Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła Przygotował Dr Łukasz Madej Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła Przygotował Dr Łukasz Madej Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa."— Zapis prezentacji:

1 Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła Przygotował Dr Łukasz Madej Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

2 Złącze spawane linia wtopienia materiał spawany strefa wpływu ciepła obszar materiału spawanego, który uległ stopieniu spoina materiał spawany Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

3 Część złącza, w której nastąpiły zmiany strukturalne w wyniku oddziaływania ciepła spawania. Głębokość strefy wpływu ciepła zależy od metody oraz techniki spawania. Zmiany mikrostruktury i właściwości SWC są wynikiem przemian alotropowych, przemian fazowych oraz odkształcenia sieci krystalograficznej. W metalu nagrzanym powyżej pewnej charakterystycznej dla niego temperatury następuje rozrost ziaren, tym większy, im wyższa jest temperatura i dłuższy czas jej oddziaływania. W czasie nagrzewania, w niektórych materiałach mogą wystąpić procesy wydzieleniowe, na przykład węglików metali, oraz powstawać nowe fazy międzymetaliczne. Strefa wpływu ciepła – SWC Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

4 Strefa wpływu ciepła – SWC Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

5 Korzystna struktura SWC Idealna struktura SWC = Struktura materiału rodzimego Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

6 Odpowiednio dobrana obróbka cieplna Spawanie wielowarstwowe Obniżenie energii liniowej spawania Jak uzyskać korzystną strukturą w strefie wpływu ciepła? Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

7 Energia liniowa spawania E – energia liniowa spawania [J/m], U – napięcie łuku [V], I – natężenie prądu spawania [A], V – prędkość spawania [m/s], P – moc cieplna [W]. Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

8 Obniżanie energii liniowej spawania Metody niskoenergetyczne Metody wysokoenergetyczne Mała moc cieplna Duża moc cieplna Duża prędkość spawania Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

9 Cold Metal Transfer – CMT Intelligent Arc Control – IAC Cold Arc Metody niskoenergetyczne Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

10 CMT – Cold Metal Transfer Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

11 Spawanie łukiem zwarciowym Posuw drutu jest wykorzystywany do sterowania procesem Drut podawany jest w kierunku jeziorka i jest okresowo cofany Częstotliwość cofania – ok. 70 Hz CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

12 CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

13 Niskie natężenie prądu zwarcia Niska energia cieplna Prędkość spawania dochodząca do 2÷3 m/min Przenoszenie metalu odbywa się praktycznie bez przepływu prądu Spawanie odbywa się praktycznie bez rozprysków CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

14 Wąska strefa wpływu ciepła Mniejsze odkształcenia spawanych materiałów niż w metodach konwencjonalnych Wysoka jakość spoiny CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

15 CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

16 Wykonywanie spoin przetopowych w każdej pozycji Uzyskiwanie pełnego przetopu przy dużych odstępach pomiędzy łączonymi elementami (nawet 5 mm) Zastosowanie CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

17 Cienkie blachy ze stali niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych nierdzewnych (nawet 0,3 mm) Łączenie cienkich blach aluminiowych ze stalowymi Lutospawnie metodą MIG Zastosowanie CMT Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

18 IAC – Intelligent Arc Control Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

19 IAC – Intelligent Arc Control Spawanie łukiem zwarciowym Zwiększone natężenie prądu podczas zwarcia Zmniejszone natężenie podczas jarzenia łuku Niska moc cieplna Niska energia liniowa Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

20 Natężenie prądu Czas IAC Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

21 Rys. Porównanie przebiegu natężenia prądu spawania w czasie dla klasycznego spawania MIG i procesu IAC. A – jarzenie łuku B – zwarcie [1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obniżenie energii liniowej w spawaniu łukiem krótkim. [1] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

22 Przerwanie zwarcia w spawaniu IAC Przerwanie zwarcia w klasycznym spawaniu MIG [1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obniżenie energii liniowej w spawaniu łukiem krótkim. [1] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

23 [1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obniżenie energii liniowej w spawaniu łukiem krótkim. [1] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

24 Wykonywanie warstw przetopowych Spawanie cienkich blach (nawet 0,3 mm) Zastosowanie IAC Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

25 Cold Arc Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

26 Spawanie łukiem zwarciowym Przebieg napięcia jak przy konwencjonalnym łuku zwarciowym Raptowne zmniejszanie natężenia prądu w okresach pomiędzy zwarciami Niska moc cieplna Wąska strefa wpływu ciepła Cold Arc Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

27 Mniejsze zmiany struktury Niewielkie odkształcenia Zminimalizowana strefa wpływu ciepła Niska moc cieplna Cold Arc Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

28 Cold Arc Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

29 Cold Arc Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

30 Zastosowanie Cold Arc Cienkie blachy ze stali niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych (nawet 0,3 mm) Stopy aluminium Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

31 Metody niskoenergetyczne, a zanieczyszczenie środowiska Wielkość emisji pyłu jest przy metodach IAC, CMT, ColdArc nawet kilkukrotnie mniejsza w porównaniu do konwencjonalnych metod spawania łukowego w osłonie gazów. Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

32 Rys. Emisja pyłu przy spawaniu stali austenitycznej w osłonie 98 % Ar + 2 % O 2. [2] J. Matusiak, J. Wyciślik – Zagrożenia w środowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu łukowym metodami niskoenergetycznymi. [2] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

33 Rys. Emisja NO x przy spawaniu stali austenitycznej w osłonie 98 % Ar + 2 % O 2. [2] J. Matusiak, J. Wyciślik – Zagrożenia w środowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu łukowym metodami niskoenergetycznymi. [2] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

34 Rys. Emisja CO przy spawaniu stali austenitycznej w osłonie 98 % Ar + 2 % O 2. [2] J. Matusiak, J. Wyciślik – Zagrożenia w środowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu łukowym metodami niskoenergetycznymi. [2] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

35 Rys. Emisja pyłu przy spawaniu stali austenitycznej metodą ColdArc w osłonie różnych gazów. [2] J. Matusiak, J. Wyciślik – Zagrożenia w środowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu łukowym metodami niskoenergetycznymi. [2] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

36 Spawanie laserowe Spawanie wiązką elektronów Metody wysokoenergetyczne Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

37 Niska energia liniowa spawania Silnie zogniskowana wiązka lasera o dużej mocy (gęstości energii ok. 1MW/cm 2, można uzyskać gęstości nawet powyżej W/cm 2 ) Niewielka objętość przetopionego materiału Wąska strefa wpływu ciepła Stabilność pracy Spawanie laserowe [3] O.A. Idowu, O.A. Ojo, M.C. Chaturvedi – Effect of heat input on heat affected zone cracking in laser welded ATI Allvac 718Plus superalloy. [3] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

38 Szybkie odprowadzanie ciepła i stygnięcie spoiny Szerokość spoiny od 0,2 do 13 mm Minimalne odkształcenia i naprężenia spawalnicze Bardzo dobra spawalność metalurgiczna i technologiczna Wysoka jakość złączy spawanych Spawanie laserowe Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

39 Ograniczona obróbka wykańczająca Łatwa obsługa urządzeń Ograniczenie szkodliwego wpływu oddziaływania na obsługę Ograniczenie szkodliwego wpływu oddziaływania nie środowisko Spawanie laserowe Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

40 Lasery gazowe Lasery na ciele stałym YAG Lasery diodowe dużej mocy – HPDL Spawanie hybrydowe Spawanie laserowe Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

41 Ośrodkiem aktywnym jest gaz – najczęściej CO 2 Zastosowanie: Spawanie, cięcie, obróbka powierzchni Lasery gazowe [4] [4] O.A. Idowu, O.A. Ojo, M.C. Chaturvedi – Effect of heat input on heat affected zone cracking in laser welded ATI Allvac 718Plus superalloy. Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

42 Lasery na ciele stałym wykorzystują dielektryczny kryształ lub szkło z domieszkami. Jako ośrodki czynne najczęściej stosowane są kryształy rubinu lub granatu. Lasery na ciele stałym Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

43 YAG – Yttrium Aluminum Garnet - Granat itrowo-aluminiowy Granat jest domieszkowany pierwiastkami ziem rzadkich: neodymem Nd, iterbem Yb, erbem Er, tulem Tm, Holmem Ho. Wzbudzenie lasera następuje w sposób optyczny poprzez oświetlenie elementu czynnego YAG Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

44 Spawanie laserem impulsowym YAG Możliwość emisji wiązki promieniowania w trybie impulsowym Precyzyjna kontrola ciepła wprowadzanego do materiału obrabianego Stopienie metalu o bardzo małej objętości przez pojedynczy impuls wiązki laserowej i jego natychmiastowa krystalizacja (zanim nastąpi następny impuls) [5] P. L. Moore, D. S. Howse, E. R. Wallach – Microstructure & properties of autogenous high-power Nd:YAG laser welds in C-Mn steels. [5] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

45 YAG [6] Y.G. Song, W.S. Li, L. Li, Y.F. Zheng – The influence of laser welding parameters on the microstructure and mechanical property of the as-jointed NiTi alloy wires. [6] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

46 Wzbudzenie lasera wskutek przepływu prądu elektrycznego przez złącze p-n Element czynny – złącze półprzewodnikowe p-n GaAs, AlGaAs, AlInGaP HPDL Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

47 Laser + TIG Laser + MIG/MAG Spawanie hybrydowe Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

48 Spawanie hybrydowe [7] C. Li, K. Muneharua, S. Takao, H. Kouji – Fiber laser-GMA hybrid welding of commercially pure titanium. [7] Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

49 Źródłem ciepła jest energia kinetyczna elektronów rozpędzonych do bardzo dużych prędkości, poruszających się w próżni. W porównaniu do metod konwencjonalnych spawanie elektronowe zapewnia dotarcie do trudno dostępnych miejsc materiału oraz nieporównywalnie większą prędkość wykonania spoiny (do 100 mm/s). Zastosowanie wiązki elektronów do łączenia materiałów pozwala na przeprowadzenie procesu zarówno przed obróbką cieplną elementów, jak i po ostatecznej obróbce. Spawanie wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

50 Uzyskana spoina jest bardzo wąska, czysta, błyszcząca i regularna, a jej własności są porównywalne do otaczającego je materiału. Stosunek szerokości do głębokości spoiny od 1:10 do nawet 1:50. Praktycznie brak strefy wpływu ciepła. Brak potrzeby ukosowania (złącza na I) Duży zakres grubości łączonych elementów (nawet 60 mm) Spawanie wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

51 Spawanie metali o różnych właściwościach fizyko- chemicznych Brak materiału dodatkowego (spoiwo, topniki, gazy) Większa wydajność Eliminacja odkształceń spawalniczych Spawanie wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

52 Bardzo dokładne pozycjonowanie wiązki (dokładność ±0,1 mm) Stabilizowanie wiązki podczas spawania Eliminacja szczątkowych pól magnetycznych elementów oprzyrządowania Warunki spawania wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

53 Powstawanie struktur hartowniczych Porowatość Spawanie w próżni powoduje intensywne uwalnianie pierwiastków o dużej prężności par, np. cynku Wady spawania wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

54 Stale niskowęglowe (uspokojone) Stale nierdzewne Stale utwardzone wydzieleniowo Stopy miedzi (nie zawierające cynku) Stopy aluminium Stopy tytanu, ołowiu, molibdenu, tantalu Zastosowanie spawania wiązką elektronów Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel

55 Dziękuję za uwagę Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, Stalowa Wola, tel


Pobierz ppt "Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła Przygotował Dr Łukasz Madej Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa."

Podobne prezentacje


Reklamy Google