťacieho žíhania.
1.2.3 Korózna odolnosť zvarových spojov
Jedným zo základných pravidiel koróznej odolnosti je, aby zvarový kov obsahoval
aspoň zhodné množstvo prvkov dôležitých pre koróznu odolnosť ako zváraná oceľ. Pri
koróznom praskaní to platí aj pre obsah niklu. Prídavné materiály majú určitý prebytok
uvedených prísad, jednak vzhľadom na ich možné vyhorenie, jednak na kompenzovanie
segregácie. Väčšinou sa používajú v stave po rozpúšťacom žíhaní. Pri teplote 1050 –
1100 °C austenit môže rozpustiť uhlík, ktorý bol v oceli alebo voľný, alebo viazaný vo
forme karbidov, ktoré sa pri rozpúšťacej teplote rozpustili. Tento uhlík zostáva v tuhom
roztoku aj pri ochladení austenitu na teplotu miestnosti, za predpokladu rýchleho
ochladzovania. Rozpustnosť uhlíka klesá so vzrastom obsahu Ni. Mikroštruktúra
nehrdzavejúcej ocele sa stáva citlivou na medzikryštálovú koróziu v istých prostrediach,
keď zvar alebo tepelne ovplyvnená oblasť zostanú dlhú časť v kritickej teplotnej oblasti
425 – 815 °C. V tejto oblasti môže precipitovať na hraniciach zŕn fóliový karbid
chrómu. Ochudobnením hraníc zŕn o chróm, spolu s elektropozitívnym účinkom
karbidov môže nastať medzikryštálová korózia. Kinetiku vylučovania karbidu chrómu
môžeme dokumentovať na tzv. C – krivkách (TTS – Time – Temperature –
Sensitization ). (Hriv ňák, 1989)
Ak takúto oceľ zvárame vo veľkých hrúbkach musíme vyberať ocele s nižším obsahom
uhlíka, ktoré majú dlhší čas scitlivenia. Problém scitlivenia tepelne ovplyvnenej oblasti
alebo zvarového kovu možno prekonať tepelným spracovaním zvarov – žíhaním.
17
Obr. 6 TTS diagram austenitickej ocele typu 18 / 8 CrNi s rozličným obsahom
uhlíka (HRIV ŇÁK, I.: Teória zvarite ľnosti kovov a zliatin.)
Keďže tepelné spracovanie zvarových spojov je nepraktické a často aj nemožné,
výhodnejšie je použiť stabilizované austenitické nehrdzavejúce ocele alebo ocele
s veľmi nízkym obsahom uhlíka. Korózne praskanie zvarových spojov môže nastať
vtedy, ak sú vystavené špecifickému koróznemu prostrediupod napätím. Korózne
praskanie môže byť intergranulárne alebo transgranulárne. Vyvolývajú ho ióny
halogénovej skupiny. Na zvýšenie odolnosti môžeme zvarové spoje vyžíhať na zníženie
hladiny napätí, voliť ocele s vyšším obsahom Ni alebo s iným zložením, ktoré sú menej
náchylné, odstrániť z roztokov chloridy a kyslík. Dôležitým typom korózneho
poškodenia je aj jamková a štrbinová korózia.
1.2.4 Spôsoby zvárania
Austenitické nehrdzavejúce ocele možno zvárať takmer všetkými známymi
metódami. Upozorňuje sa iba na nevyhnutnosť ochrany zváracieho oblúka, aby
nedochádzalo k oxidácii zliatinových prvkov, a naopak, aby sa nezvyšoval obsah tých
prímesí, ktoré nepriaznivo vplývajú na celistvosť a vlastnosti spoja. Pozornosť treba
venovať najmä faktorom zvyšujúcim obsah uhlíka a potom plynom, ktoré by mohli
zapríčiniť pórovanie zvaru. Do úvahy treba vziať aj malú tepelnú vodivosť
austenitických ocelí a veľký koeficient teplotnej rozťažnosti. Ľahko vznikajú
18
deformácie alebo prevalenie spoja, preto niekedy zvárame na chladiacej podložke.
Prídavné materiály volíme podobného zloženia ako zváraná oceľ s prihliadnutím na
pevnostné požiadavky a odolnosť voči tvorbe kryštalizačných trhlín. Môžeme použiť aj
prídavné materiál bez obsahu feritickej zložky.
1.2.5 Mechanické vlastnosti
Austeniticlé nehrdzavejúce ocele sas často používajú aj vzhľadom na ich veľmi
dobrú pevnosť a oxidačnú odolnosť pri vysokých teplotách. Pevnosť do lomu
zvarových spojov pri vysokých teplotách sa prakticky nelíši od pevnosti do lomu
základného materiálu. Iba pri veľmi dlhých časoch môže byť pevnosť a ťažnosť zvarov
nižšia ako pri základných materiáloch. Pri dlhodobom vystavení zvarov účinkom
vyšších teplôt je zhrubnutie karbidov, ktoré môže mať tiež nepriaznivý vplyv na
húževnatosť. Všeobecne medza pevnosti pri tečení klesá so vzrastajúcim obsahom feritu
v zvaroch.
1.3 Martenzitické nehrdzavejúce ocele
Martenzitické nehrdzavejúce ocele obsahujú 11,5 – 18 % Cr a vyznačujú sa tým, že
môžu prekonávať alotropickú premenu, ktorá takmer pri všetkých rýchlostiach
ochladzovania vedie k martenzitickej štruktúre. Ak chceme získať feritickú štruktúru,
musíme tieto ocele žíhať. Kým základná oceľ dosahuje v zušlachtenom stave pevnosť
do 1700 MPa a tvrdosť do 49 HR, a oceľ č.6 a viac má pevnosť nad 1700 MPa a tvrdosť
do 60 HR. Prísada chrómu zmenšuje gama – oblasť, znižuje eutektoidnú koncentráciu
uhlíka na 0,35 % a znižuje maximálnu rozpustnosť uhlíka v austenite na 0,7 %.Takisto
prísada chrómu zvyšuje eutektoidnú teplotu.
19
Obr. 2 Pseudobinárny fázový diagram 12 % Cr ocelí (HRIV ŇÁK, I.: Teória
zvariteľnosti kovov a zliatin.)
Martenzitické ocele sú nehrdzavejúce, pretože dostatočný obsah Cr vedie k vzniku
pasivačného oxidického filmu na ich povrchu. Chróm zvyšuje prekaliteľnosť ocele
natoľko, že aj pri ochladení na voľnom vzduchu sa získa martenzitická štruktúra.
Martenzitické ocele sú síce pevné, ale málo ťažné a húževnaté. Na zlepšenie ich
plastických vlastností sa popúšťajú,žíhajú.Rozličný obsah chrómu vplýva aj na
štruktúrne zmeny pri zváraní. Kým 12 % Cr oceľ s 0,08 % C má štruktúru tepelne
ovplyvnenej oblasti úplne martenzitickú, zvýšenie obsahu Cr na 15 % už vedie k tomu,
že časť feritu bude netransformovaná. To značí, že iba časť tepelne ovplyvnenej oblasti
bude martenzitická, zostatok bude feritický. Toto znižuje nebezpečenstvo studeného
praskania. Okrem martenzitickej alebo feritickej matrice sa v tomto type ocelí vyskytuje
karbidická fáza. Je to chrómom legovaný cementit, alebo karbid izomorfný
s cementitom.
20
Obr. 3 Vplyv obsahu chrómu a uhlíka na oblasť austenitu pri vysokých teplotách
(HRIV ŇÁK, I.: Teória zvarite ľnosti kovov a zliatin.)
1.3.1 Zvariteľnosť martenzitických nehrdzavejúcich ocelí
Martenzitické nehrdzavejúce ocele možno zvárať v popustenom , žíhanom,
zušľachtenom alebo tvrdom stave. Predchádzajúce tepelné spracovanie nemá veľký
vplyv na zakalenie tepelne ovplyvnenej zóny a zvarového kovu. Na zamedzenie
praskania sa musia urobiť osobitné opatrenia, najmä ak obsah uhlíka v oceli je vyšší ako
0,1 %. Na parné a vodné turbíny a čerpadlá boli vyvinuté martenzitické liate ocele.
Zlepšenie zvariteľnosti sa dosiahne predovšetkým tým, že tieto ocele obsahujú určité
množstvo stabilného austenitu, ktorý rozpustí vodík difundujúci zo zvarového kovu
a tým eliminuje studené praskanie. Rovnako priaznivo sa prejaví vplyv tohto austenitu
aj na hodnoty vrubovej húževnatosti. Aby sa predišlo studenému praskaniu
martenzitických nehrdzavejúcich ocelí musia sa urobiť rovnaké opatrenia ako na
zabránenie tohto druhu praskania konštrukčných ocelí. Pri zváraní musíme použiť
predhrev, musíme kontrolovať medzivrstvovú teplotu, aplikovať dohrev a pri veľkej
väčšine aj tepelné spracovanie po zváraní. Zváranie týchto ocelí si vyžaduje teda
kontrolu jeho tepelného režimu. Teplota predhrevu závisí nielen od typu ocele, ale aj od
spôsobu zvárania a obsahu uhlíka. Rovnako dôležitá ako teplota predhrevu je aj
medzivrstvová teplota. Tá by mala byť medzi teplotami Ms a Mf, čím sa dosiahne
minimalizácia náchylnosti na praskanie. Chrómové ocele sú citlivé na vrubové účinky.
21
To značí, že pri zváraní 13 % Cr ocelí sa musí vyhnúť ostrým prechodom, zápalom
a neprievarom.
1.3.2 Tepelné spracovanie po zváraní
Úlohou tepelného spracovania po zváraní je popustiť alebo vyžíhať martenzitické
zvary s cieľom znížiť tvrdosť a pevnosť a zvýšiť ťažnosť a húževnatosť. Ďalšou, veľmi
dôležitou úlohou žíhania je zníženie hladiny zváraním indukovaných napätí. Zvarové
spoje sa žíhajú zvyčajne v teplotnej oblasti. V prípade zváraných konštrukcií so zložitou
konfiguráciou sa musia zvarence žíhať bezprostredne po zváraní, bez ich
medziochladenia na teplotu okolia. Ak žíhanie nie je okamžite možné, udržiavajú sa na
medzioperačnej teplote minimálne 100 °C. Vyžaduje sa však ochladenie pod teplotu Mf
150 °C, aby bolo isté, že celé množstvo austenitu sa mení na martenzit. Nevyhnutnosť
žíhania závisí od chemického zloženia ocele, zvarového kovu a exploatačných
podmienok zvaru. Pri úplnom žíhaní vzniká feriticko – karbidická mikroštruktúra
v celej oblasti zvarového spoja. Pri takomto žíhaní však vznikajú hrubé karbidy, ktoré
sa potom pri prípadnom ďalšom žíhaní iba pozvoľne rozpúšťajú. Pri subkritickom
žíhaní, ktoré možno použiť na zvary obsahujúce viac ako 0,20 % C, bezprostredne po
zváraní vznikajú jemnejšie karbidy. Z tejto teploty možno zvary ochladzovať na
vzduchu. Čas žíhania je minimálne 1 hodina. Pri tepelnom spracovaní zvarových spojov
na martenzitických nehrdzavejúcich oceliach si musíme uvedomiť, že v dôsledku
segregačných a likvačných procesov pri zváraní sa môže v zvarovom kove, ako aj
v prechodnej zóne vyskytovať isté množstvo zvyškového austenitu, aj keď zvarový spoj
bol medziochladený pod teplotu Mf matrice. V takomto prípade zvyškový austenit sa
rozpadne pri prvom žíhaní iba na martenzit a na vznik feriticko – karbidickej
mikroštruktúry treba použiť dvojnásobné žíhanie. Niekedy je nemožné aplikovať po
zváraní tepelné spracovanie. V takom prípade zvarové hrany najprv poduškovať pri
nízkych teplotách predhrevu a malej prúdovej záťaži austenitickými elektródami. Po
poduškovaní môžeme zvárané časti tepelne spracovať. Po zváraní už nie je tepelné
spracovanie potrebné.
22
1.3.3 Prídavný materiál na zváranie
Na zváranie martenzitických nehrdzavejúcich ocelí možno použiť prídavný materiál
rovnakého typu ako základný materiál. Kde to pevnostné pomery dovolia, môžeme
použiť aj austenitické prídavné materiály. Na zváranie možno použiť aj nevytvrditeľné
alebo prídavné materiály, ktoré sú však drahšie. Ak na zváranie použijeme koncepčne
iný materiál, ako je základný, musíme uvážiť rozdielne pevnostné vlastnosti ale aj
dilatácie, ktoré môžu zapríčiňovať problémy pri tepelnom spracovaní zvarových spojov.
Ak máme zvárať martenzitické nehrdzavejúce ocele určené na obrábanie, vzniká pri
použití bežných prídavných materiálov nebezpečenstvo pórovania zvarových kovov
účinkom prechodu selénu do zvaru. Pri automatizovanom zváraní takto môže elektrický
oblúk vybočiť z plánovanej dráhy pri stretnutí sa so sulfidickou inklúziou legovanou
selénom a môže vzniknúť neprievar.
1.3.4 Vlastnosti zvarových spojov
Základným problémom zvariteľnosti martenzitických nehrdzavejúcich ocelí je ich
náchylnosť na praskanie. Studené praskanie v tepelne ovplyvnenej oblasti, ale aj
v zvarovom kove, a potom horúce praskanie najmä zvarového kovu. Vlastnosti
zvarových spojov teda musíme spájať s ich celistvosťou. Z vlastností nie sú kritické
pevnostné vlastnosti, ak nepoužijeme na ich zváranie austenitický prídavný materiál.
Podstatne kritickejšie sú vlastnosti húževnatosti zvarového spoja. Vyhovujúce vlastnosti
húževnatosti získame v zvarových spojoch iba po ich žíhaní. Ich húževnatosť môžeme
porovnávať s húževnatosťou základného materiálu. Chrómové martenzitické ocele majú
zvyčajne vysokú teplotu prechodu do krehkého stavu. Výnimkou sú iba ocele legované
niklom, ktoré majú veľmi dobrú húževnatosť aj pri kryogénnych teplotách.
Martenzitické chrómové ocele sa používajú najmä v energetike a chemickom priemysle.
1.4 Feritické nehrdzavejúce ocele
Feritické nehrdzavejúce ocele sú zliatiny Fe-Cr-C s prísadou takého množstva
chrómu a ďalších prvkov stabilizujúcich ferit, ktorá vylučuje oblasť gama – Fe. Tieto
ocele sa nedajú tepelne spracovať s využitím alotropickej premeny. V posledných
rokoch sa vyvinuli aj tzv.ELI (Extra Low Interstitials) ocele s nízkym obsahom
intersticiálov. (Hriv ňák, 1989)
23
Tieto ocele majú podstatne nízky obsah uhlíka a dusíka a majú lepšiu koróznu
odolnosť ako normálne feritické ocele. Tieto ocele majú ďalej zvýšenú húževnatosť
a dobrú odolnosť proti jamkovej (pittingovej) korózii a koróznemu praskaniu
v chloridových roztokoch. Tieto ocele sú magnetické a majú vyšší elektrický odpor. Sú
vhodné na zváranie elektrickým odporom alebo v argóne v tvare tenkých plechov. Nie
sú vhodné na zváranie vo veľkých hrúbkach, ktoré vyžadujú použitie veľkých tepelných
príkonov, alebo mnohovrstvových zvarov, pretože sú náchylné na rast zŕn. Feritické
nehrdzavejúce ocele majú taký vysoký obsah chrómu a ďalších feritotvorných prísad, že
v celej teplotnej oblasti až po teplotu tavenia nevykazujú alotropickú premenu. Nemajú
austenitickú oblasť, preto nie sú kaliteľné a vykazujú feritickú štruktúru až po teplotu
tavenia.
1.4.1 Zvariteľnosť feritických nehrdzavejúcich ocelí
Feritické ocele vykazujú výrazné tranzitné vlastnosti vrubovej húževnatosti.
V podhúsenicovej zóne v dôsledku rastu zŕn môže nastať ešte výraznejšie skrehnutie.
Na zúženie oblasti rastu zŕn treba pri zváraní použiť čo najmenší tepelný príkon. Pri
zváraní treba použiť mierny predhrev, aby sa oblasť spoja dostala nad tranzitnú teplotu
húževnato – krehkého lomu. Pri zváraní feritických nehrdzavejúcich ocelí má predhrev
inú úlohu ako pri zváraní martenzitických ocelí. Predhrev v takomto prípade eliminuje
praskanie v TOO a znižuje zvarové pnutie. Medzivrstvová teplota by nemala
prevyšovať teplotu predhrevu. Pokial sa zvarové spoje nepoužijú pri vysokých
teplotách, odporúča sa po zváraní zvarové spoje žíhať pri teplotách 750 – 850 °C počas
30 – 60 min. žíhaním sa niektoré karbidy rozpustia alebo sferoidizujú, čo zvýši koróznu
odolnosť a húževnatosť spoja.
24
Obr. 4 Základný rozdiel medzi húževnatosťou jednotlivých druhov
nehrdzavejúcich ocelí (HRIVŇÁK, I.: Teória zvarite ľnosti kovov a zliatin.)
Tepelné spracovanie nevyžadujú titánom spracované ocele, pretože v ich tepelne
ovplyvnenej oblasti sa nerozpustí karbidická fáza, ktorá ovplyvňuje koróznu odolnosť,
najmä nie pri malých hrúbkach plechu ( 2 – 4 mm). Čo najrýchlejšie treba prejsť cez
oblasť krehnutia feritických ocelí.
1.4.2 Prídavný materiál na zváranie
Na zváranie sa používajú tri druhy prídavných materiálov: približne rovnakého
zloženia ako základný materiál, austenitické prídavné materiály a zliatiny
niklu. Prvý druh – feritické prídavné materiály majú nízku húževnatosť. Inou
možnosťou je použitie elektródy, ktorá okrem základného – rovnakého – zloženia
obsahuje 4 % Ni a dáva zvarový kov so štruktúrou nízkouhlíkového martenzitu.
Náchylnosť na praskanie takéhoto zvaru je malá. Na zváranie ocelí s nízkim obsahom
intersticiálov sa môže použiť elektróda rovnakého zloženia. Pri zváraní treba dať pozor
na kontamináciu zvarových hrán alebo elektródy splodinami obsahujúcimi uhlík.
Vzhľadom na zriedenie, elektródy by mali obsahovať viac feritu ako má základný
materiál. Pri ručnom oblúkovom zváraní treba držať krátky oblúk, aby sa zabránilo
oxidácii chrómu a nadusíkovaniu zvarov. Ručné oblúkové zváranie sa neodporúča pre
ocele s nízkym obsahom intersticiálov a ak sa musí použiť ručné zváranie, potom je
25
vhodnejšie zvárať austenitickými elektródami. Pri zváraní v plynovej ochrane sa
odporúča použitie rovnosmerného prúdu s kladnou polaritou na elektróde.
1.5 Martenziticko – austenitické nehrdzavejúce ocele
Tieto ocele boli vyvinuté predovšetkým na stavbu vodných turbín. Kalia sa v oleji
z teploty 1000 °C . Pri kalení vzniká martenzitická štruktúra s istým obsahom
zvyškového austenitu. Pri popúšťaní, ktoré sa realizuje pri teplote okolo 600 °C, tento
austenit sa stabilizuje do takej miery, že netransformuje na martenzit pri ochladzovaní
na teplotu miestnosti. Konečná mikroštruktúra osahuje 65 – 80 % vysokopopusteného
martenzitu a zvyšok austenitu, ktorý dáva týmto oceliam vyššiu húževnatosť, ako majú
martenzitické ocele. V popustenom stave sa tieto ocele dajú ľahko zvárať bez
predhrevu. Nebezpečenstvo studeného praskania nehrozí. Tieto ocele sa zvyčajne
zvárajú austenitickými prídavnými materiálmi, aj keď austenitické zvarové kovy sú
menej pevné ako základný materiál.
Tepelne ovplyvnená oblasť je úplne austenitizovaná a transformuje sa na martenzit.
Požadovaný podiel stabilného austenitu v TOO možno potom získať vyžíhaním zvaru
na 600 °C . Ak sa pri zváraní limituje tepelný príkon, takže TOO je relatívne úzka,
žíhanie nie je potrebné, pretože susediace oblasti – austenitický zvarový kov a základný
materiál – sú dostatočne húževnaté. (Hriv ňák, 1989)
1.5.1 Precipitačne spevnené nehrdzavejúce ocele
Precipitačne spevnené nehrdzavejúce ocele možno spevňovať ďalším jednoduchým
tepelným spracovaním. Tieto ocele majú dobrú oxidačnú a koróznu odolnosť aj
dostatočnú húževnatosť. K spevňujúcim mechanizmom počítame martenzitickú
premenu a precipitačné spevnenie. Precipitačné spevnenie sa získa ďalším legovaním
ocele jedným prvkom alebo skupinou prvkou. Podľa mikroštruktúry ocele po
rozpúšťacom tepelnom spracovaní delíme tieto ocele do troch skupín: martenzitické,
semiaustenitické a austenitické. Pri martenzitických sa ďalšie zvýšenie pevnosti
dosiahne vylučovaním sa častíc počas starnutia martenzitu. Semiaustenitické ocele majú
po rozpúšťacom žíhaní čisto austenitickú mikroštruktúru a istý podiel martenzitu sa
získa iba po chladnutí z vhodnej žíhacej teploty. K spevneniu prispieva aj následné
26
starnutie ocele. Austenitické ocele si zachovajú austenitickú mikroštruktúru a spevnenie
nastáva precipitáciou v austenite. Martenzitické typy sú rozdelené podľa pevností do
skupiny pod Rm 1400 MPa a do vysokopevnej skupiny Rn väčšie ako 1400 MPa. Sú
žíhané rozpúšťacím režimom pri 1050 °C . Pri tejto teplote je ich mikroštruktúra čisto
austenitická. Počas kalenia sa štruktúra mení na martenzit. Po zakalení na martenzit sa
tieto ocele tepelne spracúvajú s cieľom precipitačného spevnenia matrice.
Z metalurgického hladiska sú semiaustenitické precipitačne spevnené ocele oveľa
zložitejšie. Počas tepelného spracovania sú austenitické aj keď môžu obsahovať 5 – 20
% feritu, ktorý zostáva počas spracovania nezmenený. V prvom stupni tepelného
spracovania je oceľ vyhriata nad teploty 750 – 960 °C a ochladzovaná na vzduchu.
Vznikajú pritom karbify chrómu. Potom sa oceľ žíha na zníženie vnútorných napätí,
popúšťanie martenzitu a zvýšenie húževnatosti, ťažnosti a koróznej odolnosti. Pri
vhodnej žíhacej teplote nastáva ďalšie spevnenie precipitáciou martenzitickej fázy.
V austenitických oceliach dochádza k precipitačnému spevneniu tvorbou intermetalickej
fázy na báze hliníka, titánu a fosforu. Tieto ocele majú porovnateľnú koróznu odolnosť
s inými nehrdzavejúcimi ocelami. Ich použitie je preto limitované do teploty 320 °C pri
dlhodobej prevádzke. Zvariteľnosť tejto skupiny ocelí ovplyvňujú prevádzkové
požiadavky, pod mienky zvárania a geometria zvarového spoja. Tepelné spracovanie by
sa malo aplikovať po zváraní. Pri zložitejších a väčších spojoch to nie je realizovateľné.
V takom prípade treba pred zváraním aspoň spracovať prvým stupňom – rozpúšťacím
režimom a vlastné žíhanie uskutočniť po zváraní. Semiaustenitické ocele možno zvárať
vo všetkých stavoch tepelného spracovania. Bez ohľadu na stav tepelného spracovania
vzniká v TOO úzka austenitická zóna. Ani v týchto oceliach nie je nebezpečenstvo
praskania. Na získanie maximálnych mechanických vlastností sa vyžaduje úplné tepelné
spracovanie zvarových spojov. Austenitické precipitačne spevnené ocele sa zvárajú iba
ťažkko. Vysoký stupeň spevnenia spôsobuje ich náchylnosť na praskanie. Odporúča sa
ocele zvárať v stave po rozpúšťacom žíhaní a starnutie aplikovať až po zváraní.
Komplexné legovanie ocele môže vyvolať aj jej zvýšenú náchylnosť na likvačné
praskanie. Nevyžadujú použitie predhrevu, sú však vrubovo citlivejšie ako konvenčné
nehrdzavejúce ocele. Na zvarovom spoji sa aplikuje úplné tepelné spracovanie. Pri
zváraní austenitických precipitačne spevnených nehrdzavejúcich ocelí sa takýto postup
neodporúča, pretože zvarové kovy sú náchylné na praskanie. V takomto prípade sa
27
používajú ako prídavný materiál zliatiny niklu typu Inconel alebo koncenčné
austenitické elektródy. Ak sa nepožaduje maximálna pevnosť zvarových spojov, môžu
sa austenitické prídavné materiály použiť všeobecne.
1.6 Duplexné feriticko – austenitické nehrdzavejúce ocele
Feriticko – austenitické ocele majú zmiešanú mikroštruktúru. Duplexné ocele sú
mierne magnetické a nedajú sa spevňovať tepelným spracovaním. Sú menej vrubovo
citlivé ako feritické typy. Ich tranzitná teplota je limitovaná na 300 °C . Základnú
konštitúciu zvarových kovov CrNi ocelí vyjadruje Schaefflerov diagram, ktorý je
závislosťou ekvivalentov chrómu a niklu. (Hriv ňák, 1979)
Základným typom je oceľ 26Cr5Nil, 5Mo0,06C, ktorá má vysokú pevnosť a odolnosť
proti koróznemu praskaniu. Zvariteľnosť v súčastnosti vyvinutých ocelí je blízka
zvariteľnosti austenitických ocelí, ale líšia sa od nich zmenami v tepelne ovplyvnenej
oblasti a zvarovom kove. Pri teplotách nad 1050 °C zrná rastú a vylučuje sa ferit. Pri
ochladzovaní nastávajú opačné zmeny na hraniciach feritických zŕn, ale aj
intragranulárne sa znovu tvorí austenit. Pri použití viacvrstvových zvarov môže
opätovný ohrev ešte zlepšiť spôsob vylučovania sa austenitu v TOO. V žíhanom stave
prakticky nemajú medzu klzu a môžu byť deformačne spevnené bez nebezpečenstva
Obr. 7 Schaefflerov konštitučný diagram pre ocele zachytáva vplyv ekvivalentov
chrómu a niklu (HRIV ŇÁK, I.: Zvarite ľnosť ocelí.)
28
skrehnutia. Pri zváraní použijeme buď podobné zloženie zvaru ako základného
materiálu, alebo austenitický zvarový kov. V poslednom prípade má zvarový kov
obsahovať 15 – 50 % feritu.
1.6.1 Predhrev a tepelné spracovanie po zváraní
Súčasné feriticko – austenitické ocele nepodmieňujú pri zváraní použitie predhrevu.
Pri zváraní starších typov sa odporúča predhrev 100 – 150 °C na zníženie rizika
krehkého porušenia. Vysoký koeficient teplotnej rozťažnosti neumožňuje úplné tepelné
spracovanie väčších a tvarovo náročnejších zváraných konštrukcií, pretože mohla by
zaniknúť ich rozmerová stabilita alebo indukovať nové napätia pri ochladzovaní. Iba
ak sa požadujú osobitné vlastnosti. Zvarové spoje sa tepelne spracúvajú rozpúšťacím
režimom s prudkým ochladením.
1.6.2 Vplyv zvárania na vlastnosti
V podstate zváranie má iba malý vplyv na mechanické a korózne vlastnosti
duplexných ocelí. Pevnosť zvarového spoja mierne vzrastá a ťažnosť, naopak, klesá. Pri
vyšších teplotách však rozdiely nepozorujeme. Duplexné ocele sú odolné proti
koróznemu praskaniu. Odolnosť si zachovávajú aj zvarové spoje. Tieto ocele, ako aj ich
zvarové spoje sú odolné proti jamkovej korózii. Nepozoruje sa v nich ani náchylnosť na
medzikryštálovú koróziu. Ak duplexné ocele zvárame bez prídavného materiálu
spôsobom, ktorý má za následok veľkú rýchlosť ochladzovania, zvarový kov bude mať
väčší podiel feritu ako základný materiál. To môže ovplyvniť koróznu odolnosť aj
ťažnosť zvaru. Ohrev duplexných ocelí pri zváraní môže zapríčiniť precipitáciu
karbidov. Precipitácia karbidov bude závisieť od obsahu uhlíka v oceli, ako aj od toho,či
oceľ je, alebo nie je stabilizovaná. Iný druh krehnutia pozorovaný v oceliach je 475 -
stupňové krehnutie. Normálny zvárací cyklus však zriedka spôsobí niektoré
z uvedených krehnutí. Iným mechanizmom krehnutia je rast zŕn vo vysokovyhriatej
časti tepelne ovplyvnenej oblasti. Účinok tohto zhrubnutia bude závislý od podielu
znovu transformovaného austenitu. Kedže ocel tuhne ako feritická, pri zváraní prakticky
nie je náchylná na horúce praskanie.
29
1.7 Prax zvárania nehrdzavejúcich ocelí
Nehrdzavejúce ocele sa musia dopravovať tak, aby boli dostatočne chránené pred
okolitým prostredím a musia byť zakryté.Všetky ocele musia byť chránené pred
kontamináciou alebo oterom feritickými oceľami. Pri premiestňovaní sa nemôžu
používať príchytky a iné náradie z feritických ocelí. Oceľové kefy na čistenie plechov
musia byť vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Pri brúsení nemôžeme použiť brusivo
obsahujúce feromagnetické oxidy alebo karbídy. Pri príprave zvarových hrán treba
dávať pozor, aby neobsahovali ryhy, zárezy alebo iné vruby. Pri termálnom rezaní
musíme hrany očistiť od oxidov. Neodporúča sa použiť drážkovanie uhlíkovou
elektródou. Elektródy používané na zváranie sa musia sušiť pri 250 °C počas 2h
a potom uskladňovať pri 110 °C až do ich použitia na zváranie. Zvarové hrany a ich
okolie sa musia pred zváraním očistiť. Bezprostredné okolie zvarových hrán chrániť
pred rozstrekom zvarového kovu. Rozstreknuté častice zvaru alebo trosky na povrchu
plechu môžu byť neskôr príčinou korózie. Po skončení zvárania sa musí okolie zvaru
očistiť a časť ovplyvnená nábehovými farbami zbrúsiť. Veľmi nebezpečné je
zapaľovanie oblúka elektródy na povrchu zváraného plechu. Nie je vhodné zapaľovať
oblúk v mieste štartu zvárania, pretože to by mohlo vyvolať kráterové trhliny. Oblúk
treba zapaľovať 8 – 10 mm za predpokladaným začiatkom zvaru. Pri zváraní musíme
používať najnižší možný zvárací prúd s ešte vyhovujúcim tavením elektródy a závarom.
Koreňovú časť spoja musíme chrániť pred oxidáciou, najmä pri zváraní v zmesi plynov.
Ak sa má získať optimálna korózna odolnosť zvarových spojov, po očistení ich okolia
sa zvary musia moriť alebo pasivovať. Pri morení sa z povrchu odstraňujú nánosy
železných častíc a iných kontaminantov.
1.7.1 Technológie pri zváraní nehrdzavejúcich ocelí
Na zváranie nehrdzavejúcich ocelí možno použiť oblúkové procesy, elektrónový
a laserový lúč, elektrické odporové procesy, ale aj zváranie pod trením.
Z oblúkových procesov to môžu byť: ručné zváranie, zváranie pod tavivom, zváranie
v ochrannej atmosfére TIG, MIG,
30
Zváranie v ochrannej atmosfére inertných plynov netaviacou sa
elektródou TIG
Tento spôsob je označený ako TIG ( Tungsten Inert Gas ) . Spôsob je univerzálny
a používa sa pre ručné a automatické zváranie i naváranie. Táto metóda sa dá použiť na
zváranie hliníkových zliatin, koróziivzdorných a iných vysokolegovaných ocelí.
Touto metódou sa môže zvárať vo všetkých polohách, hrúbka základného materálu sa
volí od 0,5 do 10 mm, priemer elektródy 1 až 8 mm, chladenie horáka do 150 ampérov
plynom nad 150 ampérov vodou. Ochranný plyn môže byť argón, hélium a ich zmes.
Pri zváraní je tavný kúpeľ chránený pred účinkami atmosféry argónom ( héliom) , ktorý
je privádzaný pozdĺž osi wolfrámovej elektródy a usmerňovaný do miesta zvaru
keramickou hubicou. Oblúk horí medzi netaviacou sa wolfrámovou elektródou
a základným materiálom, jeho dĺžka je regulovaná napäťovou reguláciou. Prídavný
materiál je dodávaný do oblúka podávacím mechanizmom.
Táto technológia zvárania sa požíva pre najnáročnejšie zvary v jadernej energetike,
kozmickej a leteckej technike. Pre montážne práce a malosériovú výrobu sa používa
ručné zváranie TIG. V takomto prípade prídavný materiál sa dodáva do oblúka ručne vo
forme drôtu, tyčinky alebo pásika. (Tolnai, 2007)
Obr. 8 Ukážky zvarových spojov metódou TIG (www.svarbazar.cz)
31
Obr. 9 Princíp zvárania TIG
1.keramická hubica, 2.Wolfrámová elektróda, 3.uchytenie elektródy, 4.prídavný drôt,
5.navarený kov (húsenica), 6.argón, 7.elektrický oblúk, 8.zváraný materiál, 9.zvarový
kúpeľ (www.svarbazar.cz)
Obr. 1O Zvárací agregát pre zváranie metódou TIG. (www.svarbazar.cz)
32
Zváranie v ochrannej atmosfére taviacou sa elektródou MIG
Tento spôsob je označený ako MIG ( Metal Inert Gas ). Pre zváranie sa používajú
zváracie poloautomaty a automaty. Možnosť zvárať vo všetkých polohách a možnosť
rýchlej zmeny zváracích parametrov.
Vyrába sa celý rad zváracích zváracích poloautomatov, ktoré je možné rozdeliť podľa
konštrukcie a výkonov na :
Ľahké – zvárací prúd do 200 A , prídavné drôty do priemeru 1mm
Stredné – zvárací prúd do 360 A , prídavné drôty do priemeru 1,6 mm
Ťažké – zvárací prúd nad 350 A , prídavné drôty od 1,2 do 2,6 mm
Podľa usporiadania posuvu prídavného drôtu je možné zariadenia rozdeliť na :
Poloautomaty s tlačným systémom
Poloautomaty s ťahaným prídavným drôtom
Poloautomaty s ťahaným i tlačeným drôtom
Obr. 11 Zváracia súprava MIG (www.frokovoplast.sk)
Pri zariadeniach pre zváranie MIG sa nenastavuje zvárací prúd, ale dĺžka oblúka
prostredníctvom napätia na oblúku. Požadovaná veľkosť zváracieho prúdu sa nastaví
33
rýchlosťou podávania drôtu.Pri zváraní v ochranných atmosférach vznikajú straty kovu
rozstrekom, ktoré pri nevhodne stanovených zváracích parametroch môžu dosiahnuť
vysoké hodnoty a celkom znehodnotiť ekonomické prínosy a produktivitu týchto
spôsobov zvárania. Za vyhovujúce sa pokladajú straty rozstrekom do 10 %. (Tolnai,
2007)
Obr. 12 Zvary pri použití inertných plynov ( Ar, A r+He, He ) (www.svarbazar.cz)
Obr. 13 Princíp zvárania MIG (www.svarbazar.cz)
34
2 CIEĽ PRÁCE
Cieľom práce je poskytnutie uceleného obrazu o vybraných typoch nehrdzavejúcich
ocelí, ich charakteristika a najdôležitejšie technológie. Najpoužívanejšie metódy
zvárania a zhodnotenie zvariteľnosti vybraných ocelí na základe vybraných kritérií.
35
3 METODIKA PRÁCE
Na splnenie cieľov diplomovej práce som zvolil nasledovný metodický postup:
1. Analýza súčasného stavu.
2. Realizácia a spracovanie experimentov.
3. Zvoliť vhodnú metodiku hodnotenia experimentov.
4. Závery a odporúčania vyplývajúce z výsledkov.
36
3.1 Zváraný materiál
Zváraný materiál, ktorý sme použili pri zváraní vzoriek na vyhodnotenie zvarových
spojov je oceľ triedy 17. Oceľ 17240 je základná nehrdzavejúca austenitická oceľ.
Zvariteľnosť tejto ocele je zaručená. Má vynikajúcu odolnosť proti korózií. Odolnosť
proti korózií sa dá zvýšiť povrchovým leštením. Použitie v prevádzke je do 350 o C.
Obrobiteľnosť je dosť sťažená. Obrába sa ostrými nástrojmi z vysoko legovaných
rýchlorezných ocelí. Má dobré mechanické vlastnosti pri extrémne nízkych teplotách.
Používa sa v potravinárskom, farmaceutickom a kozmetickom priemysle. Chemickom
priemysle sa používa menej, lebo odoláva len niektorým málo koncentrovaným
kyselinám. Táto nerezová oceľ je najpoužívanejšia.
Obr. 14 Zváraný materiál
3.2 Prídavný materiál
Ako prídavný materiál pri zváraní sme požili zvárací drôt hrúbky 1,2 mm TIG
308LSi. Hrúbka zváracieho drôtu sa zvolila podľa hrúbky zváraného materiálu. Zvárací
drôt používaný na zváranie austenitických chróm-niklových ocelí typu 18Cr-8Ni. Pre
nízky obsah uhlíka, je možné ho použiť v prípadoch, kde hrozí riziko medzikryštálovej
korózie. Má dobrú odolnosť proti korózií. Používa sa v potravinárskom aj chemickom
priemysle.
37
Obr. 15 Zvárací drôt TIG 308LSi 1,2 mm (www.zvarcentrum.sk) 3.3 Zvárací agregát
Na zvarenie sa použil zvárací agregát SMARTY TX 160 Alu. Tento agregát sa
používa pri zváraní metódou TIG.
Obr.16 Zvárací agregát SMARTY TX 160 Alu ( www. cemont. sk )
Je to prístroj, ktorý umožňuje nastavenie základných parametrov, ako zvárací prúd,
predfuk plynu, dobeh zváracieho prúdu, dofuk plynu a frekvenciu pulzu pri metóde TIG
AC/DC.
38
Výhody tohto agregátu sú:
- napájanie 230 V jednofázové
- ľahko prenášateľné
- jednoduchý zvárací cyklus
- vysoká výkonnosť
- perfektná kontrola zváracieho prúdu
- ľahká regulácia.
3.4 Vyhotovenie vzoriek
Pred zváraním sa povrch zváraného materiálu musí dôkladne očistiť.
Vykonali sme päť sérií zváraní. V každej sérii sme vyhotovili štyri zvary. Pričom pri
jednotlivých zvaroch sme použili napájací prúd v rozmedzí 50A, 60A, 65A a 70A.
Pri vyhotovení prvej vzorky (prvá séria zváraní) boli zvárané materiály priložené
k sebe bez žiadnej medzery medzi nimi.
Pri druhej vzorke (druhá séria zváraní) boli zvárané materiály vzdialené od seba
0,3 mm.
Pri vyhotovení tretej vzorky (tretia séria zváraní) boli zvárané materiály vzdialené od
seba 0,6mm.
Pri vyhotovení štvrtej vzorky (štvrtá séria zváraní) bola vzdialenosť medzi
zváranými materiálmi 0,9 mm.
Pri vyhotovení piatej vzorky (piata séria zváraní) bola vzdialenosť medzi zváranými
materiálmi 1,0 mm.
Po vychladnutí všetkých zvarových spojov boli zvary označené. Každý zvarový spoj
bol na strojovej píle prepílený na polovicu. Prepílený rez každej vzorky sa potom
musel vybrúsiť na brúske, kde sa môže použiť brúsny papier so zrnitosťou 100 – 600.
My sme použili brusný papier so zrnitosťou 100. Pri ručnom brúsení na brúske prvá
etapa spočíva v zachytení roviny na vzorke. Pri druhej etape sa vzorka prebrusuje
mokrou cestou na brúsnych papieroch. Pričom sa môže požiť brúsny papier s hodnotou
zrnitosti 320 a 600. Pri brúsení touto metódou sme my použili brusný papier so
zrnitosťou 400.
39
Obr. 17 Ručná brúska
Obr.18 Brúska Metasinex
40
Ďalšia fáza bola preleštenie vybrúsených zvarových spojov. Leštenie sa robí na
kotúčoch rôznej jemnosti pomocou diamantových leštiacich pást DIA DUO. Postup pri
práci je taký, že leštiaca pasta sa nanesie na kotúč, ktorý sa otáča. Kotúč počas leštenia
je zvlhčený liehom. Leštilo sa dovtedy, kým sa nedosiahol kovovolesklý povrch bez
škrabancov a rýh. Pred naleptaním zvarových vzoriek sa museli vzorky dôkladne
očistiť od brúsnej pasty vodou, liehom a potom sme ich dali vysušiť.
Obr. 19 Prístroj na vyleštenie zvarových spojov Struers
Naleptanie vybrúsených a vyleštených vzoriek je ďalšia fáza, ktorou som sa
dopracoval k dôsledným vyhodnoteniam jednotlivých zvarových spojov. Na naleptanie
vzoriek sa použilo leptadlo Lúčavka kráľovská. Každá vzorka bola namočená do
leptadla po dobu 5 minút. Po piatych minútach sa každá vzorka opláchla destilovanou
vodou. Po opláchnutí sa vzorky presušili ručným fénom. Každú vzorku sme
prekontrolovali z toho dôvodu, že či bolo leptanie úspešné. Pri kontrole vzoriek sme
zistili, že leptanie bolo úspešné a zvarové spoje sa nám pekne zvýraznili.
41
4 VLASTNÁ PRÁCA
4.1 Nafotenie vzoriek a ich premeranie
Prvou fázou bolo nafotenie všetkých vzoriek a premeranie samotných zvarov (šírka,
výška). Zo získaných údajov sme potom vyhotovili grafy pre každú sériu zvarov
osobitne.
Naleptané vzorky zvarových spojov:
Prvá séria zvarov: medzera medzi zváranými materiálmi 0,0 mm
Obr. 20 Prúd pri zváraní 50 ampérov Obr. 21 Prúd pri zváraní 60 ampérov
Obr. 22 Prúd pri zváraní 65 ampérov Obr. 23 Prúd pri zváraní 70 ampérov
42
Druhá séria zvarov: medzera medzi zváranými materiálmi 0,3 mm
Obr. 24 Prúd pri zváraní 50 ampérov Obr. 25 Prúd pri zváraní 60 ampérov
Obr. 26 Prúd pri zváraní 65 ampérov Obr. 27 Prúd pri zváraní 70 ampérov Tretia séria zvarov: medzera medzi zváranými materiálmi 0,6 mm
Obr. 28 Prúd pri zváraní 50 ampérov Obr. 29 Prúd pri zváraní 60 ampérov
43
Obr. 30 Prúd pri zváraní 65 ampérov Obr. 31 Prúd pri zváraní 75 ampérov
Štvrtá séria zvarov: medzera medzi zváranými materiálmi 0,9 mm
Obr. 32 Prúd pri zváraní 50 ampérov Obr. 33 Prúd pri zváraní 60 ampérov
Obr. 34 Prúd pri zváraní 65 ampérov Obr. 35 Prúd pri zváraní 70 ampérov
44
Piata séria zvarov: medzera medzi zváranými materiálmi 1mm
Obr. 36 Prúd pri zváraní 50 ampérov Obr. 37 Prúd pri zváraní 60 ampérov
Obr. 38 Prúd pri zváraní 65 ampérov Obr.39 Prúd pri zváraní 70 ampérov
4.2 Tabuľky a grafy s nameranými hodnotami
Počet zváraní : Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar 50 ampérov 0,5 mm 5 mm 2 zvar 60 ampérov 1 mm 5 mm 3 zvar 65 ampérov 0,5 mm 5 mm 4 zvar 70 ampérov 0,5 mm 5 mm
Tabuľka 1 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,0 mm
45
Vzdialenos ť medzi materiálmi 0,0 mm
0,51
0,5 0,5
5 5 5 5
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4
Prúd
Výš
ka a
šír
ka
Výška
Šírka
Graf 1 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,0 mm
Počet zváraní : Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar 50 ampérov 1 mm 3,5 mm 2 zvar 60 ampérov 0,5 mm 5 mm 3 zvar 65 ampérov 0,5 mm 4,5 mm 4 zvar 70 ampérov 0,5 mm 4,4 mm
Tabuľka 2 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,3 mm
Vzdialenos ť medzi materiálmi 0,3 mm
10,5 0,5 0,5
3,5
54,5 4,4
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4
Prúd
Výš
ka a
šír
ka
Výška
Šírka
Graf 2 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,3 mm
46
Počet zváraní : Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar 50 ampérov 1 mm 6 mm 2 zvar 60 ampérov 1 mm 4 mm 3 zvar 65 ampérov 1 mm 4,5 mm 4 zvar 70 ampérov 0,5 mm 4,5 mm
Tabuľka 3 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,6 mm
Vzdialenos ť medzi materiálmi 0,6 mm
1 1 10,5
6
44,5 4,5
0
1
2
3
4
5
6
7
1 2 3 4
Prúd
Výš
ka a
šír
ka
Výška
Šírka
Graf 3 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,6 mm
Počet zváraní : Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar 50 ampérov 0,5 mm 4 mm 2 zvar 60 ampérov 0,5 mm 5 mm 3 zvar 65 ampérov 1 mm 5,5 mm 4 zvar 70 ampérov 0,5 mm 5 mm
Tabuľka 4 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,9 mm
47
Vzdialenos ť medzi materiálmi 0,9 mm
0,5 0,51
0,5
4
55,5
5
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4
Prúd
Výš
ka a
šír
ka
Výška
Šírka
Graf 4 Vzdialenosť medzi materiálmi 0,9 mm
Počet zváraní : Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar 50 ampérov 1 mm 4 mm 2 zvar 60 ampérov 1 mm 5,5 mm 3 zvar 65 ampérov 1 mm 5 mm 4 zvar 70 ampérov 1,5 mm 5 mm
Tabuľka 5 Vzdialenosť medzi materiálmi 1 mm
Vzdialenos ť medzi materiálmi 1 mm
1 1 11,5
4
5,55 5
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4
Prúd
Výš
ka a
šír
ka
Výška
Šírka
Graf 5 Vzdialenosť medzi materiálmi 1 mm
Na zistenie hodnôt sa použilo posuvné meradlo. Do prvej tabuľky sme zapísali
hodnoty, ktoré sme zistili pri meraní zvarov vyhotovených v prvej sérií. Medzera medzi
48
zváranými materiálmi bola 0,0 mm a prídavný materiál bol priemeru 1,2 mm. Pri
každom zvare sme namerali rovnakú šírku zvaru 5 mm, len výška bola rozdielna,
pohybovala sa v rozmedzí od 0,5 mm do 1 mm. Všetky tieto údaje sme znázornili
graficky.
Do druhej tabuľky sme zapísali hodnoty zistené pri druhom meraní. Vzdialenosť
medzi zváranými materiálmi bola 0,3 mm a prídavný materiál priemeru 1,2 mm. Šírka
zvarov tejto sérií sa pohybovala od 3,5 mm do 5 mm. Výška zvaru bola od 0,5 mm do
1 mm. Z nameraných hodnôt sme zostrojili tak tiež graf.
Do tretej tabuľky sme zadali hodnoty, ktoré boli namerané zo vzoriek vyhotovených
v tretej sérií zvarov. Medzera medzi materiálmi bola 0,6 mm zvárací drôt bol priemeru
1,2 mm. Hodnota šírky zvaru sa pohybovala od 4 mm do 6 mm. Hodnota výšky zvaru
bola od 0,5 mm do 1 mm. Získané údaje sme znázornili aj graficky.
Štvrtá tabuľka obsahuje údaje zistené pri premeraní vzoriek štvrtej série zvarov.
Vzdialenosť medzi zváranými materiálmi bola 0,9 mm, zvárací drôt bol priemeru
1,2 mm. Šírka zvaru pri tejto sérii sa pohybovala od 4 mm do 5,5 mm. Výška zvaru bola
v rozmedzí od 0,5 mm do 1 mm. Zo všetkých týchto údajov sme zostrojili graf.
Do piatej tabuľky sme zapísali hodnoty zistené pri premeriavaní piatej série zvarov.
Medzera medzi zváranými materiálmi bola 1 mm a zvárací drôt bol priemeru 1,2 mm.
Z meraní sme zistili, že šírka zvaru bola od 4 mm do 5,5 mm a výška zvaru bola od 1
mm do 1,5 mm. Zo všetkých týchto hodnôt sme zostrojili graf.
49
5 VÝSLEDKY PRÁCE A DISKUSIA
Z nafotených vzoriek a nameraných hodnôt najlepší zvar je pri použití zváracieho
prúdu 60 a 65 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi zváranými materiálmi pri
použití prídavného materiálu priemeru 1,2 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,0 mm a prúdu 60 ampérov je šírka
zvaru 5 mm a výška zvaru je 1 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,3 mm a prúdu 60 ampérov je šírka
zvaru 5 mm a výška zvaru je 0,5 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,6 mm a prúdu 60 ampérov je šírka
zvaru 4 mm a výška zvaru je 1 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,9 mm a prúdu 60 ampérov je šírka
zvaru 5 mm a výška zvaru je 0,5 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 1 mm a prúdu 60 ampérov je šírka
zvaru 5,5 mm a výška zvaru je 1 mm.
Všetky získané údaje sme zapísali do tabuľky, z ktorej sme potom zostrojili graf.
Počet zváraní pri 65 ampéroch Výška x, mm Šírka y, mm
1 zvar pri vzdialenosti 0,0 mm 1 5
2 zvar pri vzdialenosti 0,3 mm 0,5 5
3 zvar pri vzdialenosti 0,6 mm 1 4
4 zvar pri vzdialenosti 0,9 mm 0,5 5
5 zvar pri vzdialenosti 1,0 mm 1 5,5
Tabuľka 6 Zvárací prúd 60 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi
zváranými materiálmi
50
Zvárací prúd 60 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi zváranými materiálmi
10,5
10,5
1
5 5
4
55,5
0
1
2
3
4
5
6
1 2 3 4 5
Vzdialenosti medzi materiálmi 0,0 mm, 0,3 mm, 0,6 m m, 0,9 mm, 1 mm
Prú
d 60
am
péro
v
Výška
Šírka
Graf 6 Zvárací prúd 60 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi zváranými
materiálmi
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,0 mm a prúdu 65 ampérov je šírka
zvaru 5 mm a výška zvaru je 0,5 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,3 mm a prúdu 65 ampérov je šírka
zvaru 4,5 mm a výška zvaru je 0,5 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,6 mm a prúdu 65 ampérov je šírka
zvaru 4,5 mm a výška zvaru je 1 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 0,9 mm a prúdu 65 ampérov je šírka
zvaru 5,5 mm a výška zvaru je 1 mm.
Pri vzdialenosti medzi zváranými materiálmi 1mm a prúdu 65 ampérov je šírka zvaru
5 mm a výška zvaru je 1 mm.
Všetky tieto údaje sme zapísali do tabuľky a znázornili aj graficky.
Počet zváraní pri 65 ampéroch Výška x, mm
Šírka y, mm
1 zvar pri vzdialenosti 0,0 mm 0,5 5 2 zvar pri vzdialenosti 0,3 mm 0,5 4,5 3 zvar pri vzdialenosti 0,6 mm 1 4,5 4 zvar pri vzdialenosti 0,9 mm 1 5,5 5 zvar pri vzdialenosti 1,0 mm 1 5
Tabuľka 7 Zvárací prúd 65 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi
zváranými materiálmi
51
Zvárací prúd 65 ampérov pri všetkých vzdialenostiac h medzi zváranými materiálmi
0,5 0,51 1 1
54,5 4,5
5,55
Vzdialenosti medzi materiálmi 0,0 mm, 0,3 mm, 0,6 m m, 0,9 mm, 1 mm
Prú
d 65
am
péro
v
Výška
Šírka
Graf 7 Zvárací prúd 65 ampérov pri všetkých vzdialenostiach medzi zváranými
materiálmi
52
ZÁVER
V diplomovej práci sme chceli predostrieť ucelený obraz o zváraní nehrdzavejúcich
ocelí. Celá práca je rozdelená do dvoch kapitol.
V prvej kapitole sme opisovali o typoch nehrdzavejúcich ocelí vlastnosti a procesy
ich zvárania a využitie v praxi.
V druhej kapitole som opisoval proces výroby zvarových vzoriek. Konkrétne sme
definovali zváraný materiál, prídavný materiál a zvárací agregát, ktorý sa použil pri
práci. Vyhotovilo sa päť sérií zvarov. U každej sérii bola iná vzdialenosť medzi
zváranými materiálmi a menil sa aj prúd v rozmedzí 50, 60, 65, 70 ampérov.
Vzdialenosť medzi zváranými materiálmi sa menila v rozsahu 0,0 mm; 0,3 mm;
0,6 mm; 0,9 mm a 1 mm. Všetky zvarové spoje sa po vychladnutí prepílili pomocou
strojovej píly na polovicu. Po prepílení sa na všetkých vzorkách museli vybrúsiť
a vyleštiť zvarové spoje. Vyhotovené vzorky sa museli naleptať ako leptadlo sa použila
kyselina Lúčavka kráľovská. Po naleptaní nasledovalo opláchnutie a premeranie
vzoriek. Merali sa dve veličiny, výška a šírka zvaru. Všetky hodnoty sme zapísali do
tabuliek. Z každej tabuľky bol vyhotovený graf. Zo všetkých údajov boli najlepšie
hodnoty a aj kvalita zvarového spoju pri použití zváracieho prúdu 60 a 65 ampérov pri
všetkých vzdialenostiach medzi zváranými materiálmi.
Prínosom diplomovej práce je sprehľadnenie typov nehrdzavejúcich ocelí
technológie zvárania a ich charakteristiky za účelom ľahšieho pochopenia problematiky.
53
POUŽITÁ LITERATÚRA
ADAMKA, J. – TURŇA, M. – HAVALDA, O. – STYK, J.: Základy zvárania, delenia
a spájkovanie kovov. Alfa – Vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry,
Bratislava 1983.
BARNASOVÁ, E. a kolektív: Svařovaní. SNTL – Nakladatelství technické literatúry,
Praha 1987.
BRÁZDIK, J. – TOLNAI, R. – PECHA, J. – BERNÁT, R.: Zavedenie a overenie
kvality zvarových spojov žiarupevných ocelí v praxi. Slovenská poľnohospodárska
univerzita, Nitra 2004, ISBN 80-8069-339-0.
BRHLÍK, O. – KOMORA, L. – SKONKA, F. – VRÁNA, B.: Zvárač II. 5.vydanie,
Vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, Bratislava 1962.
GREGOR, V. – IŽDINSKÝ, O.: Skúšky zváraných spojov. Vydavateľstvo technickej
literatúry, Bratislava 1961.
HRIVŇÁK, I.: Teória zvariteľnosti kovov a zliatin. Slovenská akadémia vied,
Bratislava 1989.
HRIVŇÁK, I.: Zvariteľnosť ocelí. Vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry,
Bratislava 1979.
HRONČEK, E.: Zváranie v chemickom strojárstve. Alfa – Vydavateľstvo technickej
literatúry, Bratislava 1972.
JASENÁK, J. – KOLENO, A.: Zváracie zdroje a zariadenia. Slovenská zváračská
spoločnosť 2006, ISBN 987-80-969454-7-4.
Kolektív autorov: Zváracie metódy a zariadenia. Zeross, Ostrava 2000, ISBN 80-
85771-84-5.
54
MOKOŠÁK, J. – TOLNAI, R. – RAČKO, P.: Hodnotenie zvarov žiarupevných ocelí s
použitím trubičkových drôtov. Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra 2007,
ISBN 978-80-8069-890-4.
ORSZÁGH, P. – ORSZÁGH, V.: Zváranie MIG/MAG ocelí a neželezných kovov.
Polygrafia SAV, Bratislava 2000, ISBN 80-88780-36-5.
ORSZÁGH, V. – ORSZÁGH, P.: Zváranie TIG ocelí a neželezných kovov. Polygrafia
SAV, Bratislava 1998, ISBN 80-88780-21-7.
PECHA, J. – TOLNAI, R. – BRÁZDIK J.: Overenie kvality zvarových spojov
žiarupevných ocelí v praxi. Slovenská poľnohospodárska univerzita, Nitra 2004, ISBN
80-8069-369-2.
PECHA, J. – TOLNAI, R. – HRUBEC, M.: Vplyv tepelného spracovania na
mechanické vlastnosti žiarupevných ocelí. Slovenská poľnohospodárska univerzita,
Nitra 2004, ISBN 80-8069-369-2.
PLUHAŘ, J. a kol.: Nauka o materiálech. SNTL, Praha 1987.
TAKÁČ, J.: Zváranie nehrdzavejúcich ocelí. Bakalárska práca. TF SPU, Nitra 2009.
TOLNAI, R.: Strojárska technológia. SPU, Nitra 2007, ISBN 987-80-8069-8423.
TOLNAI, R. – PECHA, J. – KOVÁČ, I.: Zvariteľnosť žiarupevnej mikrolegovanej
ocele T 24. Trenčianska univerzita Alexandra Dubčeka, Trenčín 2004, ISBN 80-8075-
030-0.
55
ELEKTRONICKÁ POUŽITÁ LITERATÚRA www.cemont.sk
www.frokovoplast.sk
www.koenigfrankstahl.sk/akfs/index.php?menu=234 http://prirucka.bolzano.cz/cz/technicka-podpora/technicka-prirucka/zaruvzdorne_oceli/korozivzdorne/charakteristikaskupin/ www.svarbazar.cz
www.zvarcentrum.sk