Hej, kolege metal entuzijasti! Kao dobavljač čelika od bora, vidio sam veliki dio izazova kada je u pitanju zavarivanje ovih materijala visoke čvrstoće. Borni čelici su nevjerovatni zbog svog odličnog omjera čvrstoće i težine, što ih čini super popularnim u industrijama poput automobilske i svemirske. Ali budimo iskreni, zavarivanje čelika od bora nije šetnja parkom. U ovom blogu ću podijeliti nekoliko savjeta o tome kako riješiti probleme koji se pojavljuju prilikom zavarivanja čelika od bora.
Razumijevanje osnova Bornih čelika
Prije nego što zaronimo u probleme i rješenja zavarivanja, hajde da brzo prođemo kroz ono što su čelici od bora. Bor se dodaje čeliku u malim količinama, obično manjim od 0,005%. Ovaj sićušni dodatak ima ogroman utjecaj na otvrdljivost čelika. Kada je prisutan bor, on potiče stvaranje martenzita tokom hlađenja, što čeliku daje visoku čvrstoću.
Ali upravo ovo svojstvo koje čini čelik od bora tako jakim uzrokuje i neke glavobolje tokom zavarivanja. Visoka otvrdljivost može dovesti do stvaranja tvrdih i krhkih mikrostruktura u zoni zahvaćenom toplinom (HAZ) i samom metalu šava.
Uobičajeni problemi zavarivanja sa čelikom od bora
Pucanje
Jedan od najčešćih problema je pucanje. Postoje dvije glavne vrste pukotina koje često viđamo: hladno pucanje i vruće pucanje.
Hladne pukotine se obično dešavaju nakon što se zavarivanje završi, ponekad čak i satima ili danima kasnije. To je uglavnom uzrokovano prisustvom vodika, visokim zaostalim naprezanjima i tvrdim i krhkim mikrostrukturama u HAZ-u. Vodik može doći iz različitih izvora, kao što je vlaga u potrošnom materijalu za zavarivanje, površina osnovnog metala ili okolna atmosfera.
Vruće pucanje, s druge strane, nastaje tokom stvrdnjavanja metala šava. To je zbog segregacije nečistoća na granicama zrna u bazenu za zavarivanje, što slabi strukturu i uzrokuje pucanje kako se metal hladi i skuplja.
Loš kvalitet zavarivanja
Drugi problem je loš kvalitet zavara. To se može manifestirati kao nedostatak fuzije, poroznost ili neujednačen oblik perli. Nedostatak fuzije se dešava kada se metal šava ne veže pravilno sa osnovnim metalom. Poroznost je prisustvo malih rupa u zavaru, koje mogu biti uzrokovane zarobljavanjem gasa tokom procesa zavarivanja. A neujednačen oblik perle može uticati na čvrstoću i izgled zavara.
HAZ omekšavanje
U nekim slučajevima možemo vidjeti i omekšavanje u HAZ-u. To je zato što veliki unos toplote tokom zavarivanja može uzrokovati razgradnju faza bogatih borom, smanjujući čvrstoću u ovoj oblasti.
Rješenja za probleme sa zavarivanjem
Priprema za zavarivanje
Prije svega, pravilna priprema prije zavarivanja je ključna.
Čišćenje: Provjerite jesu li površine osnovnih metala čiste. Uklonite hrđu, ulje, boju ili vlagu. Za čišćenje površina možete koristiti otapala, žičanu četku ili abrazivno pjeskarenje. Ovo pomaže da se smanji količina vodika koji može ući u zavar i također poboljšava vlaženje metala šava na osnovni metal.
Prethodno zagrevanje: Predgrijavanje osnovnog metala je odličan način za smanjenje brzine hlađenja nakon zavarivanja. Ovo pomaže u sprječavanju stvaranja tvrdih i krhkih mikrostruktura u ZUT. Temperatura predgrijavanja ovisi o debljini materijala, procesu zavarivanja i vrsti čelika od bora. Općenito, temperature predgrijavanja mogu se kretati od 100°C do 250°C.
Izbor potrošnog materijala za zavarivanje: Odaberite pravi potrošni materijal za zavarivanje. Potražite potrošni materijal koji je dizajniran za čelike visoke čvrstoće i može pružiti dobru žilavost i otpornost na pucanje. Na primjer, neke elektrode s malo vodonika ili čvrste žice mogu biti dobar izbor.
Kontrola procesa zavarivanja
Tokom procesa zavarivanja, kontrola parametara je ključna.
Heat Input: Držite unos topline pod kontrolom. Visok unos topline može uzrokovati prekomjeran rast zrna u HAZ-u i dovesti do omekšavanja. S druge strane, mali unos topline možda neće pružiti dovoljno energije za pravilno stapanje metala šava sa osnovnim metalom. Morate pronaći pravi balans. Na primjer, kod zavarivanja plinom metala (GMAW), možete podesiti napon, struju i brzinu zavarivanja kako biste kontrolirali unos topline.
Brzina zavarivanja: Brzina zavarivanja također utiče na kvalitet zavara. Presla brzina može rezultirati širokim i plitkim zavarenim rubom, dok previsoka brzina može uzrokovati nedostatak fuzije. Pokušajte održati konstantnu brzinu zavarivanja tijekom cijelog procesa.
Zaštitni gas: Koristite odgovarajući zaštitni gas. Za čelike od bora, mješavina argona i ugljičnog dioksida se često koristi u GMAW. Zaštitni plin štiti zavareni bazen od oksidacije i pomaže u kontroli stabilnosti luka.
Obrada nakon zavarivanja
Nakon zavarivanja, tretman nakon zavarivanja može dodatno poboljšati kvalitet zavara.
Post - grijanje: Slično predgrijavanju, naknadno zagrijavanje može pomoći u smanjenju zaostalih naprezanja i dozvoliti da bilo koji vodonik u zavaru izađe. Zavareno područje možete zagrijati na temperaturu od oko 200°C do 300°C i držati ga određeno vrijeme, ovisno o debljini materijala.
Stress Relieving: Toplinska obrada za smanjenje naprezanja može se obaviti kako bi se smanjila zaostala naprezanja u zavaru i HAZ-u. To uključuje zagrijavanje cijelog dijela na određenu temperaturu (obično ispod kritične temperature čelika), a zatim ga polagano hlađenje.
Posebna razmatranja za čelik obložen cink aluminijumom i magnezijumom
Ako imate posla saČelik presvučen cinkom aluminijumom i magnezijumom, postoje neke dodatne stvari koje treba imati na umu. Premaz može ispariti tokom zavarivanja, što može uzrokovati poroznost i druge defekte zavara. Da biste to riješili, možete ili ukloniti premaz u području zavarivanja prije zavarivanja ili koristiti posebne tehnike zavarivanja i potrošni materijal koji su dizajnirani za rukovanje obloženim čelicima.
Zaključak
Zavarivanje čelika od bora može biti nezgodno, ali uz pravilan pristup možete prevladati probleme. Praćenjem odgovarajuće pripreme pred zavarivanje, kontrolom procesa zavarivanja i izvođenjem tretmana nakon zavarivanja, možete postići visokokvalitetne zavarene spojeve dobre čvrstoće i žilavosti.
Ako ste na tržištu za čelik od bora ili imate bilo kakva pitanja o njihovom zavarivanju, ne ustručavajte se kontaktirati. Tu smo da vam pomognemo da izvučete maksimum iz ovih nevjerovatnih materijala. Bilo da radite na malom projektu ili industrijskoj primjeni velikih razmjera, možemo vam pružiti prave čelike od bora i ponuditi tehničku podršku za vaše potrebe zavarivanja. Hajde da razgovaramo i vidimo kako možemo zajedno da rešimo vaše izazove u zavarivanju!
Reference
- AWS Priručnik za zavarivanje, tom 1: Nauka i tehnologija zavarivanja
- ASM priručnik, svezak 6: Zavarivanje, lemljenje i lemljenje
- Istraživački radovi o zavarivanju čelika visoke čvrstoće iz industrijskih časopisa