Print

Pro svařování měkkých (nelegovaných nízkouhlíkových) ocelí zvolte vhodný přídavný materiál

-- 11.03.2019

Porozumět vlastnostem materiálu znamená provést vhodný výběr. 

Nelegované oceli nabízejí řadu výhod, od zaručené svařitelnosti až po možnost ohýbání a tvarování materiálu, což je činí vhodnými pro širokou škálu aplikací svařování. Když je tedy k dispozici tolik typů nelegovaných nízkouhlíkových ocelí, jak může určitý svařovací proces stanovit, který přídavný materiál je tou správnou volbou pro konkrétní aplikaci? 

Co si pod pojmem měkká ocel můžeme představit?

Základní materiály, které jsou považovány za měkké oceli, obsahují typicky málo až téměř žádné legující prvky. Obsah uhlíku je u měkkých ocelí do 0,25 % a jsou tedy označovány jako nízkouhlíkové. Mezi dva druhy běžné měkké oceli, používané v mnoha konstrukčních a výrobních aplikacích, se řadí ASTM A36 a AISI 1018.

Charakteristické vlastnosti měkkých ocelí se liší podle druhu materiálu, obecně však mají měkké oceli nižší pevnost v tahu a kluzu než nízkolegované oceli. Pevnost v tahu je typicky 70 kilopoundů na čtvereční palec (ksi) nebo nižší, zatímco mez kluzu se může pohybovat pouze kolem 30 ksi.

Nižší pevnost v tahu a mez kluzu znamenají, že materiál není tak houževnatý, takže jej lze ohýbat či válcovat do různých tvarů. U aplikací, které vyžadují vyšší meze kluzu a pevnosti v tahu, se může daný materiál vyhotovit z tlustších a masivnějších dílů, aby se vykompenzovala nižší mez pevnosti.

Obecně platí, že měkké oceli nabízejí zaručenou svařitelnost a absence dodatečných legujících prvků v měkkých ocelích je také činí cenově výhodnou volbou pro velké množství svařovacích aplikací.

Možnosti přídavných materiálů

Přídavné materiály pro měkké oceli jsou typicky navrženy tak, aby překonávaly vlastnosti základních materiálů, a to díky vyšší mezi kluzu a pevnosti v tahu.

Standardní přídavné materiály pro měkkou ocel jsou známé tím, že nabízejí zaručenou svařitelnost. Přídavné materiály pro měkkou ocel ve formě drátu jsou na trhu k dispozici buď jako plný drát, nebo jako trubičkový drát (plněná elektroda) s kovovým práškem, či trubičkový drát (plněná elektroda) vyplněný tavidlem pro svařování v ochranné atmosféře.

Plné dráty

Plné dráty představují univerzální volbu pro mnoho aplikací, protože je lze použít jak při velmi nízkých, tak i velmi vysokých intenzitách proudu. Při svařování materiálů o velkých tloušťkách s použitím plného drátu doporučujeme použít sprchový přenos kovu; u tenčích materiálů se nejlépe osvědčil zkratový přenos kovu.

Plné dráty nabízejí spolehlivou rychlost pohybu a dobrý vzhled housenky spolu se schopností hlubokého závaru při svařování těsných spojů nebo rohů díky užšímu profilu závaru. Plné dráty pro běžné svařování měkké oceli jsou dle klasifikace společnosti American Welding Society (AWS) označovány jako ER70S-3 a ER70S-6.

Plné dráty jsou běžně používány v aplikacích pro automobilové a robotické svařování. Poněvadž plné dráty mají vysokou vzpěrnou pevnost a jsou často potaženy mědí, jsou trochu tužší než jiné dráty a lze je lehce podávat. Mějte však na paměti, že plné dráty mohou vyžadovat vyšší tepelné příkony než trubičkové dráty s kovovým práškem, takže svařovací oblouk s hlubokým závarem s použitím plného drátu může v některých případech způsobit nadměrné převýšení svarů či zápaly.

Uvědomte si také, že plné dráty si nedokážou úplně nejlépe poradit s okujemi na povrchu základního materiálu. Vzhledem k tomu, že plný drát má méně přidaných dezoxidačních látek, není schopen zpracovat povrchové nečistoty, stejně jako jiné přídavné materiály, což vyžaduje, aby svářeči používali pomalejší rychlosti svařování u materiálů s okujemi či rzí na povrchu.

Trubičkové dráty (elektrody) plněné kovovým práškem

Téměř jakákoli aplikace pro svařování měkké oceli, která používá plný drát, může používat trubičkový drát plněný kovovým práškem. Tam, kde se plné dráty vyznačují užším profilem penetrace na šíři prstu, trubičkové dráty plněné kovovým práškem vykazují širší profil penetrace, který není až tak hluboký. Výsledkem je, že svarový kov vytvořený z trubičkového drátu plněného kovovým práškem snadněji vyplňuje svarový úkos a lze jej aplikovat s nižším tepelným příkonem při současném vytvoření stejného vzhledu housenky. Širší profil penetrace a dodatečná smáčivost svarové lázně rovněž přispívají k rozšíření používání tohoto typu přídavného materiálu.

Vzhledem k tomu, že jádro trubičkových drátů tvoří kovový prášek, může jejich chemické složení obsahovat více redukčních činidel, než je tomu u plných drátů. Díky tomu jsou schopny lépe reagovat s okujenými a rezavými základními materiály a umožňují tak použití vyšších svařovacích rychlostí. Výhodou je jejich zvýšená schopnost navařování jednotlivých vrstev na sebe, což má pozitivní vliv na produktivitu. Ačkoli cena za trubičkové dráty plněné kovovým práškem bývá vyšší než za plné dráty, zvýšení produktivity práce může přinést rychlou návratnost investic. Kvůli těmto skutečnostem se trubičkové dráty plněné kovovým práškem často doporučují pro svary o délce 6 palců a více a u těch svařovacích procesů, kde je kladen důraz na zrychlení procesu svařování. Přídavný materiál s označením E70C-6M představuje jednu z nejběžnějších možností výběru, co se týče trubičkových drátů plněných kovovým práškem pro aplikace z měkké oceli.

Trubičkový drát (vyplněný tavidlem) pro svařování v ochranné atmosféře 

Pro svařování měkkých ocelí jsou k dispozici nejčastěji používané dva druhy trubičkového drátu, a to E70T-1 pro vodorovné svary a E71T-1 pro svary ve všech polohách. Jelikož nabízejí podobné nebo i vyšší rychlosti navařování jednotlivých vrstev než trubičkové dráty plněné kovovým práškem, přídavné materiály typu E70T-1 jsou vhodné pro výrobu silných, těžkých svařenců, které vyžadují navařování velkého množství svarového kovu. Tyto dráty představují rovněž dobrou volbu pro materiály s okují a rzí na povrchu a vyznačují se hezkým vzhledem housenek a vyššími rychlostmi svařování právě na těchto materiálech.

Při svařování velkých svarů se u přídavných materiálů typu plný drát či trubičkový drát plněný kovovým práškem potýkáme s tím, že nanesený svarový kov má tendenci se propadat; a právě pro tyto aplikace je zmíněný trubičkový drát (vyplněný tavidlem) ideální volbou pro vodorovné svary shora, poněvadž struska pomáhá udržovat svarovou housenku na místě v průběhu ochlazování. Na druhou stranu zase musíme tuto strusku po svaření odstranit, což nám celý výrobní proces poněkud prodlužuje.

Pokud daná aplikace neumožňuje provedení svaru ve vodorovné poloze shora, trubičkové dráty E71T-1 dovolují svařování ve všech polohách. Jsou vhodné pro svařování shora dolů či v poloze nad hlavou a umožňují vyšší rychlosti svařování a mnohem plošší profil housenky. Stejně jako přídavný materiál E70T-1 i trubičkový drát vytváří pro všechny polohy strusku, která musí být po svařování očištěna. Doporučuje se použít techniku svařování vzad u drátů, které generují strusku, a techniku svařování vpřed pro dráty, které strusku nevytvářejí.

Výběr přídavného materiálu pro měkké oceli

Při výběru správného přídavného materiálu pro aplikace svařování měkkých ocelí existují i další faktory, které je třeba mít na paměti.

Dodávaný stav základního materiálu je důležitým faktorem při výběru přídavného materiálu. Některé jemnozrnné oceli A36 a 1018 se vyrábějí technologií válcováním zatepla nebo zastudena. U zatepla válcované měkké oceli se setkáváme s okujeným povrchem materiálu, což činí obtíže během svařování. Měkké oceli, které byly válcované zastudena, mají čistou povrchovou úpravu, avšak na povrchu se může někdy vyskytovat slabá vrstvička oleje.

Pokud se na základním materiálu vyskytuje slabá vrstva okují či rzi, doporučujeme ji odstranit. Pokud to není možné, zvolte takový trubičkový drát plněný kovovým práškem nebo tavidlem, který pro tyto situace obecně poskytuje lepší výsledky. Pro zastudena válcované součásti, anebo když se na jejich povrchu vyskytuje slabá vrstvička oleje, aplikujte plný drát typu ER70S-6.

Samotné konstrukční provedení svarového spoje, jenž má být svařen, je rovněž důležitým faktorem. Úzká svarová mezera u V-svaru může vyžadovat hlubší závar, a proto je vhodnější aplikovat plný drát. Trubičkové dráty s tavidlovou výplní určené pro svařování ve všech polohách neumožňují takový hluboký závar ve srovnání s plnými dráty, a proto by měly být aplikovány pro svarové spoje s požadavkem na menší hloubku závaru.

Materiály z měkké oceli poskytují výhody zaručené svařitelnosti a flexibilitu v mnoha svařovacích aplikacích. Porozumět vlastnostem konkrétního typu základního materiálu z měkké oceli, cílům svařovací aplikace a konstrukčnímu provedení svarového spoje (a jeho přizpůsobení vhodnému přídavnému materiálu z měkké oceli) přispívá ke zvyšování produktivity, výrobní kapacity a kvality svařování.

Matt Underwood je specialista pro oblast svařování ve společnosti Hobart.


Sponzorované odkazy

 
Aktuální vydání
Reklama

Navštivte rovněž

  •   Události  
  •   Katalog  

Události

Technical Computing Camp 2019
2019-09-05 - 2019-09-06
Místo: Hotel Fontána, Brněnská přehrada
Moderní technologie ve farmacii
2019-09-24 - 2019-09-24
Místo: Brno
Moderní technologie v potravinářství
2019-09-25 - 2019-09-25
Místo: Brno
Mezinárodní strojírenský veletrh 2019
2019-10-07 - 2019-10-11
Místo: Výstaviště Brno
MSV TOUR 2019
2019-10-07 - 2019-10-10
Místo: MSV, Brno

Katalog

Panasonic Electric Works Europe AG
Panasonic Electric Works Europe AG
Veveří 3163/111
616 00 Brno
tel. +420 541 217 001

Brady s.r.o
Brady s.r.o
Na Pantoch 18
831 06 Bratislava
tel. +421 2 3300 4862

ABB s.r.o.
ABB s.r.o.
Štětkova 1638/18
14000 Praha 4
tel. +420739552216

Schneider Electric CZ, s. r. o.
Schneider Electric CZ, s. r. o.
U Trezorky 921/2
158 00 Praha 5
tel. 00420737266673

všechny firmy
Reklama



Tematické newslettery






Anketa


Na horách/u moře
Na chalupě/chatě v tuzemsku
Co je to dovolená?

O nás   |   Reklama   |   Mapa stránek   |   Kontakt   |   Užitečné odkazy   |   Bezplatné zasílání   |   RSS   |   Partneři   |   Blogy   |   
Copyright © 2007-2019 Trade Media International s. r. o.
Navštivte naše další stránky
Trade Media International s. r. o. Trade Media International s. r. o. - Remote Marketing Továrna - vše o průmyslu Control Engineering Česko Řízení a údržba průmyslového podniku Inteligentní budovy Almanach produkce – katalog firem a produktů pro průmysl Konference TMI