Błędy w lutowaniu
Ocena użytkowników: / 4
SłabyŚwietny 
Data dodania: 26.11.2013

Jedną z podstawowych rzeczy, jakie należy mieć na uwadze przy spawaniu metalowych połączeń jest zapobieganie powstawaniu wad spawalniczych.

 

Niezadowalająca jakość spoin wiąże się z wieloma czynnikami, które prędzej czy później spowodują, że połączone elementy nie będą prawidłowo spełniać przeznaczonej im funkcji. Jednym z czynników wskazujących na wadliwe wykonanie połączenia jest pęknięcie.

Przypomnijmy, że pęknięcie to nieciągłość struktury metalu spoiny, przybierająca postać szczeliny. Pęknięcie może nastąpić zarówno w fazie chłodzenia, bezpośrednio po wykonaniu połączenia, jak też po upływie pewnego czasu, jako wynik działających naprężeń (naprężenie to stosunek siły F oddziaływującej na daną płaszczyznę do jej powierzchni S, jego jednostką jest paskal [Pa] lub megapaskal [MPa]).

 

Klasyfikacja pęknięć zależy od ich kształtu, kierunku i umiejscowienia. Pęknięcia należą do wad płaskich. Oznacza to, że nie mają charakteru przestrzennego, a ich długość stanowi co najmniej trzykrotną równowartość szerokości. Wewnątrz pęknięcia następuje przerwanie ciągłości materiałowej i między jej brzegami nie działają siły wiązań atomowych.

Pęknięcia należą do najbardziej poważnych defektów spawalniczych i w większości specyfikacji technicznych oraz przyjętych kodów produkcyjnych uznawane są za niedopuszczalne wady.

Należy zwrócić uwagę na fakt, że pęknięcia nie zawsze powstają bezpośrednio po przeprowadzeniu spawania. Mogą się one pojawiać w miarę upływu czasu, jeśli spoina podlega okresowym przeciążeniom zmęczeniowym, prowadzącym do zmian jej właściwości mechanicznych (długotrwałe, częste i cykliczne obciążenia o mniejszej lub większej sile).

Również obciążenia takie jak rozciąganie, skręcanie, ścinanie lub zginanie, a także zjawisko rozszerzalności termicznej mogą stanowić przyczynę pęknięć pojawiających się po upływie dłuższego czasu od samego spawania. Pęknięcia powstają też często w przypadku, gdy wewnętrzne naprężenia spoiny są silniejsze od odporności mechanicznej metalu użytego do spawania, metalu rodzimego lub obydwu tych metali.

Dobra znajomość przyczyn pojawiania się pęknięć pozwala na skuteczne zapobieganie ich powstawaniu.

 

2013-10-44-2

Rys. 1. Lampa lutownicza z Piezo nr kat. 351 – lutowanie dwukrotnie szybsze, możliwość lutowania: 18 mm, CuPh < 63 s

 

Nieciągłość – wada czy drobna usterka?

Ewentualna nieciągłość metalu spoiny powinna być nieznaczna, w przeciwnym bowiem wypadku może ona stanowić podstawę do odrzucenia spojonego elementu jako wadliwego. Jedynie szczegółowe badanie, uwzględniające stosowane kody produkcyjne / specyfikacje techniczne może wykazać, czy brak ciągłości jest dopuszczalny w stosunku do oczekiwanych wymogów.

Jeśli w wyniku badania okaże się, że nieciągłość metalu spoiny przekracza dopuszczalne parametry, należy wówczas uznać ją za wadę, a wady muszą być usunięte. Podsumowując, wady spawalnicze zawsze wiążą się z brakiem ciągłości metalu spoiny, ale nie każdy taki brak jest automatycznie uznawany za wadę.

 

Odpowiedzialność operatora i szefa ekipy

Za jakość przeprowadzanego spawania odpowiada wykonujący je operator lub też, w przypadku pracy zbiorowej, szef ekipy. Przyczyny zaistniałych wad spawalniczych, takich jak niepełne stopienie (brak połączenia między spoiwem a podstawą), zbyt wklęsły lub zbyt wypukły ścieg spawalniczy, czy też nieodpowiedni przekrój spoiny, mogą być bardzo różne. Wynikają one często z:

  • zastosowania niewłaściwej techniki spawalniczej,
  • nieodpowiedniej prędkości posuwu palnika,
  • wyboru błędnych parametrów, takich jak na przykład rodzaj spoiwa,
  • nieprawidłowego przygotowania powierzchni.

Każdy operator musi upewnić się, że używa właściwego rodzaju spoiwa, czyli takiego, którego skład chemiczny i właściwości metalurgiczne najlepiej odpowiadają parametrom określonym dla danego metalu lub grupy metali.

Ponadto operator powinien zwrócić szczególną uwagę na właściwe przeprowadzenie samego spawania, upewnić się, że powierzchnie przeznaczone do połączenia są łatwo dostępne lub – w razie skomplikowanego dostępu – zapewnić sobie możliwość pracy z odpowiednim, funkcjonalnym wyposażeniem. Dostępność do spawanych powierzchni to aspekt, który trzeba nieustannie mieć na uwadze.

Dla takich właśnie niecodziennych przypadków, kiedy łączone elementy są szczególnie trudnodostępne, firma Guilbert Express opracowała model 473, zapewniający wygodną i swobodną pracę dzięki możliwości podłączenia węża przedłużającego (1,50 m).

Trzeba jednak obiektywnie stwierdzić, że operatorzy często nie są należycie zaznajomieni z wymogami procesów spawania i nie zawsze stawiają sobie właściwe pytania, takie jak na przykład:

  • Czy w trakcie pracy będzie dość miejsca na swobodne operowanie palnikiem?
  • Czy jeziorko spawalnicze będzie wystarczająco widoczne podczas spawania?
  • Czy w razie pojawienia się wady będzie możliwy dostęp, pozwalający na zeszlifowanie złącza i jego naprawę?
  • Jeśli tak, to jak będzie wyglądać złącze po naprawie?

Doświadczony operator w większości przypadków potrafi odpowiedzieć na podobne pytania. W razie wątpliwości może zawsze poradzić się kolegów po fachu, inżyniera odpowiedzialnego za zleconą pracę lub też poszukać informacji w internecie.

 

2013-10-44-1

Rys. 2. Wąż łączący palnik „Vulcane Express“ z zasobnikiem gazu 399 g MAP//Pro™

 

Pęknięcia kraterowe

Spawanie jest źródłem powstawania bardzo dużej ilości naprężeń, a także zmian objętościowych związanych ze zjawiskiem dylatacji termicznej. Roztopiony metal najpierw ulega maksymalnemu rozszerzeniu, a następnie, w procesie chłodzenia, gwałtownie się kurczy. Jeśli przekrój jeziorka spawalniczego jest zbyt mały, aby po ochłodzeniu skompensować powstałe naprężenia, na końcu szwu może powstać kraterowa szczelina.

Szczelina taka może łatwo przemieścić się w kierunku centralnym szwu, na całej długości spoiny. Jest na to jednak prosty sposób: wystarczy starannie wypełnić poprzeczny odcinek końcowego krateru przed zakończeniem spawania. Można to wykonać rozmaitymi metodami, na przykład zatrzymując przesuw palnika na dwie lub trzy sekundy nad końcowym odcinkiem spoiny, albo też zawracając do punktu zatrzymania (w kierunku przeciwnym do kierunku spawania) na długości 10 mm.

 

Nadmierna wklęsłość spoin

Nadmierna wklęsłość szwu spawalniczego to często spotykany defekt spoin pachwinowych, zwłaszcza w przypadku instalacji grzewczych lub stopów z dodatkiem niklu, często obecnego w stali nierdzewnej i niskostopowej.

Pewien stopień wklęsłości spoiny jest dopuszczalny, co zależy od wymogów danego złącza. Jednakże zbyt duża wklęsłość szwu pachwinowego może stać się przyczyną pęknięć. Dotyczy to zwłaszcza spawanych elementów aluminiowych, kiedy to pęknięcie pojawia się w fazie nagrzewania. W przypadku innych materiałów, pęknięcie pojawia się po ochłodzeniu metalu do temperatury otoczenia.

Problemy wynikające z nadmiernie wklęsłego szwu spawalniczego są podobne do tych, które występują przy powstawaniu szczelin kraterowych. Zmniejszenie przekroju gardzieli spoiny znacznie osłabia wytrzymałość szwu, ponieważ ilość metalu dodanego w poprzecznym odcinku spoiny jest niewystarczająca w stosunku do naprężenia spowodowanego kurczeniem się metalu. Spoina o zbyt wąskiej gardzieli ma niewystarczającą wytrzymałość mechaniczną. Główną przyczyną takiej wady jest zbyt duża prędkość spawania (wyrażona w mm/s lub w cm/ min). Aby jej zapobiec, należy zwolnić prędkość posuwu palnika i należycie wypełnić szew spoiwem.

 

2013-10-45-1

Rys. 3. Nr Kat 473 / 525 / 531 gama przeznaczona do urządzeń sanitarnych i klimatyzacyjnych

 

Nadmierna wypukłość spoin

Spoiny pachwinowe z nadmierną wypukłością szwu na ogół nie są podatne na pęknięcia. Jednakże takie połączenia wiążą się ze stratą czasu i niepotrzebnym, nadmiernym zużyciem spoiwa. Są ponadto nieestetyczne i zazwyczaj uznaje się je za niedopuszczalne, głównie ze względu na bruzdy powstające między spoiwem a podstawą stopu.

Bruzdy te mogą w niektórych przypadkach stać się przyczyną pęknięć zmęczeniowych, powstających w miarę upływu czasu. Są one na ogół skierowane do wnętrza podstawy stopu. Brak łagodnego przejścia między spoiwem a podstawą stopu może spowodować zakłócenie rozkładu naprężeń w strefie przyspoinowej. Zwiększona objętość stopionego metalu przekłada się na dużą siłę obkurczania. Jeśli siła ta przekroczy wytrzymałość mechaniczną spoiny, nastąpi pęknięcie. Aby temu zapobiec, należy zwiększyć prędkość spawania.

 

Podtopienia ciągłe i przerywane

Podtopienia ciągłe i przerywane to niezgodności spawalnicze powodujące zmniejszenie grubości podstawy stopu w miejscu kontaktu ze spoiwem. Podtopienia mają postać rowków wytopionych w metalu podstawowym przyległym do brzegu (lub brzegów) spoiny i niewypełnionych materiałem spoiny. Mogą one mieć charakter ciągły lub przerywany. Jeśli wycięcie rowka jest znaczne (> 0,5 mm), powstałe spiętrzenie naprężeń może spowodować pęknięcia.

Podtopienia ciągłe i przerywane wynikają z niewłaściwej techniki spawania oraz z nieodpowiedniego doboru jego parametrów. Mogą też być spowodowane zbyt dużą prędkością spawania lub nieodpowiednim kątem nachylenia płomienia.

Należy upewnić się, że kąt nachylenia płomienia jest właściwy oraz odpowiednio zmniejszyć prędkość spawania w celu prawidłowego wypełnienia podstawy stopu.

 

2013-10-45-2

Rys. 4. Zestaw lutowniczy Vulcan Express

 

Zachodzenie na siebie / rozlew

Nadmierna ilość stopionego metalu (rozlew) nie wtopiona do powierzchni materiału podstawowego, to wbrew powszechnemu mniemaniu poważna wada spawalnicza.

Jeśli roztopione spoiwo przelewa się poza brzeg ściegu i rozlewa na materiał rodzimy, nie wtapiając się w niego, w miejscu rozlewu powstaje szczelina, działająca jak karb, mogący być zaczątkiem pęknięcia. Wada ta jest klasycznym przykładem spiętrzania naprężeń, które w przypadku osiągnięcia nadmiernych, niedopuszczalnych wartości, sprzyjają powstawaniu pęknięć.

Zapobieganie temu problemowi jest stosunkowo proste: należy zadbać o optymalną fuzję spoiwa z materiałem rodzimym, odpowiednio regulując prędkość spawania. Rozlewy zdarzają się najczęściej wtedy, gdy łączenie elementów przebiega na ślepo, bez dostatecznej widoczności.

 

Materiały informacyune i katalogowe Guilbert Express

 

 

POLECAMY WYDANIA SPECJALNE

  • Pompy ciepła 2023-2024

  • Pompy ciepła 2021-2022

  • Pompy ciepła 2022-2023

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2022

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2023

  • Pompy ciepła 2020-2021

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2020

  • Pompy ciepła 2019-2020

  • Katalog klimatyzatorów typu SPLIT. Edycja 2019

Katalog firm chłodnictwo, klimatyzacja, wentylacja

CHŁODNICTWO: Agregaty (chillery) chłodzone powietrzem, Agregaty (chillery) chłodzone wodą, Agregaty absorpcyjne, Agregaty skraplające, Aparatura kontrolno-pomiarowa, Chłodnice, Chłodnictwo w transporcie, Chłodziwa i nośniki ciepła, Czynniki chłodnicze, Dry-coolery, Drzwi chłodnicze (okucia, akcesoria), Elementy rozprężające, Filtry - osuszacze czynnika chłodniczego, Komory chłodnicze i zamrażalnicze, Kontenery chłodnicze, Maszyny do produkcji lodu (płatkarki, kostkarki), Materiały termoizolacyjne, Meble chłodnicze i zamrażalnicze, Monobloki chłodnicze, Odolejacze, separtory, Oleje sprężarkowe, Płyty warstwowe, Pompy cyrkulacyjne, Silniki, Siłowniki, Sprężarki chłodnicze, Tunele mroźnicze (kriogeniczne), Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Urządzenia rozmrażające, Wieże chłodnicze, Wyłączniki i przekaźniki czasowe, Wymienniki ciepła (parowacze, skraplacze), Wymienniki płytowe, Zasobniki chłodu, Zawory, Zespoły spręzarkowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

KLIMATYZACJA i WENTYLACJA: Aparatura kontrolno-pomiarowa, Aparaty grzewczo-wentylacyjne, Centrale klimatyzacyjne monoblokowe, Centrale klimatyzacyjne rooftop, Centrale klimatyzacyjne sekcyjne, Chłodnice/nagrzewnice kanałowe, Czerpnie i wyrzutnie, Filtry powietrza, Kanały wentylacyjne, Klapy ppoż. (oddymiające, odcinające), Klimakonwektory, Klimatyzacja samochodowa, Klimatyzatory kompaktowe (przenośne, okienne), Klimatyzatory split, Klimatytory multi splity, Kolektory słoneczne, Kratki, nawiewniki, dysze, Kurtyny powietrzne, Materiały termoizolacyjne, Nasady kominowe, wywietrzniki, Nawilżacze (parowe, zraszające, ultradźwiękowe, komory zraszania), Oczyszczacze powietrza, Odciągi miejscowe, Okapy kuchenne, Osuszacze powietrza, Pompy ciepła, Pompy cyrkulacyjne, Przepustnice, Rekuperatory i regeneratory do odzysku ciepła, Siłowniki, Stropy, belki chłodząco-grzejące, Systemy Super Multi, Szafy klimatyzacji precyzyjnej, Tłumiki hałasu, Układy i aparatura regulacyjna, zabezpieczająca i nadzorująca, Wentylatory dachowe, Wentylatory oddymiające, przeciwwybuchowe, chemoodporne, Wentylatory osiowe, Wentylatory promieniowe, Wentylatory strumieniowe (oddymiające), Wymienniki gruntowe, Pozostałe akcesoria, Projektowanie, badania, doradztwo techniczne, certyfikacja.

MATERIAŁY, NARZĘDZIA, PRZYRZĄDY, AKCESORIA: Izolacje akustyczne, termiczne, Materiały i przyrządy lutownicze i spawalnicze, Materiały uszczelniające, Narzędzia, Rury, kształtki, akcesoria, Urzadzenia i środki czyszczące, Urządzenia do inspekcji i czyszczenia systemów wentylacyjno-klimatyzacyjnych, Urządzenia do usuwania i napełniania instalacji chłodniczych; recyklingu czynników chłodniczych, Wibroizolacje, Zamocowania i tłumiki drgań.

INNE: Zrzeszenia i organizacje, Oprogramowanie komputerowe, Portale internetowe, Targi, wystawy, szkolenia.