Čelika - alatistherm.co.rs celika.pdf · bez razaranja iste ( tj. zavarenih spojeva ) , može...

R B0.9 0.8 1.0 0.85 0.75 0.65

Zavarivanje je SPECIJALAN PROCES jer se pouzdanost i kvalitet zavarene konstrukcije ,bez razaranja iste ( tj. zavarenih spojeva ) , može proveriti tek u eksploataciji.

ZAVARLJIVOST

ČELIKA

Srboljub Stevanović dipl. maš. inž - EWE

Postupak zavarivanjaREL

EPP MAG MIG TIG

η

+ 381 ( 65 ) 2771 - 802Cuprija - Srbija

Hemijski elementi u čeliku se smatraju legirajućim ako je njihov sadržaj ( % ) veći od :

Mo V Co Ti Al W Cr Ni Si Mn

0.08 0.10 0.10 0.05 0.10 0.10 0.30 0.30 0.60 0.80

UGLJENIČNI ČELIK ‐ je čelik u kome je ugljenik " C " dominirajući hemijski element NISKOLEGIRANI ČELIK ‐ je čelik u kome ukupan sadržaj legirajućih elemenata manji od 5 % ( izuzimajuci C ) SREDNJELEGIRANI ČELIK ‐ je čelik u kome je ukupan sadržaj legirajućih elemenata 5 ‐ 10 % ( izuzimajuci C ) VISOKOLEGIRANI ČELIK ‐ je čelik u kome je ukupan sadržaj legirajućih elemenata veći od 10 % ( izuzimajuci C )

MIKROLEGIRANI ČELIK ‐ je čelik u kome su dodati legirani elementi u minimalnom iznosu . Ovi mikroelementi dovode do finozrne strukture čelika i čelik dobija otpornost prema krtom lomu

Podela čelika prema hemijskom sastavu :

Prema hemijskom sastavu čelici se dele na UGLJENIČNE i LEGIRANE

UGLJENIČNI čelici se dele na :

NISKOUGLJENIČNI ČELIK ‐ je čelik u kome je sadržaj ugljenika " C " ispod 0.25 %SREDNJEUGLJENIČNI ČELIK ‐ je čelik u kome je sadržaj ugljenika " C " 0.25 ‐ 0.45 %VISOKOUGLJENIČNI ČELIK ‐ je čelik u kome je sadržaj ugljenika " C " 0.45 ‐ 0.9 %

LEGIRANI čelici se dele na :

Mikrolegirane Niskolegirane Srednjelegirane Visokolegirane

Prema mikrostrukturi čelici se dele na :

Feritne Perlitne Martenzitne Austenitne

Postoje i kombinacije mikrostruktura :

Feritno ‐ Perlitni Feritno ‐ Martenzitni Martenzitno ‐ Austenitni i dr.

Uobičajene primese su dezoksidirajući elementi u ćeliku : Mn , Si , AlElementi koji se namerno uvode u čelik su : Cr , Ni , Mo , Ti , Nb , Cu i dr. Skrivene primese su : O , N , H Slučajne primese su : Pb , Zn , Sb , Sn i sl.

PODELA ČELIKA

C Povećava se zatezna čvrstoća i granica razvlačenja.

Smanjuje se žilavost kao i sposobnost deformacije a pogoršava zavarljivost preko 0,25%.

Mn Povećava se žilavost i izduženje a zatezna čvrstoća i granica razvlačenja u manjoj meri.

Do sadržaja od 1% povoljno utiče na zavarljivost. Preko 1% povećava sklonost ka zakaljenju čelika.

Si Povećava se granica razvlačenja i zatezna čvrstoća.

Preko 2% smanjuje se izduženje. Preko 1,2% pogoršava se zavarljivost.

Cr Povećava se granica razvlačenja i zatezna čvrstoća.

Ni Povećava se granica razvlačenja i zatezna čvrstoća a malo smanjuje izduženje.

Mo Iznad 0,2% povećava se granica razvlačenja i zatezna čvrstoća a malo smanjuje izduženje.

Al Povećava sklonost ka prslinama.

V Povećanjem sadržaja iznad 0,05% povećava otpornost prema starenju.

W Povećava zateznu čvrstoću i granicu razvlačenja na sobnoj i povišenim temperaturama.

Povećava tvrdoću.

Cu Iznad granice od 0,5% povećava zateznu čvrstoću i granicu razvlačenja.

Iznad granice od 0,2% povećava se otpornost prema atmosferskoj koriziji i koroziji u morskoj vodi.

Koriste se kao stabilizirajući elementi kod čelika otpornih prema koroziji u agresivnim sredinama.

Upotrebljavaju se kao mikrolegirajući elementi kod čelika sa povišenom čvrstoćom.

P Povećanje sadržaja fosfora smanjuje žilavost i izduženje a povećava krtost.

Pogoršava zavarljivost.

S Povećanje sadržaja sumpora iznad 0,04% smanjuje se granica razvlačenja , zatezna čvrstoća i

žilavost. Pogoršava zavarljivost.

O Povećanje sadržaja kiseonika smanjuje žilavost i granicu razvlačenja i zateznu čvrstoću.

Smanjuje otpornost prema prslinama.

N Prisustvo azota izaziva starenje čelika pa time smanjuje žilavost i povećava tvrdoću i krtost.

U prisustvu Al, Nb, V i nekih drugih elemenata pozitivno deluje na usitnjenje zrna čelika.

H Smanjuje plastičnost i povećava sklonost ka krtom lomu.

U metalu šava može da prouzrokuje pojavu poroznosti a u nekim slučajevima i prsline.

Sa povećanjem sadržaja

Silicijum


Hrom


Nikal

Sa povećanjem sadržaja Preko granice 1,59% smanjuje krtost pri niskim temperaturama. Uz sadržaj Cr povećava otpornost prema koroziji u agresivnim sredinama

Molibden

UTICAJ HEMIJSKIH ELEMENATA NA OSOBINE ČELIKA

Ugljenik


Mangan

Od 3‐12% povećava otpornost prema oksidaciji na povišenim temperaturama. Preko 12% povećava otpornost prema koroziji u agresivnim sredinama.


Kiseonik


Sa povećanjem sadržaja Poboljšava mehaničke osobine na povišenim temperaturama. Sprečava krtost i poboljšava korozionu otpornost

Aluminijum

Sa povećanjem sadržaja Zajedno sa Cr i Si povećava otpornost prema oksidaciji na povišenim temperaturama.

Omogućava povećanu otpornost prema oksidaciji na povišenim temperaturama i žilavost.

Volfram



Vanadijum

Bakar


Vodonik


Titan , Niobijum, Tantal

Ti , Nb, Ta

Fosfor


Sumpor


Azot

Orijentacione vrednosti procenta mešanja osnovnog metala i elektrode su

‐ Gasno navarivanje: 5‐10%,‐ MIG/MAG sprej transfer: 25‐35%,‐ MIG/MAG transfer kratkim spojem: 10‐15%,‐ Samozaštitne žice: 15‐30%,‐ EPP: 30‐40%,‐ Obložena elektroda: 15‐30%,‐ Cevasta elektroda: 10‐20%,‐ Navarivanje trakom pod praškom: 7%

S235 , S275 Limovi , Šipke , Profili , Cev

Dobro su zavarljivi niskougljenični čelici sa sadržajem C do 0.25 % , Mn do 0.4 % , Si do 0.3 % , P i Smanje od 0.05 % .

1 . Kod ugljeničnih Č sa većim sadržajem C od 0.25 % , Mn od 0.4 % i Si od 0,3 % procenjuje se zavarljivost 2 . Takođe se procenjuje zavarljivost i za ugljenične čelike koji sadrže Cr ili Mo ispod graničnog sadržaja.

1 . Zavarljivost se procenjuje prema obrascu CE = C + Si/4 + Mn/4

CE = 0.23 Za CE manje od 0.45 i debjine manje od 25 mm nije potrebno predgrevanjeZa CE manje od 0.41 i debjine veće od 25 mm nije potrebno predgrevanje

2 . Zavarljivoste se procenjuje prema obrascu CE = C + Mn/6 + Cr/5+Mo/4

CE = 0.15 Za CE manje od 0.41 i debjine veće od 25 mm nije potrebno predgrevanjeZa CE manje od 0.45 i debjine manje od 25 mm nije potrebno predgrevanje

Za slučaj da je CE prelazi naznačene granice po vrednosti broja i debljine potrebno je predgrevanje a to znači da su čelici uslovno zavarljivi :

Tpredgrevanja = 100 ‐ 150 ° C

Može se takođe izvoditi i višezavarno zavarivanje tako da sledeći zavar ponovo podigne temperaturu prethodnog zavara na 100 ‐ 150 ° C ‐ tj.Temperatura međuprolaza je 100‐150 ° C. Kraci zavari 200 ‐ 300 mm

Predgrevanjem ili međuprolaznom temperaturom se smanjuje brzina hladjenja i sprečava velika tvrdoća u ZUT‐u. Sama po sebi visoka tvrdoća nije štetna ali kombinovana sa difundovanim vodonikomu ZUT‐u i njegovim preobražajem u molekularni oblik može dovesti do hladnih prslina.

POSTUPCI ZAVARIVANJA I KOLIČINA DIFUNDOVANOG VODONIKA U METALU ŠAVA

CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica

0.080 0.200 0.400 0.000 0.000

2 ‐ 7 ml/100gr

ZAVARLJIVOST UGLJENIČNIH ČELIKA

UBACI PROCENTUALNE VREDNOSTI HEMIJSKIH ELEMENATA

C Si Mn Cr Mo

CO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100gr

EPP ‐ čista žica i sušeni prah 5 ‐ 10 ml/100gr

Bazična elektroda sušena na 400 ‐ 500 ° C 3 ‐ 7 ml/100gr

EPP ‐ prljava žica i nesušeni prah 10 ‐ 25 ml/100gr

Bazična nesušena elektroda 12 ‐ 20 ml/100grBazična elektroda sušena na 100 ‐ 150 ° C 6 ‐ 12 ml/100gr

Rutilna elektroda 20 ‐ 35 ml/100gr

S355 , S420 ‐ Šipke , Profili , Limovi

# Dobro su zavarljivi C ‐ Mn čelici sa CE manjim ili jednakim 0.45 % i debljine manje od 25 mm# U principu svi čelici sa granicom tečenje većom od 355 ‐ 360 Mpa smatraju se čelicima POVIŠENE JAČINE,# Svi čelici povišene jačine odlikuju se sutnozrnastom građpm.# Osnovni problem kod ovih čelika je sklonost ka pojavi hladnih prslina.

Mo V Ni Cu

0.000 0.000 0.000 0.000

1 . Zavarljivost se procenjuje prema obrascu CE = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15

CE = 0.390 Za CE manje od 0.45 i debjine manje od 25 mm nije potrebno predgrevanje

Za slučaj da je CE prelazi naznačene granice po vrednosti broja i debljine potrebno je predgrevanje a to znači da su čelici uslovno zavarljivi :Ako je potrebno predgrevanje unesite debljinu materijala : S = 30.0 mm

Za zavarivanje na sniženim temperaturama takođe je potrebno predgrevanje.

Ukupni ekvivalent C po Seferijanu je : Cs = CE x ( 1 + 0.005 x S ) Cs = 0.45

Spoj je potrebno predgrejati do Tp = 350 x ( Cs ‐ 0.253)^1/2 Tp = 154.8 ° C

Može se takođe izvoditi i višezavarno zavarivanje tako da sledeći zavar ponovo podigne temperaturu prethodnog zavara na Tp ° C ‐ tj.Temperatura međuprolaza je minimum Tp ° C. Kraci zavari 200 ‐ 250 mm

Predgrevanjem ili međuprolaznom temperaturom se smanjuje brzina hladjenja i sprečava velika tvrdoća u ZUT‐u. Sama po sebi visoka tvrdoća nije štetna ali kombinovana sa difundovanim vodonikomu ZUT‐u i njegovim preobražajem u molekularni oblik može dovesti do hladnih prslina.

Zavarivanje kod ovih čelika se izvodi sa što većom pogonskom energijom i postupcima i tehnologijama kojiobezbeđuju što manji ( niski ) sadržaj difundovanog vodonika.

0.160 1.380 0.000


ZAVARLJIVOST ČELIKA POVIŠENE JAČINE : C‐Mn čelici


C Mn Cr

CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica 2 ‐ 7 ml/100grCO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100gr


EPP ‐ čista žica i sušeni prah 5 ‐ 10 ml/100grEPP ‐ prljava žica i nesušeni prah 10 ‐ 25 ml/100gr



ČRO,ČRN,ČRV ‐ Šipke , Profili , Limovi

# Cevovodi visokog pritiska , Sudovi pod pritiskom, Elementi drumskih vozila , Železnički vagoni , Cisterne zaprevoz gasa, industrijske hale i dr.

# Za ove čelike je karakteristično da je sadržaj C manji od 0,2 % i da se namerno dodaju male količinemikrolegirajućih elemenata ( Nb, Ti, V, Al, Ta, Zr ) čiji zbirni sadržaj ne prelazi 0,2 %.

# To su TermoMehanički " TM " valjani čelici debljine manje od 10 mm.# Na zavarljivost ovih čelika presudno utiče sklonost ka pojavi hladnih prslina.

C Mn Si P S Al Cr Ni Mo V Nb

0.160 1.400 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.005

# Za čelike sa 0,1‐0,18 % C ; 1,0‐1,6 % Mn i 0,025 ‐ 0,095 % Nb Zavarljivoste se procenjuje prema obrascu CE = C + Mn/10 + 3 x Nb

CE = 0.315 Za CE manje od 0.35 čelici su zavarivi bez posebnih mera

Za slučaj da je CE prelazi naznačene granice po vrednosti broja i debljine potrebno je predgrevanje i kontrolaminimalne vrednosti međuslojne temperature ‐ a to znači da su čelici uslovno zavarljivi :

# Za čelike sa dodatkom " V " i " N " zavarljivost se procenjuje po obrascu CE = C + Mn/10 + V /3 + 3 x N # Ako ima azota " N " unesite njegov procenat N = 0.009 %

CE = 0.327Za CE manje od 0.35 čelici su zavarivi bez posebnih mera

# Temperatura predgrevanja i međuslojna temperatura se određuju pomoću parametarskih jednačinahladnih prslina. Povezati " Tp " , " T8/5 ", pogonsku energiju i međuslojnu temperaturu.

# Predgrevanjem ili međuprolaznom temperaturom se smanjuje brzina hladjenja i sprečava velika tvrdoća u ZUT‐u. Sama po sebi visoka tvrdoća nije štetna ali kombinovana sa difundovanim vodonikomu ZUT‐u i njegovim preobražajem u molekularni oblik može dovesti do hladnih prslina.





ZAVARLJIVOST ČELIKA POVIŠENE JAČINE : Mikrolegirani ‐ finozrni ‐ TM ‐ čelici




# Sadržaj " C " kod ovih čelika retko prelazi 0,25 % . Ostalih legirajućih elemenata ima ispod 5 %.# Dobro su zavarljivi C ‐ Mn čelici sa CE manjim ili jednakim 0.45 % i debljine manje od 25 mm# Zavarljivost se procenjuje preko 3 formule za CE već prema legirajućim elementima :

Mn Si Mo V Ni Cu

1.380 0.500 0.300 0.150 0.000 0.000

# Zavarljivost se procenjuje prema obrascima ‐ već prema legirajućim elementima koje poseduje :CE1=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 CE2=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14

CE3=C+Mn/20+Ni/15+(Cr+Mo+V)/10

CE1 = 0.440 CE2 = 0.457 CE3 = 0.234

CEusvojeno = 0.440

# Za CE manje od 0.45 čelik je zavarljiv.# Za CE veće od 0.45 čelik je uslovno zavarljiv.# Za slučaj da je CE prelazi naznačene granice po vrednosti broja i debljine potrebno je predgrevanje

a to znači da su čelici uslovno zavarljivi :# Ako je potrebno predgrevanje unesite debljinu materijala : S = 30.0 mm



# Može se takođe izvoditi i višezavarno zavarivanje tako da sledeći zavar ponovo podigne temperaturu prethodnog zavara na Tp ° C ‐ tj.Temperatura međuprolaza je minimum Tp ° C.



2 ‐ 7 ml/100grCO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100gr


ZAVARLJIVOST NISKOLEGIRANIH ČELIKA


C Cr

0.120 0.000


CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica



# Zavaruju se austenitnim elektrodama i dobijaju se heterogeni spojevi.# Ovakvom čeliku npr. odgovara hemijski sastav :

C = 0,25‐0,3 % ; Mn = 0,7 % ; Si = 0,30 % ; Ni = 2,5‐3,5 % ; Cr = 1,0 % ; Mo = 0,2‐0,3 % i elektroda CrNi18/8# Austenitni dodatni materijal je sklon toplim prslinama pri hlađeno oko solidus linije.# Imamo difuziju elemenata iz osnovnog materijala " OM " ( naročito " C " ) ka granicama rastapanja i

obrazovanje krtih karbida ‐ jer je sadržaj " C " u OM znatno veći nego u šavu.# Auatenitna elektroda omogućuje dobijanje austenitno‐feritne strukture ‐ sprečava tople prsline.# Potrebno je dobiti metal šava sa 4 ‐ 7 % δ ferita # Za izbor austenitne elektrode koristimo " ŠEFLEROV DIJAGRAM ‐ ŠD ".

# Prvo se izračunavaju ekvivalenti nikla " Niek " i hroma " Crek " :

Mn Si Mo Nb0.000 0.000 0.000 0.000

Niek = Ni + 30 x C + 0,5 x Mn Crek = Cr + Mo + 1,5 x Si + 0,5 x Nb

Niek = 0 Crek = 0 Ovo je neka tačka "X" u martenzitnom delu ŠD.

# Odredimo I ucrtamo tačku " X " u dijagram

Mn Si Mo Nb0.000 0.000 0.000 0.000

# Računamo Niek i Crek i za sve austenitne elektrode koje zelimo da biramo kao moguće.

Niek = 0 Crek = 0 Ovo je neka tačka "Y" u austenitnom delu ŠD.

Cr0.000 0.000

Ni0.000

ZAVARLJIVOST NISKOLEGIRANIH SAMOZAKALJIVIH ČELIKA

UBACI PROCENTUALNE VREDNOSTI HEMIJSKIH ELEMENATA OM C

UBACI PROCENTUALNE VREDNOSTI HEMIJSKIH ELEMENATA ELEKTRODE C Ni Cr

0.000 0.000 0.000

Austenit + Ferit %

# Povlačimo više pravih linija i imaćemo više Y tačaka ‐ više mogućih elektroda ‐ računamo Niek, Crek za sve.# Biramo elektrodu koja će sa stepenom mešanja npr za ( Mig/Mag kratki spoj ) 10 ‐ 15 % dati 5 ‐ 10 % δ ferita.# U ovom slučaju to je tačka " V " tj elektroda koja ima Niek =15 i Crek = 22. # Stepen mešanaja OM i elektrode ‐ podelimo duz XY na 10 jednakih delova ‐ po 10 % mešanja.

Bliže tački Y je više materijala elektrode a bliže tački X je više OM.



Austenit + Ferit %

# Ovi čelici su dalja etapa u razvoju čelika povišene jačine u odnosu na mikrolegirane.# Englezi su počeli sa izradom ovog čelika pod nazivom FORTYWELD.# Osnovni legirajući elementi su Mo oko 0,5 % i B oko 0,003 %# " C " imaju do 0,18 % pri nešto povećanom sadržaju " Mn " i " Si ".# " Mo " i " B " u datim procentima obezbeđuju bejnitnu strukturu i pri veoma sporom hlađenju. # " Mn " i " Cr " obezbeđuju bejnitnu transformaciju na 600 do 300 ° C.# Ovi čelici imaju granicu tečenja 460 ‐ 600 Mpa po celom preseku lima debljine do 100 mm.# Dizalice, Železničke platforme, Transportne cisterne , Građevinske mašine# Ne primenjuju se za konstrukcije koje rade na niskim temperaturama.# Osnovni problem kod ovih čelika se ogledaju iz njihove sklonosti ka hladnim prslinama i padu

žilavosti u ZUT‐u.

# Problem zavarljivosti se kod ovih čelika rešava smanjenjem brzine hlađenja pomoću predgrevanja ili povečanja pogoske energije ( Iz , Uz , Manje Vz ). Obavezno treba imati dijagram kontinualnoghlađenja ‐ Kh dijagram. Kombinovati sa T800/500 .

# Ovi termički poboljšani čelici primenjuju se za Dizalice, Železničke platforme, Železničke cisterne građevinske mašine , rezervoare za gorivo , mostove, brodsku opremu i sl.

# Ovi čelici se kale na martenzitnu strukturu pa se nakon toga otpuštaju.# Kaljenje se obavlja mlazevima tekuće vode sa temperature oko 900 ° C do temperature od oko 300 ° C i to

ili odmah posle toplog valjanja ili se limovi ohlade do sobne temperature pa se naknadno zagrevaju do 900 °radi kaljenja.

# Otpuštanje se izvodi u protočnim pećima na temperaturama od 500 ‐ 700 ° C oko 1 h a zatim se hlađenjeobavlja na vazduhu.

# Većina ovih čelika je finozrna što znači da se kale sa temperature pri kojoj nastaju sitna austenitna zrna.

NISKOLEGIRANI POBOLJŠANI ČELICI ( Q + T ‐ quenching + tempering )

( Q + T ) ‐ Kaljenje + Otpuštanje

Rutilna elektroda 20 ‐ 35 ml/100grEPP ‐ čista žica i sušeni prah 5 ‐ 10 ml/100gr


Bazična elektroda sušena na 400 ‐ 500 ° C 3 ‐ 7 ml/100grBazična nesušena elektroda 12 ‐ 20 ml/100gr


ZAVARLJIVOST NISKOLEGIRANIH ČELIKA ‐ POVIŠENE JAČINE



BEJNITNI NISKOLEGIRANI ČELICI

# Pri izboru režima zavarivanja nije dovoljno da se uzme u obzir samo hemijski sastav , već i činjenica dasu korisne osobine postignute termičkom obradom poboljšanja ( kaljenjem + otpuštanjem ).

# Za svaki čelik iz ove grupe se mora definisati opseg variranja brzine hlađenja , odakle proizilaze i granične vrednosti pogonske energije ( Iz , Uz , Vz , η ). Eta ‐ koeficijent iskorišćenja postupka zavarivanja.

# Takođe se kod ovih čelika mora definisati vreme zadržavanja ZUT‐a iznad AC3 temperature

# Donja granična vrednost pogonske energije se određuje se iz uslova da se spreče hladne prsline a njenamaksimalna vrednost ( gornja ) kao i vreme zadržavanja iznad AC3 temperature iz uslova da se svedena najmanju meru pad jačine u delu ZUT‐a. Videti poglavlje " PRIMENA DIJAGRAMA KONTUNUALNOG HLAĐENJA ZA OCENU ZAVARLJIVOSTI "

KHZ dijagrami

# Bolji se rezultati kod ovih čelika postižu sa REL zavarivanjem i zavarivanjem u zaštiti gasova MIG , TIG.# Potrebno je da pogonska energija bude QL = 8 ‐ 12 KJ/cm za REL i 13 ‐ 30 KJ/cm za EPP.

QL = ( U x I / ( 1000 x Vz ) ) x η KJ / cm

U ‐ napon zavarivanja , I ‐ Struja zavarivanja , Vz ‐ brzina zavarivanja , eta ‐ koef. Iskor. Postupka

R B

0.9 0.8 1.0 0.85 0.75 0.65

# Varijacije QL su manje više ograničene tako da se sprečavanje hladnih prslina vrši predgrevanjem ,održavanjem međuprolazne temperature i ponekad dogrevanjem. Veoma je bitna i širina pojasa lokalnogpredgrevanja , jer i to utiče na brzinu hlađenja do 300 ° kao i na difuziju vodonika iz šava u ZUT. Ovo se naročito odnosi na prvi tj. koreni zavar kod koga je sklonost ka prslinama najveća.

# Primeri čelika iz ove grupe su :

Američka oznaka : " T1 " Poljska : 14HNMBCu Nemačka: St E 70 Rusija : " 15ГСМФР " Češka : 15.228 , 15.227.6 , 15.227.8 , 16.224

# Ovi čelici su niskougljenični " C ispod 0,2 % " ali zbog sadržaja drugih legirajućuh elemenata Mn , Ni , Cr , Mo, V , B dolazi do zakaljenja.





η

POSTUPCI ZAVARIVANJA I KOLIČINA DIFUNDOVANOG VODONIKA U METALU ŠAVA CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica 2 ‐ 7 ml/100grCO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100gr

RELPostupak zavarivanja EPP MAG MIG TIG

# Najviše se primenjuju u energetskoj industriji , petrohemiji i avio industriji.# Obično sadrže 0.1‐0.2 % C , 0.3‐0.6 % Mn , 0.1‐0.5 % Si , 0.7‐1.1 % Cr , 0.45‐1.1 % Mo , 0.03% S i P.# S obzirom na zavarljivost posebno se razmatraju čelici tipa :

0.5Cr‐0.5Mo ,1.25Cr‐0.5Mo , 2.25Cr‐1Mo , 4do6Cr‐0.5Mo i niskolegorani Cr‐Mo čelici za avio industriju.

# Čelik tipa 0.5Cr‐0.5Mo zavaruje se svim postupcima. Za tanje limove potrebno je predgrevanje na oko100 ° C a za deblje limove na 150 ‐ 200 ° C . Ponekad se posle zavarivanja spoj otpušta na 650 ° C utrajanju od 2 h i to kada treba omekšati šav. Primenjuju se dodatni materijali koji po svom hemijskom sastavu odgovaraju osnovnom materijalu.

# Čelik tipa 1.25Cr‐0.5Mo takodje se zavaruje uz predgrevanje na 200 ° C i bazičnom elektrodom.

# Čelik tipa 2.25Cr‐1Mo namenjen je za delove termocentrala koji rade na temperaturi višoj od 540 ° C. Preporučuje se predgrevanje na 150 ° C ( za limove debljine do 10 mm ) , zatim naknadno zagrevanjepri 730 ° C i otpuštanje na 650 ° C u trajanju od 0.5 h. Sve ovo neposredno posle zavarivanja ‐ bezhlađenja čelika ‐ odmah nakon zavarivanja.

# Čelik tipa 4do6Cr‐0.5Mo se dosta promenjuje za opremu u naftnoj industriji. Elektrode se biraju premahemijskom sastavu čelika ili se zavaruje austenitnim elektrodama.

# Potrebna temperature predgrevanja se računa po metodi Seferijana ‐ dole :

HROM ‐ MOLIBDEN ČELICI " Cr ‐ Mo ČELICI "

Mn Si Mo V Ni Cu

0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

# Zavarljivost se procenjuje prema obrascima ‐ već prema legirajućim elementima koje poseduje :CE1=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15 CE2=C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14

CE3=C+Mn/20+Ni/15+(Cr+Mo+V)/10

CE1 = 0.000 CE2 = 0.000 CE3 = 0.000

CEusvojeno = 0.367

# Unesite debljinu materijala : S = 10.0 mm



# Obavezno raditi sa temperaturom međuprolaza. Paziti na veoma veliku aktivnost između Cr i C i O .


C Cr

0.000 0.000

CrC ‐ karbidi na granicama zrna , CrO ‐ oksid ‐ crnilo oko šava.


Mn Si Mo Nb0.150 0.100 0.100 0.050


CO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100gr



6 ‐ 12 ml/100gr


CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica 2 ‐ 7 ml/100gr

UBACI PROCENTUALNE VREDNOSTI HEMIJSKIH ELEMENATA OM

ZA ZAVARIVANJE AUSTENITNOM ELEKTRODOM KORISTIMO " ŠEFLEROV DIJAGRAM ‐ ŠD "

C Ni Cr


Bazična elektroda sušena na 100 ‐ 150 ° C

0.120 1.000 0.100

Niek = 4.675 Crek = 0.375 Ovo je neka tačka "X" u martenzitnom delu ŠD.


Mn Si Mo Nb0.150 0.100 0.100 0.050

# Rčunamo Niek i Crek i za sve austenitne elektrode koje zelimo da biramo kao moguće.

Niek = 4.675 Crek = 0.375 Ovo je neka tačka "Y" u austenitnom delu ŠD.

0.120 1.000 0.100


# Povlačimo više pravih linija i imaćemo više Y tačaka ‐ više mogućih elektroda ‐ računamo Niek, Crek za sve.# Biramo elektrodu koja će sa stepenom mešanja ( npr. Za obloženu elektrodu ) 15 ‐ 30 % dati 5 ‐ 10 % δ ferita.# U ovom slučaju to je neka tačka " V " tj elektroda koja ima Niek =15 i Crek = 23. # Stepen mešanaja OM i elektrode ‐ podelimo duz XY na 10 jednakih delova ‐ po 10 % mešanja.



‐ Gasno navarivanje: 5‐10%,MIG/MAG sprej transfer 25 35%

Austenit + Ferit %

‐ MIG/MAG sprej transfer: 25‐35%,‐ MIG/MAG transfer kratkim spojem: 10‐15%,‐ Samozaštitne žice: 15‐30%,‐ EPP: 30‐40%,‐ Obložena elektroda: 15‐30%,‐ Cevasta elektroda: 10‐20%,‐ Navarivanje trakom pod praškom: 7%

# Visokolegirani ćelici se prema rasporedu " C " i " Fe " u kristalnoj rešetki dele na :FERITNE AUSTENITNE MARTENZITNE TALOŽNO OJAČANE

# Sadrže veoma malo " C ", a " Cr " preko 12.5 % što je uslov za korozionu otpronost. Ne otvrdnjavajutermičkom obradom već ojačavaju preradom na hladno ( valjanjem , dubokim izvlačenjem ). Isporučuju senajčešće u obliku cevi , profilisanih cevi , debelih limova , traka , profilisanih nosača ,žica.

# Feritničelici imaju prostorno centriranu kubnu rešetku.

# Imaju površinski centriranu kubnu rešetku.# Ovi čelici se često nazivaju 18/18 čelici jer sadrže oko 18% Cr , 8 % Ni i veoma malo " C ".

na hladno. # Austenitni čelici mogu da sadrže manje " Ni " ali sa dodatkom " Mn " ‐ tada su jeftiniji.# Sa gledišta zavarivanja ovi čelici pri hlađenju sa veoma visokih temperatura postaju meki i veoma

plastični ( ne mogu da se zakale ).# Ovi čelici imaju veliku sposobnost oblikovanja deformisanjem.# Upotrebljavaju se u hemijskoj industriji za ukrasne elemente prehrambena industrija kuhinjski pribor i sl

OCENA ZAVARLJIVOSTI VISOKOLEGIRANIH ČELIKA

FERITNI ČELICI

AUSTENITNI NERĐAJUĆI ČELICI

# Upotrebljavaju se u hemijskoj industriji , za ukrasne elemente , prehrambena industrija , kuhinjski pribor i sl.

# Sadrže 12 ‐ 17 % Cr i 0.15 ‐ 1.0 % C što omogućuje postizanje martenzitne strukture čak i pri veomasporom hlađenju. Ovi čelici se pri hlađenju ponašaju slično ugljeničnim i niskolegiranim čelicima.

# Otpornost na koroziju i sposobnost plastičnog oblikovanja daleko ispod feritnih i austenitnih čelika.# Primenjuju se za razne mašinske delove ( osovine za pumpe , ventile , kuglice za ležišta ) , noževe

lovačke noževe , hirurški pribor itd.

# To su Cr‐Ni legure namenjene za zupčanike, ekscentre, delove za avione , turbine , kosmičku tehniku.

# Za zavarene konstrukcije u energetici i hemijskoj industriji najviše se primenjuju :Austenitni čelici : 18Cr‐Ni , 20Cr‐10Ni , 20Cr‐NiVatrootporni čelici : 20Cr‐12Ni Čelik postojan na visokim temperaturama : 25Cr‐20Ni.

MARTENZITNI NERĐAJUĆI ČELICI

TALOŽNO OJAČANI ČELICI

Opšte osobine visokolegiranih čelika

# Auatenitni čelici imaju manju termičku provodnost i veči koeficijent linearnog termičkog širenja.Ovo stvara velike sopstvene napone i deformacije.Takođe su zbog istog skloni toplim prslinama u šavu i ZUT‐u i međukristalnoj koroziji zbog izlučivanjakarbida na granicama zrna.Takođe su skloni krtosti na visokim temperaturama zbog obrazovanja " σ " faze ( CrFe ‐ krto jedinjenje ).

# Sadržaj " δ " ferita se ograničava na 10 % jer on smanjuje plastičnost metala šava

Mn Si Mo Nb0.000 0.000 0.000 0.000


CO2 ili Ar ili smeša ‐ čista žica 2 ‐ 7 ml/100gr

EPP ‐ čista žica i sušeni prah 5 ‐ 10 ml/100grEPP ‐ prljava žica i nesušeni prah

CO2 ili Ar ili smeša ‐ prljava žica 6 ‐ 12 ml/100grBazična elektroda sušena na 400 ‐ 500 ° C 3 ‐ 7 ml/100gr


ZA ZAVARIVANJE AUSTENITNOM ELEKTRODOM KORISTIMO " ŠEFLEROV DIJAGRAM ‐ ŠD "

UBACI PROCENTUALNE VREDNOSTI HEMIJSKIH ELEMENATA OM C Ni Cr

10 ‐ 25 ml/100gr


0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000


Niekom = 0 Crekom = 0 Ovo je neka tačka "X" u austenitnom delu ŠD.


Mn Si Mo Nb0.000 0.000 0.000 0.000

# Računamo Niek i Crek i za sve austenitne elektrode koje zelimo da biramo kao moguće.

Niekel = 0 Crekel = 0 Ovo je neka tačka "Y" u austenitnom delu ŠD.

0.000 0.000 0.000


# Povlačimo više pravih linija i imaćemo više Y tačaka ‐ više mogućih elektroda ‐ računamo Niek, Crek za sve.# Biramo elektrodu koja će sa stepenom mešanja ( npr. Za EPP ) 30 ‐ 40 % dati 5 ‐ 10 % δ ferita.# U ovom slučaju to je neka tačka " V " tj elektroda koja ima Niek =15 i Crek = 23. # Stepen mešanaja OM i elektrode ‐ podelimo duz XY na 10 jednakih delova ‐ po 10 % mešanja.


# Usvojite željeni sadržaj δ ferita u metalu šava δ = 7 %

# Prema Seferijanu sadržaj δ ferita u MŠ se izračunava prema : δ = 3 x ( Crekom Crc ) %

Austenit + Ferit %

# Prema Seferijanu sadržaj δ ferita u MŠ se izračunava prema : δ = 3 x ( Crekom ‐ Crc ) %Crc = 0.93 x Niekom + 6.7 Crc = 6.7

Najbolji procenat δ ferita je 7 % . Idemo na stranicu sa šeflerovim dijagramom.



# Osnovni energetski parametri elektrolučnog zavarivanja su povezani pomoću " LINIJSKE ENERGIJE ZAVARIVANJA " - " Ql " Ql = ( Uz x Iz ) / Vz x ηVz - brzina zavarivanja " cm/s " Uz - napon zavarivanja " V "Iz - struja zavarivanja " A " η - faktor iskorišćenja postupka zavarivanja

R B0.9 0.8 1.0 0.85 0.75 0.65

# Ql je povezano i sa vremenom T8/5 tako da se izvučene vrednosti za T8/5 može dobiti prepo-ručena vrednost Ql a preko istog i Iz , Uz , Vz.

# Osnovni energetski parametri REL - 111 zavarivanja a to su jačina struje " Iz " i napon zavarivanja " Uz " zavise uglavnom od prečnika i vrste elektrode. Isti su sa graničnim vrednostima napisani napakovanjima elekroda ali približne vrednosti su sledeće :Iz = ( 20 - 25 ) x d ( A ) Za d ( prečnik elektrode ) < 4 mmIz = ( 35 - 50 ) x d ( A ) Za d ( prečnik elektrode ) 4 ‐ 5 mmIz = ( 15 + 6 x d ) x d ( A ) Za d ( prečnik elektrode ) > 5 mmUz = 20 + 0.04 x Iz ( V ) ili Uz = 12 + ( l x d )/10 * Iz/A ( V )

l - dužina luka l = d za rutilne elektrode l = d/2 za bazicne elektrodeA ‐ Površina poprečnog jezgra elektrode ( mm2 ). A= d^2 x Pi/4 ( mm2 )

22 ‐ 25 17 ‐ 20 12 ‐ 15 11 ‐ 14 10 ‐ 13 9 ‐ 12

1,5 2,5 ‐ 2 3,25 4,0 5,0 6,0

# Struja zavarivanja " Iz " se izračunava po obrascu Iz = Pi/4*de^2* ∆IzUbaci de = 4 mm Minimalna struja je : Izmin = 150.7 AUbaci ∆Iz min = 12 A/mm2Ubaci ∆Iz max = 15 A/mm2 Maksimalna struja je: Izmax = 188.4 A

U praksi se za brzo određivanje struje zavarivanja koristi obrazac Iz = 50 * ( de - 1 ) (A)# Napon zavarivanja se izračunava po obrascu Uz = 20 + 0,04 x Iz

Uzmin = 26.0 V Uzmax = 27.5 V

# Ubacite brzinu zavarivanja cm /min Vzmin = 32.0 cm/minVzmax = 41.0 cm/min

# Ubacite stepen iskorišćenja postupka η = 0.90# Pogonska energija Ql je onda Ql = ( Uz x Iz ) / Vz x η

Qlmin = 5167.0 J/cm Qlmax = 8754.4 J/cm

# Za zavarivanje u vertikalnom položaju treba smanjiti " Iz " za 10% do 15%# Za zavarivanje u nadglavnom položaju treba smanjiti " Iz " za 15% do 20%# Za zavarivanje sa elektrodom sa železnim prahom u oblozi treba povećati " Iz " za oko 25%# Za zavarivanje CrNi čelika treba smanjiti " Iz " za 20% do 30% ( zavisno od položaja )

MIG TIG

PARAMETRI " REL ‐111 " ZAVARIVANJA

Gustina struje zavarivanja ΔIz ( A/mm2 )

Prečnik jezgrda elektrode de ( mm )

η

Postupak zavarivanjaREL

EPP MAG

# Osnovni energetski parametri elektrolučnog zavarivanja su povezani pomoću " LINIJSKE ENERGIJE ZAVARIVANJA " - " Ql " Ql = ( Uz x Iz ) / Vz x ηVz - brzina zavarivanja " cm/s " Uz - napon zavarivanja " V "Iz - struja zavarivanja " A " η - faktor iskorišćenja postupka zavarivanja

R B0.9 0.8 1.0 0.85 0.75 0.65

# Ql je povezano i sa vremenom T8/5 tako da se izvučene vrednosti za T8/5 može dobiti prepo-ručena vrednost Ql a preko istog i Iz , Uz , Vz.

# Osnovni energetski parametri MIG - MAG zavarivanja a to su jačina struje " Iz " i napon zavarivanja " Uz " zavise uglavnom od prečnika i vrste elektrodne žice i brzine dovođenja žice.

Uz = 14 + 0.05 x Iz ( V )

# Sa dijagrama zavisnosti i tabela unesite minimalnu Minimalna struja je : Izmin = 160 Ai maksimalnu vrednost struje zavarivanja

Maksimalna struja je: Izmax = 180 A

# Napon zavarivanja se takođe uzima iz tabela i dijagrama zavisnostiUbacite vrednosti napona zavarivanja :

Uzmin = 20.0 V Uzmax = 22.0 V

RELEPP MAG MIG TIG

PARAMETRI " MIG ‐ MAG " ZAVARIVANJA

Postupak zavarivanja

η

# Ubacite brzinu zavarivanja m / h Vzmin = 30.0 cm/min = 18 m/hVzmax = 35.0 cm/min 21 m/h

# Ubacite stepen iskorišćenja postupka η = 0.75

# Ubacite brzinu dovođenja žice m /min Vžmin = 300.0 m/h 5 m/min 500.0 cm/minVžmax = 420.0 m/h 7 m/min 700.0 cm/min

# Pogonska energija Ql je onda Ql = ( Uz x Iz ) / Vz x η


# Za zavarivanje u vertikalnom položaju treba smanjiti " Iz " za 10% do 15%# Za zavarivanje u nadglavnom položaju treba smanjiti " Iz " za 15% do 20%# Za zavarivanje sa elektrodom sa železnim prahom u oblozi treba povećati " Iz " za oko 25%# Za zavarivanje CrNi čelika treba smanjiti " Iz " za 20% do 30% ( zavisno od položaja )

Specificna težina zavara je ( kg/m3 ) ϒ = 7850 Kg/m3 = 7.85 gr/cm3Površina poprečnog preseka zavara je ( mm2 ) Az min= 22.000 mm2

Az max= 26.400 mm2

# Količina pretopljene žičane elektrode u vremenu je " Mež " sa dijagrama uzeti u zavisnosti od " Iz ",

# Ubacite vrednost količine istopljenog metala žice sa dijagrama ( Kg/h ) Mžd min= 2.2 Kg/hsa donjeg dijagrama. Mžd max= 2.7 Kg/h

Mežmin = 0.61 gr/sec Mežmin = 2.20 Kg/hMežmax = 0.75 gr/sec Mežmax = 2.70 Kg/h

# Unesite prečnik elektrodne žice koja se koristi De = 1.0 mm

# Brzina zavarivanja je Vz = Mežx3600/(Azxϒ) Vzmin = 10.6 m/hVzmax = 15.6 m/h

# Brzina dovođenja žice m / h Vžmin = 396.7 m/h = 6.6 m/minVžmax = 486.8 m/h = 8.1 m/min

# Temperaturski ciklus bilo koje tačke ZUT-a određen je brzinom zagrevanja , maksimalnom temperaturom , brzinom hlađenja i vremenom zagrevanja iznad odredjene temperature.

# Neke konstante čelika potrebne za donje proračune su :ρ = 7.6 - 7.65 g/cm3 usvojeno ρ = 7.63 g/cm3λ = 0.25-0.35 J/(cmsC) usvojeno λ = 0.30 J/(cmsC)c = 0.75-0.90 J/(gC) usvojeno c= 0.80 J/gC

Koeficijenti su za područje 800 do 500 ° C usvojeno ρ*c = 6.00 J/(cm3C)

< 500 > 500

0.35 0.3

0.5 0.38

6.0 5.0

4.0 4.0

# Brzina hlađenja od temperature " T " do neke temperature " To " (( To - temperatura pred-grevanja ili temperatura okoline ili Tmeđusloja ili neka druga temperatura ) . " T " može da bude bilo koja temperatura od koje tražimo brzinu - obicno se traži od 800 jer je područje 800 - 500 pravo područje." T " - ako se traži kritična brzina hlađenja onde je to temperatura najmanje stabilnosti austenita " Ms ".

λ , J / ( cm*s*C )

ρ * c , J / ( cm3*C )ΔT = 800 ‐ 500 ° C

T = 300 ° C

PRIMENA DIJAGRAMA KONTINUALNOG HLAĐENJA ČELIKA ZA OCENU ZAVARLJIVOSTI

VREDNOST NEKIH TERMOFIZIČKIH KONSTANTI

Zatezna čvrstoća čelika Rm , MPa

ΔT = 800 ‐ 500 ° C

T = 300 ° C

T - ako se traži kritična brzina hlađenja onde je to temperatura najmanje stabilnosti austenita Ms .Parametar " Px " određuje da li su limovi tanki ili debeli T= 470 ° C

Px = ρ x c x s2 x(T-To)/(Ql x N3) UbaciTo= 150 ° C

Px max= 1.029 Px min= 0.600Za Px > 0,9 imamo debeo lim a za Px < 0,33 imamo tanak lim

Brzina hlađenja za tanak lim Px < 0,33 Vh = 2xPixλxρxcxs2x(T-To)^3/(Ql^2xN2) Vhmin = 41.2 ° C/sVhmax = 121.0 ° C/s

Brzina hlađenja za debeo lim Px > 0,9 Vh = 2xPixλ(T-To)^2/(QlxN3) Vhmin = 32.15 ° C/sVhmax = 55.12 ° C/s

Brzina hlađenja za srednji lim Vh = 2xKxPixλ(T-To)^2/(QlxN3) Vhmin = 11.25 ° C/s0,33 < Px < 0,9 K = 0.35 Vhmax = 19.29 ° C/s

Ubacite vrednost Qlmin = 3500 J/cm Ubacite debljinu materij. S = 20 mmVzmin = 0.4 cm/sQlmax = 6000 J/cmVzmax= 0.5 cm/s

# Izračunavanje granične debljine " Sgr " Sgr = ( ( Ql/(Vz x 2 x ρ x c ) x ( 1/ (500 - To ) + 1/ ( 800 - To ) ) ^1/2

Uporediti ove brzine hlađenja sa brzinom hlađenja sa KH dijagrama. Vhmax mora da bude manje od brzine pročitane sa KH dijagrama.

V h sa dijagrama = 45 > Vhmax

Sgrmin = 1.601 cm = 16.01 mm

Sgrmax = 2.344 cm = 23.44 mm

# Ako je S < Sgr imamo tanak lim i koristimo obrazac T8/5 = Ql^2/(4 x 3.14 x λ x ρ x c x s^2) x ( (1/(500-To))^2 - (1/(800-To))^2)

T8/5min = 0.79 s T8/5max = 2.31 s

# Ako je S > Sgr imamo debeo lim i koristimo obrazac T8/5 = Ql/(2 x 3.14 x λ ) x ( (1/(500-To)) - (1/(800-To)))

T8/5min= 2.45 s T8/5max = 4.20 s

# Preko Ql tj. Iz , Uz , Vz -naročito mozemo postici T8/5 za dobijanje povoljne strukture.

# Možemo i preko izvučene vrednosti T 8/5 sa dijagrama dobiti potrebnu energiju Ql

Ubaci T 8/5min sa dijag. = 5 s Ubaci T 8/5max sa dijag. = 7 s

# Ako je S < Sgr imamo tanak lim i koristimo obrazac T 8/5 = Ql^2/(4 x 3.14 x λ x ρ x c x s^2) x ( (1/(500-To))^2 - (1/(800-To))^2)


# Ako je S > Sgr imamo debeo lim i koristimo obrazac T8/5 = Ql/(2 x 3.14 x λ ) x ( (1/(500-To)) - (1/(800-To)))


# Ubaci usvojeno Ql min = 4100 J/cm Ql max = 4300 J/cm

# Ubacite parametre : 190 A Izmax = 200 A22 V Uzmax = 26 V

0.75

# Prema svim ostali izabranim parametrima potrebna je brzina zavarivanja " Vz "

Vzmax= 0.95 cm/s = 57.07 cm/min = 34.24 m/h

Vzmin = 0.73 cm/s = 43.74 cm/min = 26.25 m/h

Struja zavarivanja Izmin =Napon zavarivanja Uzmin =

Stepen iskor. Post. η =

N2 N3

1.00 1.00

0.60 0.60

1.50 1.50

0.90 0.90

0.75 0.750.25 0.45 0.970.50 0.52 0.890.75 0.59 0.781.00 0.67 0.67

KOREKCIONI FAKTORI OBLIKA ZAVARENOG SPOJA

TIP SPOJA

Zavar na punom limu odozgo bez pripreme

Srednji zavar na spojenom limu sa V pripremom

Koreni zavar na debelom limu

Zavari ispune kod višeslojnog

Koreni zavar kod X zavara

Ugaoni spoj . " a " je

debljina gornje ( tanje )

ploče a " s " je debljina

donje ( deblje ) ploče

a / s

Px K0,35 0,350,4 0,40,5 0,550,6 0,70,7 0,850,8 0,90,85 0,92

Korekcioni koeficijent

Ubaci korekcioni faktor N2 = 1.00Ubaci korekcioni faktor N3 = 1.00

# Unestite debljinu materijala u mm : S = 30 mm# Unestite procenjenu količinu difundovanog " H " ml/100gr : H = 7 ml/100gr

# Faktor krutosti zavarenog spoja je K = 70 * s K = 2100

C Mn Si Cu Cr Ni Mo V B0.130 1.180 0.050 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Pcm = C + Si/30 + (Mn + Cu + Cr )/20 + Ni/60 + ( Mo + V ) /15 + 5 x B Pcm = 0.191

# Za K manje ili jednako 1300 koristi se obrazac " 1 " a za K veće od 1300 koristi se obrazac " 2 "

1 . Php = Pcm+K/40000+0,015xlog H/2,77 2 . Php = Pcm+K/40000+0,015xlog H/2,77

Php = 0.24921 Php = 0.273360.57

# Za vrednost Php ≤ 0,24 spoj je otporan prema hladnim prslinama.# Za vrednost Php > 0,24 potrebno je predgrevanje do temperature :

Tp = 1600 x Php - 308 Tp = 604 ° CKombinovati ovu temperaturu sa međuprolaznom temperaturom - uvek.

# Unestite debljinu materijala u mm : S = 30 mm# Unestite procenjenu količinu difundovanog " H " ml/100gr : H = 7 ml/100gr

C Mn Si Cu Cr Ni Mo V B0.130 1.180 0.050 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

Pcm = C + V/10 + Mo/15 + ( Mn + Cu + Cr )/20 + Ni/60 + 5 x B Pcm = 0.189

1 . Pc= Pcm+s/600+H/60 Pc = 0.35567

# Za vrednost Pc ≤ 0,25 spoj je otporan prema hladnim prslinama.# Za vrednost Pc 0,25 - 0,4 a potrebno je predgrevanje do temperature :

Tp = 1440 x Php - 392 Tp = 120.16 ° CKombinovati ovu temperaturu sa međuprolaznom temperaturom - uvek.Za tačnije određivanje " Tp " izvan oblasti Php > 0,4 tj. za obast 0,2 - 0,5 koristi se obrazac :

Tp = 350 x (1-e^(-5x(Php-0,27)) Tp = 121.94 ° C

# Odsustvo hladnih prslina nije dovoljan uslov za kvalitetena zavareni spoj.

C-Mn čelici , mikrolegirani čelici , niskolegirani čelici

Usvojena vrednost Php =

Niskolegirani čelici - Japanski autori

PARAMETARSKE JEDNAČINE HLADNIH PRSLINA

Važan je i zahtev ZADRŽATI MEHANIČKE OSOBINE ZAVARENOG SPOJA .

# Minimalna brzina hlađenja " Vhmin " pri kojoj se garantuje udarna žilavost na - 40 ° C je : Vhmin = -3,1 + 19,2 x Pcm Vhmin = 0.53 °C/sVhmin - najsporije hlađenje

# Temperatura predgrevanja određena na neki od prethodnih načina za čelike povišene jačine i niskolegirane čelike ne bi smela da bude viša od temperature početka martenzitne transformacije.

" T " mora biti manje ili jednako " Ms "Jer bi u protivnom mogle nastati vruće - likvacione prsline

# Ako se za osnovni materijal ne raspolaže KHZ dijagramon može se računski odrediti " Ms ".Temperatura početka martenzitne transformacije " Ms " se određuje : To je i temperatura početka razlaganja pothlađenog austenita - najmanje stabilnosti austenita.Za ugljenične i niskolegirane čelike Ms = 539 - 423xC - 30.4xMn - 17.7xNi - 12.1xCr - 7.5xMo

Ms = 471.538 ° C

Za čelike povišene jačine Ms = 550 - 361xC - 39xMn - 20xNi - 39xCr - 28xMoMs = 457.05 ° C

# Ako je proračunata " Tp " veća od 300 ° C ili veća od " Ms " temperature , za dati spoj , usvojenutehnologiju zavarivanja i dati čelik moraju uraditi tehnološke probe za ocenu sklonosti ka hladnimprslinama . NPR. TEKKEN proba.

# Sve parametarske jednačine su informativnog i upozoravajućeg karaktera i uglavnom služeza racionalizaciju skupih tehnoloških proba.

# Unesite procente hemijskih elemenata relevantnih za tople prsline :Čelik 1 :

C Mn Si Cu Cr Ni Mo V S P0.140 1.280 0.050 0.200 0.100 1.000 0.010 0.000 0.010 0.100

# Prema Ruskim izvorima , sklonost ugljeničnih čelika ka vrućim prslinama se određuje preko :

CEm = C + 2xS + P/3 + (Si-0.4)/10 + (Mn-0.8)/12 + Ni/12 + Cu/15 + (Cr-0.8)/15CEm = 0.248

Čelici koji imaju CEm > 0.45 % sklini su toplim - likvacionim prslinama

# Prema Japanskim izvorima , sklonost ugljeničnih čelika ka vrućim prslinama se određuje preko :HCS = ((C x ( S + P + Si/25 + Ni/100 ) x 10^2)/(3 x Mn + Cr + Mo + V )

HCS = 0.4324Ugljenični i niskolegirani čelici su skloni toplim prslinama ako je HCS > 4Čelici povišene jačine imaju oštriju granicu: HCS > 2 za tanke limove , HCS > 1,6 za debele limove

# U svrhu poređenja čelika iste klase određuje se temperaturni interval kristalizacije ΔT = Tl - Ts gde je " Tl " likvidus temperatura ( topljenja ) a " Ts " solidus temperatura ( očvršćavanja ).Takođe se određuje i kritična brzina deformisanja " Vkrd ".

# Čelici sa malim " ∆T " se zavaruju primenom dodatnog materijala sličnog osnovnom i to je takozvani homogeni spoj .

# Čelici sa većim " ∆T " se zavaruju primenom specijalnog dodatnog materijala da bi se u šavu smanjila " ∆T " i to je takozvani heterogeni spoj ( Šeflerov dijagram ) - npr. Visokolegirani čelici.Na ovaj način se stvara eutektička ispuna koja zaceljuje početne prsline.Čelik 2 :

C Mn Si Cu Cr Ni Mo V S P0.200 1.280 0.000 0.200 0.100 1.000 0.000 0.000 0.007 0.050

Čelik 3 :C Mn Si Cu Cr Ni Mo V S P

0.090 1.280 0.000 0.200 0.100 1.000 0.000 0.000 0.005 0.100

ΔT = 238 x S + 56.7 x C - 3.6 x Mn Vkrd = 27.7 - 76 x C - 184 x S + 24 x MnΔTč1= 5.71 ° C ΔTč2= 8.398 ° C ΔTč3= 1.685 ° C

Vkrdč1= 45.94 mm/min Vkrdč2= 41.932 mm/min Vkrdč3= 50.66 mm/min

ΔT = 609xS+113xC+20xSi-8.7xMn-14xMo Vkrd = 19-42xC-411xS-3.3xSi+5.6xMn+6.7xMoΔTč1= 11.634 ° C ΔTč2= 15.727 ° C ΔTč3= 2.079 ° C


ΔT = 609xS+113xC+20xSi-8.7xMn-14xMo Vkrd = 54 - 2.6 x ∆T + 0.034 x ∆T^2ΔTč1= 11.634 ° C ΔTč2= 15.727 ° C ΔTč3= 2.079 ° C


# Iz čelika iste klase otporniji je onaj koji ima manje " ΔT " a veće " Vkrd ".

Za visokolegirane čelike imamo sledeće obrasce :

PARAMETARSKE JEDNAČINE TOPLIH - LIKVACIONIH PRSLINA

Za ugljenične čelike imamo sledeće obrasce :

Za legirane čelike imamo sledeće obrasce :

# Japanski istraživači su , polazeći od činjenice da lamelarno cepanje kod debelih čeličnih limova nastaje usled tankih sulfidnih uključaka i dejstva napona . Izveli sledeću jednačinu :

PL = C + Si/30 + ( Mn+Cu+Cr)/20 + Ni/60 + (Mo+V)/15 + 5xB +H/60 +6xS# Unesite procente hemijskih elemenata relevantnih za lamelarne prsline :

C Mn Si Cu Cr Ni Mo V S B0.140 1.400 0.150 0.020 0.020 0.100 0.010 0.000 0.008 0.010

# Unestite procenjenu količinu difundovanog " H " ml/100gr : H = 3 ml/100gr

PL = 0.3673# Čelik je otporan na lamelarno cepanje ako je PL manje ili jednako 0.4 .

# Dobijene vrednosti za " PL " su informativnog i upozoravajućeg tipa i ukazuju da treba uradititehološku probu ocene ka lamelarnim prslinama :Probe su : Det Norske Veritas , Granfield i sl. kao i ispitivanje zatezanjem epruvete isečene u pravcu debljine lima.

# U literaturi je dato više jednačina bilo za ocenu sklonosti čelika ka naprslinama žarenjaili za međusobno poređenje različitih čelika prema toj sklonosti.

# Unesite procente hemijskih elemenata relevantnih za prsline žarenja :Čelik 1 :

C Mn Ti Cu Cr Nb Mo V Sn Al0.140 1.400 0.015 0.020 1.600 0.010 0.100 0.010 0.008 0.010

# Za čelik koji sadrži C ≤ 0.18 % , Cr ≤ 1.5 % preporučuje jednačina :ΔG = Cr + 3.3xMo + 8.1xV - 2 ∆G = 0.011

Čelici sa ∆G ≥ 0 skloni su visokotemperaturskim naprslinama žarenja , mada se isti kriterijum uz određene rezerve može prihvatiti i za niskotemperaturske.Isto tako se uzima da je čelik sa ∆G = 0 - 1 sklon ka naprslinama ispod navara - usled spontanog zagrevanja prethodnih zavara pri višeslojnom zavarivanju ( što je slično žarenju ).

# Čelici hemijskog sastava C=0.1-0.25% , Cr=0-1.5% , Mo=0-0.2% , Cu=0.1% , (V,Nb,Ti)=0-0.15%

Pz = Cr + Cu + 2xMo + 10xV + 7xNb + 5xTi - 2 Pz = 0.065# Za međusobno poređenje koji je čelik skloniji prslinama žarenja služi obrazac :

Čelik 2 :C Mn Ti Cu Cr Nb Mo V Sn Al

0.140 1.400 0.015 0.100 1.600 0.010 0.100 0.010 0.008 0.010Čelik 3 :

C Mn Ti Cu Cr Nb Mo V Sn Al0.140 1.400 0.015 0.020 1.600 0.010 0.100 0.010 0.100 0.010

SPč1 = 0.561 SPč2 = 0.641 SPč3= 0.285Čelik sa većom vrednošću " SP " je više osetljiv na prsline žarenja.

# Proba koja se upotrebljava je " BWRA " proba.

PARAMETARSKE JEDNAČINE LAMELARNIH PRSLINA - Lam. Cepanje

skloni su ka naprslinama oba vida ako je Pz > 0 :

SP = 0.4xMn + Cu + 5xAl - 3x(Ti+Sn)

PARAMETARSKE JEDNAČINE PRSLINA ŽARENJA

Čelika - alatistherm.co.rs celika.pdf · bez razaranja iste ( tj. zavarenih spojeva ) , može...

Documents