2. Svařitelnost kovů a slitin
Při opravách kolejových vozidel se svařování a navařování podrobují díly vyrobené převážně z konstrukčních nízkouhlíkových, středně a nízkolegovaných válcovaných a litých ocelí. Uhlík a legující prvky, které tvoří ocel, mají významný vliv na svařitelnost a rozdělují ji do čtyř skupin: dobrá, vyhovující, omezená a špatná svařitelnost. Při vývoji technologického postupu je proto v první řadě nutné vyhodnotit svařitelnost kovu restaurovaného výrobku a přiřadit (v případě potřeby) určité operace, které snižují nebo eliminují negativní vliv určitých součástí na kvalitu restaurovaného výrobku. vrstva.
Svařitelnost je kombinací technologických vlastností kovů a slitin, které umožňují vytvářet při svařování nebo navařování sloučeniny a vrstvy, jejichž vlastnosti nejsou horší než vlastnosti materiálu obnovovaného výrobku.
Nejvíce ze všeho je svařitelnost ovlivněna chemickým složením slitiny, fázovou strukturou a jejími změnami při ohřevu a ochlazování, fyzikálně-chemickými a mechanickými vlastnostmi, aktivitou reakcí prvků atd.
Vzhledem k tomu, že existuje velké množství parametrů charakterizujících základní a výplňové (elektrodové) materiály, je svařitelnost komplexní charakteristikou, včetně citlivosti kovu na oxidaci a tvorbu pórů, soulad vlastností svarového spoje se zadanými provozní, reakce na tepelné cykly, odolnost proti vzniku studených a horkých trhlin atd.
Z uvedených parametrů je při svařování a navařování uhlíkových a nízkolegovaných ocelí nejvýznamnější odolnost proti praskání.
Horké trhliny se nejčastěji vyskytují, když je deformovatelnost kovu oslabena v důsledku výskytu nízkotavitelných křehkých eutektik, defektů v krystalické struktuře a vnitřních a vnějších pnutí ve struktuře.
Pravděpodobnost vzniku trhlin za horka při svařování nebo navařování lze určit pomocí Wilkinsonova indexu (HCS):
Podmínkou vzniku horkých trhlin je N.S.S. > 2. Například při běžném svařování nízkolegované oceli začnou vznikat trhliny, kdy N.S.S. = 4.
K trhlinám za studena dochází nejčastěji v důsledku prokalitelnosti oceli při prudkém ochlazení a nasycení svarového kovu a tepelně ovlivněné zóny vodíkem. Zpravidla vznikají nějakou dobu po svařování a navařování a vyvíjejí se během několika hodin nebo dokonce dnů.
K posouzení náchylnosti kovu ke vzniku trhlin za studena se nejčastěji používá uhlíkový ekvivalent, který lze použít jako indikátor charakterizující svařitelnost při předběžném posouzení svařitelnosti. Pro tento účel existuje řada rovnic. Nejběžnější a nejpřijatelnější oceli používané na kolejových vozidlech jsou následující:
V tabulce 2.1 ukazuje klasifikaci ocelí podle svařitelnosti v souladu s hodnotou Сэ a opatření k prevenci nebo snížení pravděpodobnosti vzniku trhlin.
Klasifikace ocelí podle svařitelnosti
Pokud je posouzení svařitelnosti podle ukazatele Сэ ukazuje na tendenci oceli vytvářet studené trhliny, je nutné zajistit předehřátí součásti. Teplotu ohřevu °C lze určit podle vzorce
kde Сasi — celkový uhlíkový ekvivalent,
kde δ — tloušťka kovu svařované části, mm.
Teplota ohřevu doprovázejícího svařování nebo navařování závisí na materiálu výrobku a pohybuje se v průměru od 250 do 400 °C.
Snížení obsahu vodíku v deponovaném kovu je dosaženo zlepšením ochrany svarové lázně před vnějším prostředím, důkladnou přípravou povrchu před navařováním, kalcinací přídavného materiálu apod.
Při analýze svařitelnosti by se nemělo zapomínat na skutečnost, že vystavení vysokým teplotám způsobuje měknutí tepelně kalených ocelí. Před vývojem technologie svařování nebo navařování by tedy měla být stanovena svařitelnost základny, přídavného materiálu a svarových kovů; pravděpodobnost prasklin; změkčení slitiny a předepsat nezbytná opatření ke snížení nebo odstranění nežádoucích jevů.