Kada je riječ o zavarenim spojevima, jedno pitanje koje se često postavlja je: "Kada je potrebno prethodno zagrijavanje?" Kao dobavljač zavarenih spojeva dosta sam se bavio ovim pitanjem i ovdje sam da podijelim neke uvide.
Prvo shvatimo što je predgrijavanje. Predgrijavanje je proces zagrijavanja osnovnog metala prije zavarivanja. Pomaže usporiti brzinu hlađenja zavara, što može spriječiti hrpu problema poput pucanja, vodikove krtosti i loše kvalitete zavara.
Čimbenici koji određuju potrebu za predgrijavanjem
Vrsta materijala
Vrsta materijala koji se zavaruje je glavni faktor. Na primjer, čelici s visokim udjelom ugljika i legirani čelici skloniji su pucanju. Ovi materijali imaju veću kaljivost, što znači da mogu postati vrlo tvrdi i krhki kada se prebrzo ohlade nakon zavarivanja. Dakle, prethodno zagrijavanje je obično potrebno za ove vrste čelika.
Recimo da radite s čelikom s visokim udjelom ugljika. Bez prethodnog zagrijavanja, brzo hlađenje zavara može uzrokovati stvaranje martenzita, vrlo tvrde i lomljive mikrostrukture. To može dovesti do pukotina u zavarivanju i osnovnom metalu. Predgrijavanjem možemo kontrolirati brzinu hlađenja i izbjeći stvaranje martenzita.
S druge strane, materijali poput mekog čelika uglavnom ne zahtijevaju prethodno zagrijavanje u većini slučajeva. Blagi čelik ima niži sadržaj ugljika i manja je vjerojatnost da će tijekom hlađenja stvoriti tvrde i lomljive mikrostrukture. Međutim, ako je debljina mekog čelika vrlo velika ili su uvjeti zavarivanja ekstremni, prethodno zagrijavanje ipak može biti potrebno.
Debljina materijala
Deblji materijali imaju tendenciju bržeg hlađenja tijekom zavarivanja. Kada zavarite debeli komad metala, toplina iz zavara može se brzo raspršiti u okolni metal, uzrokujući brzo hlađenje. Ovdje je predgrijavanje korisno. Prethodnim zagrijavanjem materijala možemo smanjiti temperaturnu razliku između zavara i osnovnog metala, što usporava brzinu hlađenja.
Na primjer, ako zavarivate debelu ploču od legiranog čelika, prethodno zagrijavanje može spriječiti stvaranje pukotina uslijed brzog hlađenja. Što je materijal deblji, to bi trebala biti viša temperatura predgrijanja. Ali važno je napomenuti da predgrijavanje treba biti u razumnom rasponu. Pregrijavanje također može uzrokovati probleme poput rasta zrna i smanjenih mehaničkih svojstava.
Postupak zavarivanja
Različiti postupci zavarivanja imaju različite unose topline. Neki procesi, kao što je zavarivanje zaštićenim metalnim lukom (SMAW), imaju relativno nizak unos topline u usporedbi s postupcima kao što je zavarivanje pod praškom (SAW). Pri korištenju postupka s malim unosom topline, zavar se brže hladi, a prethodno zagrijavanje može biti potrebnije.
Na primjer, ako koristite SMAW za zavarivanje debelog komada čelika visoke čvrstoće, prethodno zagrijavanje može osigurati da zavar ima dovoljno vremena da se ispravno skrutne bez pucanja. S druge strane, ako koristite proces s visokim unosom topline kao što je SAW, toplina iz samog procesa može održati toplinu zavara i osnovnog metala dulje vrijeme, smanjujući potrebu za predgrijavanjem u nekim slučajevima.
Vrste zavarenih spojeva i predgrijavanje
Ujedinjeni zavareni spoj
AUjedinjeni zavareni spojčesto se koristi za spajanje dviju cijevi ili komponenti. Potreba za predgrijavanjem u zavarenom spoju ovisi o čimbenicima o kojima smo ranije govorili. Ako su cijevi izrađene od visokougljičnog ili legiranog čelika i debele, vjerojatno je potrebno prethodno zagrijavanje.
Prethodno zagrijavanje može pomoći u osiguravanju dobre veze između dva dijela i spriječiti pucanje. Također pomaže smanjiti zaostala naprezanja u spoju, što može poboljšati ukupnu čvrstoću i trajnost zavarenog spoja.
Ravni zavareni spoj
Ravni zavareni spojevise obično koriste u strukturnim primjenama. Slično zavarenim spojevima, vrsta materijala i debljina igraju ključnu ulogu u određivanju je li potrebno prethodno zagrijavanje.
U ravnom zavarenom spoju, ako je osnovni metal legura visoke čvrstoće i spoj je debeo, prethodno zagrijavanje može poboljšati kvalitetu zavara. Također može smanjiti rizik od vodikove krtosti, koja s vremenom može oslabiti spoj.
Zavareni spoj pod pravim kutom
Zavareni spojevi pod pravim kutomčesto se koriste u okvirima i strukturama. Ovi spojevi mogu biti skloniji koncentraciji naprezanja, osobito na kutovima. Prethodno zagrijavanje može pomoći u smanjenju nekih od ovih naprezanja i poboljšanju ukupnog integriteta spoja.
Ako su materijali korišteni u zavarenom spoju pod pravim kutom skloni pucanju, prethodno zagrijavanje može biti ključni korak u procesu zavarivanja. Također može pomoći u osiguravanju pravilnog prodiranja zavara i stvaranja čvrste veze između dva dijela.
Kako odrediti temperaturu predgrijanja
Određivanje temperature predgrijavanja nije egzaktna znanost, ali postoje neke smjernice. Obično se temperatura predgrijavanja temelji na vrsti materijala, debljini i postupku zavarivanja.
Za čelike s visokim udjelom ugljika, temperatura predgrijavanja može biti u rasponu od 150°C do 300°C. Za legirane čelike može biti i veća, ovisno o specifičnoj leguri. Deblji materijali općenito zahtijevaju više temperature predgrijavanja.
Također je važno održavati temperaturu predgrijavanja tijekom procesa zavarivanja. To se može učiniti pomoću grijaćih deka, baklji ili indukcijskih sustava grijanja.
Zaključak
Zaključno, predgrijavanje je potrebno u mnogim slučajevima kod zavarivanja spojeva, posebno kada se radi o čelicima s visokim udjelom ugljika, legiranim čelicima i debelim materijalima. Može pomoći u sprječavanju pucanja, vodikove krtosti i poboljšati ukupnu kvalitetu zavara.
Kao dobavljač zavarenih spojeva, razumijemo važnost predgrijavanja i možemo vam pružiti prave savjete i proizvode za vaše potrebe zavarivanja. Bilo da radite na malom projektu ili industrijskoj primjeni velikih razmjera, mi ćemo vas pokriti.
Ako ste na tržištu zavarenih spojeva i imate pitanja o prethodnom zagrijavanju ili bilo kojem drugom aspektu zavarivanja, nemojte se ustručavati kontaktirati. Ovdje smo da vam pomognemo da dobijete najbolje rezultate za vaše projekte zavarivanja.
Reference
- "Metalurgija zavarivanja" Johna C. Lippolda i Davida K. Millera
- "Priručnik za zavarivanje" u izdanju Američkog društva za zavarivanje