Kada je reč o zavarenim spojevima, jedno pitanje koje se često postavlja je: "Kada je potrebno prethodno zagrevanje?" Kao dobavljač zavarenih spojeva, dosta sam se bavio ovim pitanjem i ovdje sam da podijelim neke uvide.
Hajde da prvo shvatimo šta je prethodno zagrevanje. Predgrijavanje je proces zagrijavanja osnovnog metala prije zavarivanja. Pomaže u usporavanju brzine hlađenja zavara, što može spriječiti gomilu problema kao što su pucanje, krhkost vodonika i loš kvalitet zavara.
Faktori koji određuju potrebu za predgrijavanjem
Vrsta materijala
Vrsta materijala koji se zavari je glavni faktor. Na primjer, čelici s visokim udjelom ugljika i legirani čelici su skloniji pucanju. Ovi materijali imaju veću otvrdljivost, što znači da mogu postati vrlo tvrdi i lomljivi kada se prebrzo ohlade nakon zavarivanja. Dakle, za ove vrste čelika obično je potrebno prethodno zagrijavanje.
Recimo da radite s visokougljičnim čelikom. Bez prethodnog zagrijavanja, brzo hlađenje šava može uzrokovati stvaranje martenzita, vrlo tvrde i krhke mikrostrukture. To može dovesti do pukotina u zavaru i osnovnom metalu. Predgrijavanjem možemo kontrolisati brzinu hlađenja i izbjeći stvaranje martenzita.
S druge strane, materijali poput mekog čelika općenito ne zahtijevaju prethodno zagrijavanje u većini slučajeva. Blagi čelik ima niži sadržaj ugljika i manje je vjerovatno da će formirati tvrde i lomljive mikrostrukture tokom hlađenja. Međutim, ako je debljina mekog čelika veoma velika ili su uslovi zavarivanja ekstremni, možda će biti potrebno prethodno zagrevanje.
Debljina materijala
Deblji materijali imaju tendenciju da se brže ohlade tokom zavarivanja. Kada zavarite debeli komad metala, toplota iz zavara može se brzo raspršiti u okolni metal, uzrokujući brzo hlađenje. Ovdje dobro dolazi predgrijavanje. Predgrijavanjem materijala možemo smanjiti temperaturnu razliku između šava i osnovnog metala, što usporava brzinu hlađenja.
Na primjer, ako zavarite debelu ploču od legiranog čelika, prethodno zagrijavanje može pomoći u sprječavanju stvaranja pukotina zbog brzog hlađenja. Što je materijal deblji, to bi mogla biti potrebna viša temperatura predgrijavanja. Ali važno je imati na umu da se prethodno zagrevanje treba obaviti u razumnom opsegu. Prekomjerno zagrijavanje također može uzrokovati probleme poput rasta zrna i smanjenih mehaničkih svojstava.
Proces zavarivanja
Različiti procesi zavarivanja imaju različite unose topline. Neki procesi, poput elektrolučnog zavarivanja sa zaštićenim metalom (SMAW), imaju relativno nizak unos toplote u poređenju sa procesima kao što je zavarivanje pod vodom (SAW). Kada se koristi proces unosa niske topline, zavar se brže hladi, a prethodno zagrijavanje može biti potrebnije.
Na primjer, ako koristite SMAW za zavarivanje debelog komada čelika visoke čvrstoće, predgrijavanje može pomoći da se osigura da zavar ima dovoljno vremena da se pravilno stvrdne bez pucanja. S druge strane, ako koristite proces sa visokim unosom topline kao što je SAW, toplina samog procesa može zadržati zavar i osnovni metal toplim duže vrijeme, smanjujući potrebu za predgrijavanjem u nekim slučajevima.
Vrste zavarenih spojeva i predgrijavanje
Union Welded Joint
AUnion Welded Jointse često koristi za spajanje dvije cijevi ili komponente. Potreba za predgrijavanjem u zavarenom spoju zavisi od faktora o kojima smo ranije govorili. Ako su cijevi izrađene od čelika s visokim udjelom ugljika ili legure i debele, vjerojatno je potrebno prethodno zagrijavanje.
Predgrijavanje može pomoći da se osigura dobra veza između dva dijela i spriječi pucanje. Također pomaže u smanjenju zaostalih naprezanja u spoju, što može poboljšati ukupnu čvrstoću i izdržljivost spoja zavarenog spoja.
Ravni zavareni spoj
Ravni zavareni spojevise obično koriste u konstrukcijskim aplikacijama. Slično zavarenim spojevima, vrsta materijala i debljina igraju ključnu ulogu u određivanju da li je potrebno prethodno zagrijavanje.
U ravnom zavarenom spoju, ako je osnovni metal legura visoke čvrstoće, a spoj je debeo, prethodno zagrijavanje može pomoći u poboljšanju kvalitete zavara. Također može smanjiti rizik od vodonične krhkosti, što može oslabiti spoj s vremenom.
Pravokutni zavareni spoj
Zavareni spojevi pod pravim uglomse često koriste u okvirima i konstrukcijama. Ovi zglobovi mogu biti skloniji koncentraciji naprezanja, posebno na uglu. Predgrijavanje može pomoći u oslobađanju nekih od ovih naprezanja i poboljšanju cjelokupnog integriteta zgloba.
Ako su materijali koji se koriste u zavarenom spoju pod pravim kutom skloni pucanju, predgrijavanje može biti ključni korak u procesu zavarivanja. Također može pomoći da se osigura da zavar pravilno prodire i formira jaku vezu između dva dijela.
Kako odrediti temperaturu prethodnog zagrijavanja
Određivanje temperature prethodnog zagrijavanja nije egzaktna nauka, ali postoje neke smjernice. Obično se temperatura predgrijavanja zasniva na vrsti materijala, debljini i procesu 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 više, ovisno o specifičnoj leguri. Deblji materijali općenito zahtijevaju više temperature predgrijavanja.
Takođe je važno održavati temperaturu prethodnog zagrevanja tokom procesa zavarivanja. To se može učiniti pomoću grijaćih pokrivača, baklji ili indukcijskih sistema grijanja.
Zaključak
Zaključno, predgrijavanje je neophodno u mnogim slučajevima kod zavarivanja spojeva, posebno kada se radi o visokougljičnim čelicima, legiranim čelicima i debelim materijalima. Može pomoći u sprečavanju pucanja, vodonične krtosti i poboljšanju cjelokupnog kvaliteta 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 predgrijavanju ili bilo kojem drugom aspektu zavarivanja, ne ustručavajte se kontaktirati. Tu smo da vam pomognemo da postignete najbolje rezultate za vaše projekte zavarivanja.
Reference
- "Metalurgija zavarivanja" John C. Lippold i David K. Miller
- "The Welding Handbook" u izdanju Američkog društva za zavarivanje