Deformace a pnutí po svařování

1. Deformace a pnutí po svařování Musíme si uvědomit, že deformační síla po svařování je na úrovni meze kluzu (Re) svařovaného materiálu. TIG- 17 240 MIG-11 373 TIG- 17 240 Tavidlo-121 MIG-11 373

2. Číselné hodnoty zkrácení tyče 1m dlouhé, po ohřátí na 300°C a následném ochlazení na 20°C : Vložená tepelná energie Šedá litina..........................3,5mm Ocel....................................3,9mm Měď....................................5,2mm Hliník..................................7,7mm L- původní délka tyče před prodloužením L1 – prodloužení tyče v přímé závislosti na vneseném teple a druhu materiálu L L1 Volná deformace jednostranně upnuté tyče Prodloužení a zkracování je přímoúměrné teplotě.Po ochlazení na teplotu výchozí zůstává délka tyče stejná a v tyči nevzniká deformace.

3. Deformace omezeného prodloužení tyče: L- délka tyče před ohřevem L1- předpokládané prodloužení tyče po ohřevu L0- délka tyče po vychladnutí L L1 L0 Vložená tepelná energie Při ohřevu vzniká v tyči napětí,které je přímoúměrné neuskutečněnému prodloužení.Po ochlazení této tyče na výchozí teplotu se tyč zkrátí o hodnotu plastické deformace,která vznikla v tyči při nejvyšší teplotě.

4. Nejčastějším jevem je však pevné upnutí obou konců tyče,bránicí nejen prodloužení ohřevem,ale též zkrácení při chladnutí.Při ohřevu této tyče dochází k pěchování materiálu,kterému brání pevné opěry v prodloužení,při ochlazování dochází ke zúžení tyče oproti původnímu stavu. Deformace tyče upnuté oboustranně: Houževnatý materiál a následná deformace po ochlazení tyče: ohřev pěchování pěchování projmutí destrukce Nedostatečně houževnatý materiál:

5. Při svařování dochází též k velkému ohřevu svařovaného materiálu a tudíž zde proběhne,jak prodloužení tak smrštění materiálu vlivem různých teplot. Při zhotovení návaru na plochém materiálu působí smrštění ve 3 směrech a je příčinou deformací základního materiálu. Deformace návarové vrstvy svaru: TOO Směr návaru Deformační síly Navaříme-li stejnou návarovou housenku na materiál o velké tloušťce stěny,neprojeví se smrštění chladnoucího kovu zřetelnou deformací desky. Síly,které tuto deformaci chtěly způsobit,nejsou však odstraněny,ale zůstávají pro nás ukryty v podobě vnitřního pnutí.Pokud kov návaru nedosahuje dostatečné houževnatosti,přeroste vnitřní pnutí hranice meze kluzu a meze pevnosti a projeví se trhlinami v návaru.Z toho vyplývá,že při svařování rozlišujeme dva jevy,deformaci avnitřní pnutí.

6. Druhy deformací: Deformace způsobuje rozměrové a tvarové změny svařovaných výrobků a jejich odstraňování bývá velmi náročné a nákladné. Vlivy ovlivňující velikosti deformací: a) zdroj tepelné energie b) čas tepelného ovlivnění materiálu c) druh svarového spoje d) počet svarových vrstev e) postup svařování f) rychlost svařování g) členitost svařence Druhy deformací po svařování: a)podélná- je zkrácení v podélné ose svaru b)příčná- je zkrácení v příčné ose svaru c)úhlová je smrštění jednostranných svarů

7. Svarový spoj typ BW Podélná deformace Příčná deformace Svarový spoj typ BW Deformace úhlová Svarový spoj typ FW Úhlová deformace

8. U vícevrstvých svarů dochází k většímu vnášení tepla do základního materiálu a na základě toho dochází k větší deformaci,popřípadě k většímu vnitřnímu pnutí. Toto pnutí lze snížit tepelným zpracováním svaru a jeho okolí – žíháním na snížení pnutí. Výpočet předehnutí tupých svarů b Kde: a . b C =------------ 30 . t c a t a - výška svaru b - šířka svaru c - velikost předehnutí t - tloušťka plechu Výpočet předehnutí koutových svarů a c a . b C = ------------------ k . t t b a - odvěsna koutového svaru b - šířka pásnice t - tloušťka plechu k - konstanta............................ t – 6mm – 110 t - 8mm - 70 t - 10mm - 50 t - 20mm - 40

9. Vliv vícevrstvých svarů na úhlovou deformaci. Svar jednovrstvý 1 Svar dvouvrstvý 2 Svar třívrstvý 3 Svar čtyřvrstvý 4

10. Postupy svařování ke snížení deformací. Velmi účinným opatřením,kterým se dosahuje zmenšení deformací svařenců při ručním svařování,je vhodný pracovní postup. Svar zhotovený v jednom směru od počátku ke konci svarku vyvolává velké deformace a je proto málo vhodný pro ruční způsob svařování. Nahromaděné pnutí v okrajové části spoje vede ke vzniku trhlin v začátcích svarů. Přenesením začátku svaru do větší vzdálenosti od okraje se toto nebezpečí změní. a) 1 Svařování v jednom směru s posunutím začátku svaru: b) 2 1 Posunutí začátku svaru,svařování obousměrné: c) 1 4 2 5 3 Svařování jednosměrné rozdělení svaru na úseky: d) 1 2 3 4 5 Svařování vratným krokem s rozdělením svaru na úseky:

11. e) 1 4 2 5 3 Svařování vratným krokem s úseky vystřídanými: f) 1 4 2 3 5 Svařování střídavým vratným krokem v obou směrech: Snížení pnutí tepelným zpracováním: Tuhé upnutí dílců svarku – je možné zabránit deformaci vznikající při ohřevu a chladnutí smrštěním. Nastává však velké vnitřní pnutí v tepelně ovlivněných pásmech. Toto lze následně snížit tepelným zpracováním „žíháním na snížení pnutí“. Rovněž předehřátí svarku vede ke snížení pnutí. Cr Vady