Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła

Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpywu ciepaPrzygotowaDr ukasz MadejRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57

Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej

Zcze spawaneRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Cz zcza, w ktrej nastpiy zmiany strukturalne w wyniku oddziaywania ciepa spawania. Gboko strefy wpywu ciepa zaley od metody oraz techniki spawania. Zmiany mikrostruktury i waciwoci SWC s wynikiem przemian alotropowych, przemian fazowych oraz odksztacenia sieci krystalograficznej. Wmetalu nagrzanym powyej pewnej charakterystycznej dla niego temperatury nastpuje rozrost ziaren, tym wikszy, im wysza jest temperatura i duszy czas jej oddziaywania. Wczasie nagrzewania, w niektrych materiaach mog wystpi procesy wydzieleniowe, na przykad wglikw metali, oraz powstawa nowe fazy midzymetaliczne.Strefa wpywu ciepa SWCRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Strefa wpywu ciepa SWCRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Korzystna struktura SWCIdealna struktura SWC = Struktura materiau rodzimegoRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Odpowiednio dobrana obrbka cieplnaObnienie energii liniowej spawania

Jak uzyska korzystn struktur w strefie wpywu ciepa? Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Energia liniowa spawaniaE energia liniowa spawania [J/m], U napicie uku [V], I natenie prdu spawania [A], V prdko spawania [m/s],P moc cieplna [W]. Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Obnianie energii liniowej spawania

MetodyniskoenergetyczneMetodywysokoenergetyczne Maa moc cieplna Dua moc cieplna Dua prdko spawaniaRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Cold Metal Transfer CMT Intelligent Arc Control IACCold ArcMetody niskoenergetyczneRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


CMT Cold Metal TransferRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Spawanie ukiem zwarciowymPosuw drutu jest wykorzystywany do sterowania procesem Drut podawany jest w kierunku jeziorka i jest okresowo cofany Czstotliwo cofania ok. 70 HzCMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


CMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Niskie natenie prdu zwarciaNiska moc cieplna Prdko spawania dochodzca do 23 m/minPrzenoszenie metalu odbywa si praktycznie bez przepywu prduSpawanie odbywa si praktycznie bez rozpryskwCMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Wska strefa wpywu ciepaMniejsze odksztacenia spawanych materiaw ni w metodach konwencjonalnychWysoka jako spoinyCMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


CMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Cienkie blachy ze stali niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych nierdzewnych (nawet 0,3 mm)czenie cienkich blach aluminiowych ze stalowymiLutospawnie metod MIGZastosowanie CMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Wykonywanie spoin przetopowych w kadej pozycji Uzyskiwanie penego przetopu przy duych odstpach pomidzy czonymi elementami (nawet 5 mm)

Zastosowanie CMTRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


IAC Intelligent Arc ControlRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


IAC Intelligent Arc ControlSpawanie ukiem zwarciowymZwikszone natenie prdu podczas zwarcia Zmniejszone natenie podczas jarzenia ukuNiska moc cieplnaNiska energia liniowa spawaniaRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Natenie prduCzasIACRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Rys. Porwnanie przebiegu natenia prdu spawania w czasie dla klasycznego spawania MIG i procesu IAC.A jarzenie ukuB zwarcie[1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obnienie energii liniowej w spawaniu ukiem krtkim.[1]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Przerwanie zwarcia w spawaniu IACPrzerwanie zwarcia w klasycznym spawaniu MIG[1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obnienie energii liniowej w spawaniu ukiem krtkim.[1]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


[1] J. L. Skovfo - Zmniejszenie zjawiska rozprysku i obnienie energii liniowej w spawaniu ukiem krtkim.[1]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Wykonywanie warstw przetopowychSpawanie cienkich blach (nawet 0,3 mm)

Zastosowanie IACRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Cold ArcRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Spawanie ukiem zwarciowymPrzebieg napicia jak przy konwencjonalnym uku zwarciowym Raptowne zmniejszanie natenia prdu w okresach pomidzy zwarciamiNiska moc cieplnaWska strefa wpywu ciepaCold ArcRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Mniejsze zmiany strukturyNiewielkie odksztacenia



Zastosowanie Cold ArcCienkie blachy ze stali niestopowych, niskostopowych i wysokostopowych (nawet 0,3 mm)Stopy aluminium

Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Metody niskoenergetyczne, a zanieczyszczenie rodowiskaWielko emisji pyu jest przy metodach IAC, CMT, ColdArc nawet kilkukrotnie mniejsza w porwnaniu do konwencjonalnych metod spawania ukowego w osonie gazw.Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Rys. Emisja pyu przy spawaniu stali austenitycznej w osonie 98 % Ar + 2 % O2.[2] J. Matusiak, J. Wycilik Zagroenia w rodowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu ukowym metodami niskoenergetycznymi.[2]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Rys. Emisja NOx przy spawaniu stali austenitycznej w osonie 98 % Ar + 2 % O2.[2] J. Matusiak, J. Wycilik Zagroenia w rodowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu ukowym metodami niskoenergetycznymi.[2]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Rys. Emisja CO przy spawaniu stali austenitycznej w osonie 98 % Ar + 2 % O2.[2] J. Matusiak, J. Wycilik Zagroenia w rodowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu ukowym metodami niskoenergetycznymi.[2]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Rys. Emisja pyu przy spawaniu stali austenitycznej metod ColdArc w osonie rnych gazw.[2] J. Matusiak, J. Wycilik Zagroenia w rodowisku pracy przy spawaniu i lutospawaniu ukowym metodami niskoenergetycznymi.[2]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Spawanie laserowe Spawanie wizk elektronwMetody wysokoenergetyczneRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Niska energia liniowa spawaniaSilnie zogniskowana wizka lasera o duej mocy (gstoci energii ok. 1 MW/cm2, mona uzyska gstoci nawet powyej 1011 W/cm2)Niewielka objto przetopionego materiauSzeroko spoiny od 0,2 do 13 mmWska strefa wpywu ciepa

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, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Szybkie odprowadzanie ciepa i stygnicie spoinyMinimalne odksztacenia i naprenia spawalniczeStabilno pracyBardzo dobra spawalno metalurgiczna i technologicznaWysoka jako zczy spawanych

Spawanie laseroweRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Ograniczona obrbka wykaczajca atwa obsuga urzdzeOgraniczenie szkodliwego wpywu oddziaywania na obsugOgraniczenie szkodliwego wpywu oddziaywania na rodowisko



Lasery gazoweLasery na ciele staym YAGLasery diodowe duej mocy HPDL Lasery wknoweSpawanie hybrydowe



Orodkiem aktywnym jest gaz najczciej CO2Zastosowanie: Spawanie, cicie, obrbka 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, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Lasery na ciele staym wykorzystuj dielektryczny kryszta lub szko z domieszkami. Jako orodki czynne najczciej stosowane s krysztay rubinu lub granatu.Lasery na ciele staymRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


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 nastpuje w sposb optyczny poprzez owietlenie elementu czynnegoYAGRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Spawanie laserem impulsowym YAGMoliwo emisji wizki promieniowania w trybie impulsowymPrecyzyjna kontrola ciepa wprowadzanego do materiau obrabianegoStopienie metalu o bardzo maej objtoci przez pojedynczy impuls wizki laserowej i jego natychmiastowa krystalizacja (zanim nastpi nastpny 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, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


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, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Wzbudzenie lasera wskutek przepywu prdu elektrycznego przez zcze p-nElement czynny zcze pprzewodnikowe p-n GaAs, AlGaAs, AlInGaPHPDLRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Laser + TIGLaser + MIG/MAGSpawanie hybrydoweRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Spawanie hybrydowe: Laser + MAGRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57

Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski WschodniejLaser-leading MAG-leading[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7]

HSLA-65Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57

Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7]C = 0,1 %Mn = 1,11,65 %Si = 0,10,4 %Ni = 0,4 %Cr = 0,2 %Cu = 0,35 %Mo = 0,08 %Ti = 0,0070,020 %N = 0,012 %S = 0,01


Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7]LaserMAGMBMFIB


Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7]Hybryda Laser-leadingHybryda MAG-leadingFIFIBB

Laser leadingRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57

Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7]

MAG leadingRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57

Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[7] X. Cao, P. Wanjara, J. Huang, C. Munro, A. Nolting Hybrid fiber laser Arc welding of thick section high strength low alloy steel.[7][7]


Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski WschodniejMniejsza twardo

HSLA-65 210 HVSWC (MAG) 280 HVSWC (Laser) 320360 HVSWC (Hybryda) - 240280 HV


Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski WschodniejNiska energia liniowa Wska spoinaWska strefa wpywu ciepaDua gboko wtopieniaMniejsze odksztacenia spawalnicze


Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski WschodniejDua tolerancja na dokadno zoenia elementwWysoka wytrzymaoNisza prdko chodzeniaMniejsza podatno na pknicia na gorcoMniejsza podatno na pknicia wodorowePorowato poniej 1%

Spawanie hybrydowe[7] C. Li, K. Muneharua, S. Takao, H. Kouji Fiber laser-GMA hybrid welding of commercially pure titanium.[8]Regionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


rdem ciepa jest energia kinetyczna elektronw rozpdzonych do bardzo duych prdkoci, poruszajcych si w prni.W porwnaniu do metod konwencjonalnych spawanie elektronowe zapewnia dotarcie do trudno dostpnych miejsc materiau oraz nieporwnywalnie wiksz prdko wykonania spoiny (do 100 mm/s). Zastosowanie wizki elektronw do czenia materiaw pozwala na przeprowadzenie procesu zarwno przed obrbk ciepln elementw, jak i po ostatecznej obrbce.

Spawanie wizk elektronwRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Uzyskana spoina jest bardzo wska, czysta, byszczca i regularna, a jej wasnoci s porwnywalne do otaczajcego je materiau.Stosunek szerokoci do gbokoci spoiny od 1:10 do nawet 1:50.Praktycznie brak strefy wpywu ciepa.Brak potrzeby ukosowania (zcza na I)Duy zakres gruboci czonych elementw (nawet 60 mm)




Fundusze Europejskie dla rozwoju Polski Wschodniej[9] C.A. Huang, T.H. Wang, C.H. Lee, W.C. Han Hybrid fiber laser A study of the heat-affected zone (HAZ) of an Inconel 718 sheet welded with electron-beam welding (EBW).[9]

Spawanie metali o rnych waciwociach fizyko-chemicznychBrak materiau dodatkowego (spoiwo, topniki, gazy)Wiksza wydajnoEliminacja odksztace spawalniczych



Bardzo dokadne pozycjonowanie wizki (dokadno 0,1 mm)Stabilizowanie wizki podczas spawaniaEliminacja szcztkowych pl magnetycznych elementw oprzyrzdowaniaWarunki spawania wizk elektronwRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Powstawanie struktur hartowniczychPorowatoSpawanie w prni powoduje intensywne uwalnianie pierwiastkw o duej prnoci par, np. cynku

Wady spawania wizk elektronwRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Stale niskowglowe (uspokojone)Stale nierdzewneStale utwardzone wydzieleniowoStopy miedzi (nie zawierajce cynku)Stopy aluminiumStopy tytanu, oowiu, molibdenu, tantaluZastosowanie spawania wizk elektronwRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Dzikuj za uwagRegionalna Izba Gospodarcza, ul. 1-go Sierpnia 26 b, 37-450 Stalowa Wola, tel. 15844 03 57


Documents

Korzystna struktura krystaliczna w strefie wpływu ciepła