Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám Název školy Střední škola elektrostavební a dřevozpracující, Frýdek-Místek, příspěvková organizace Adresa školy Pionýrů 2069, 73801 Frýdek-Místek IČ 13644301 Název operačního programu OP Vzdělávání pro konkurenceschopnost Registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0149 Označení vzdělávacího materiálu VY_32_INOVACE_7_19PryV-20 Název tematické oblasti (sady) Svařování kovů – Nauka o materiálech Název vzdělávacího materiálu Zvláštní podmínky pro svařování Druh učebního materiálu text Anotace Materiál je určen žákům II. ročníku oboru Instalatér a je zaměřen na získání a procvičování základních vědomostí týkajících se nauky o materiálech pro výuku základního kurzu svařování plamenem ZK 311 1.1 Klíčová slova uhlíkový ekvivalent, vliv prvků na svařitelnost, předehřev, interpass, Vzdělávací obor, pro který je materiál určen 36-52-H/01 Instalatér Ročník II. Typická věková skupina 15 - 17 let Speciální vzdělávací potřeby žádné Autor Vladimír Pryček Zhotoveno, (datum/období) leden – srpen 2013 Celková velikost 1,94 MB Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Vladimír Pryček. Dostupné z portálu www.ssed-fm.cz

ZVLÁŠTNÍ PODMÍNKY PRO SVAŘOVÁNÍ Oceli s obsahem uhlíku do 0,25 hm % nevyžadují zvláštní podmínky pro svařování. Oceli s vyšším obsahem uhlíku jak 0,25 hm % vyžadují zvláštní opatření zabraňující vzniku trhlin. Tímto opatřením je předehřev a snížení rychlosti ochlazování (diagram ARA) Pro stanovení předehřevu je vhodný výpočet

Uhlíkový ekvivalent (IIW/IIS) Pro stanovení nutnosti předehřevu při svařování slouží výpočet uhlíkového ekvivalentu Ce Uhlíkový ekvivalent Ce : vyjadřuje poměrné zastoupení prvků v dané oceli, které zásadním způsobem ovlivňují svařitelnost Ce = C + Mn/6 + (Cr+V+Mo)/5 + (Ni+Cu)/15 Pokud výsledná hodnota je větší než 0,41 musí se daná ocel předehřát (Teplotní režim svařování ČSN EN ISO 139 16)

VLIV PRVKŮ NA SVAŘITELNOST OCELÍ C - uhlík má zásadní vliv na svařitelnost u nelegovaných ocelí. ovlivňuje prokalitelnost a způsobuje v TOO snížení plasticity Do určitého obsahu zvyšuje pevnost oceli má za následek vznik vnitřního pnutí, které může vézt ke vzniku trhlin. svařitelnost zhoršuje

VLIV PRVKŮ NA SVAŘITELNOST OCELÍ Mn – mangan, zvyšuje pevnost, mez kluzu, houževnatost zvyšuje odolnost proti otěru a opotřebení. mangan při vyšším obsahu s uhlíkem zvyšuje prokalitelnost Při obsahu do 0,9% v oceli svařitelnost nezhoršuje

VLIV PRVKŮ NA SVAŘITELNOST OCELÍ S – síra zvyšuje křehkost a lámavost. přítomnost síry v oceli je příčinou praskavosti za tepla podílí se na vzniku lamelárních trhlin v důsledku sírových inkluzí. spolu s manganem tvoří sirníky u ocelí určených pro výrobu tlakových nádob je obsah síry limitován (max. 0,045hm%) Svařitelnost zhoršuje.

VLIV PRVKŮ NA SVAŘITELNOST OCELÍ P – fosfor, zvyšuje křehkost a lámavost. je příčinou praskavosti za studena. u ocelí určených pro výrobu tlakových nádob a kotlů je jeho obsah limitován (max. 0,045%) Si – křemík, zvyšuje pevnost, křehkost. do 0,3% svařitelnost nezhoršuje

VLIV PRVKŮ NA SVAŘITELNOST OCELÍ Cr – chrom zvyšuje Rm, Re a tvrdost patří mezi prvky zvyšující odolnost proti korozi a opalu, zlepšuje vlastnosti za tepla Svařitelnost zhoršuje Ni – nikl, zvyšuje houževnatost, je hlavní přísadou žárupevných ocelí, zvyšuje odolnost proti korozi, svařitelnost zhoršuje

Vliv prvků na svařitelnost Mo – molybden, zvyšuje pevnost, kalitelnost, zlepšuje vlastnosti za tepla při obsahu do 0,6% svařitelnost zhoršuje až při vyšším obsahu W – wolfram, zlepšuje vlastnosti oceli za tepla, zvyšuje žárupevnost svařitelnost zhoršuje

Vliv prvků na svařitelnost V – vanad, je hlavní přísadou žárupevných ocelí, zvyšuje houževnatost, zjemňuje zrno svařitelnost zhoršuje Ti – titan, zjemňuje zrno, slouží ke stabilizaci austenitických a chromniklových ocelí Nb – niob, zjemňuje zrno, slouží ke stabilizaci austenitických a chromniklových ocelí, chová se stejně jako titan

TEPLOTNÍ REŽIM SVAŘOVÁNÍ Základní pojmy: Teplota předehřevu – teplota v oblasti místa svaru těsně před svařováním. Šíře pásma předehřevu je dána empiricky, nejméně však čtyři násobky tloušťky svařovaného materiálu (4 x t) měřeno od okraje svaru.

INTERPASS Teplotou Interpass – se rozumí teplota materiálu v oblasti vícevrstvého svaru před provedením další svarové vrstvy (housenky) Tato teplota musí být udržována v případě přerušení svařování v oblasti svaru. Měření teploty interpass se řídí směrnicí ČSN EN ISO 13926

Provádění předehřevu Předehřev je nejčastěji prováděn kyslíko-acetylénovým plamenem případně kyslíko-propanbutanovým plamenem. Vždy je bezpodmínečně nutná kontrola teploty. Stejně jako se provádí předehřev, provádí se po svařování dohřev. Pro měření teploty předehřevu, teploty interpass a teploty dohřevu platí ČSN EN ISO 13926

TEPLOTY PŘEDEHŘEVU uhlíkových ocelí Obsah uhlíku v hm % Teplota předehřevu ve °C 0,20 až 0,30 0,30 až 0,45 0,45 až 0,80 100 až 150°C 150 až 275°C 275 až 425°C

další případy nutnosti předehřevu Materiály, které se musí před svařováním předehřívat je nutné: předehřát předem i u tepelného dělení (cca 150°C např. v případě řezání kyslíkem) předehřát předem v případě, že materiál je uskladněn ve venkovním prostředí kde teplota vzduchu je pod 0°C. Materiál lze však teplotně temperovat v hale na teplotu prostředí pokud se bude v hale svařovat.

Svařitelnost do roku 1990 do roku 1990 platila norma, podle které byla svařitelnost vyjádřena čtyřmi stupni 1a svařitelnost zaručená 1b,svařitelnost podmínečná 2,svařitelnost dobrá 3,svařitelnost obtížná Tento způsob vyjádření se již u kovů nepoužívá. v souvislosti se svařováním plastů se však stále aktuální.

Stupně svařitelnosti podle dříve platné normy 1a - svařitelnost zaručená (oceli s obsahem uhlíku C do 0,22hm % a tl. materiálu 25mm)(určeno pro dynamicky namáhané konstrukce) 1b – svařitelnost podmíněná (zaručuje svařitelnost nutná technologická opatření - oceli jsou vhodné převážně pro statické namáhání)(předehřev a žíhání po svařování) 2 – svařitelnost dobrá(nezaručuje svařitelnost , lze však dosáhnout vyhovujícího svarového spoje pro podřadné staticky namáhané konstrukce a opravy)(jen výjimečně předehřev a tepelné zpracování po svařování) 3 – svařitelnost obtížná (nezaručuje svařitelnost, v takovém případě nejsme schopni žádným technologickým opatřením dosáhnout vyhovujícího svarového spoje)(nedoporučuje se používat, pouze pro nutné opravy)

OPAKOVACÍ OTÁZKY K TÉMATU Co rozumíme pod pojmem svařitelnost? Která jsou hlavním kritériem svařitelnosti? Co rozumíme pod pojmem praskavost oceli? Čím je zapříčiněn vznik studených trhlin? Co je hlavní příčinou vzniku lamelárních trhlin? Které prvky zásadně ovlivňuji svařitelnost Co znamená uhlíkový ekvivalent Ce Které oceli nemusíme předehřívat

POUŽITÁ LITERATURA A INFORMAČNÍ ZDROJE Ing. FISCHER, Ulrich a kolektiv Základy strojnictví: tabulky, technické údaje 1.vyd. Praha Europa-Sobotáles, 2004. 296 s. ISBN 80-86706-09-5