CS237813B1 - Sposob odstraňovania zvyškových napatí vo zvarkoch posobením ultrazvuku - Google Patents

Description

Vynález sa týká spůsobu odstraňovania zvyškových napatí vo zvarkoch posobením ultrazvuku, kde na celu sústavu, menovite na podložku, oba zvárané diely, přídavný kov a tavný kúpel sa v priebehu procesu zvárania aktivně působí ultrazvukom v rozsahu frekvenci! 17 až 213 kHz. 237813 237813

Vynález sa týká sposobu odstraňovania zvyškových napStí vo zvarkoch pósobením ultrazvuku.

Vo zváraných konštrukciách dochádza vplyvom tepelného zásahu k vnútornému nerovnovážnému stavu štruktúry materiálu, který spdsobuje ich vlastné vnútorné napatie, ktoré vo zvarku ostane aj po jeho vychladnutí. Zvyškové napStie, ktoré vzniká pri zváraní, patří do skupiny takých napatí, ktoré existujú vo zvarku aj vtedy, keď naň neposobia vonkajšie sily, teplo a podobné. Rozhodujúci pre únosnost, respektive životnost zvarku je zmysel zvyškových napatí. V případe kladnej orientácie a zaťaženia tahovými vonkajšími silami dochádza k superpozícii ťahových napatí, a to zvyškových a od zaťažujúcej sily. Výsledkom tejto superpozície napatí s rovnakým zmyslom je zníženie únosnosti zvarku. Pri prehliadnutí uvedenej zásady alebo keď sa tieto neberú do úvahy, napatia prekračujú medzu pevnosti a dochádza k deštrukcii zvarku bez toho, aby vonkajšie tahové zaťaženie dosiahlo uvažovanej, respektive dovolenej hodnoty. Toto je prakticky znížené o hodnotu tahových zvyškových napatí, nachádzajúcich sa vo zvarku, vnesených zváraním. Z tohto dóvodu je potřebné znižovať hodnotu zvyškových napatí na minimum. V súčasnosti sa zvyškové napatia odstraňujú najčastejšie tepelným spracovaním. Konkrétné žíháním bez prekryštalizácie na odstránenie vnútorných napatí. Vykonává sa žíháním na teplote cca 550 °C, po dobu dvoch hodin. Odstraňovanie zvyškových napatí tepelným spracovaním je však neekonomické ako z hladiska energetického, tak aj z hladiska objemovej straty materiálu tvorbou oxidov. Často nie je možné rozmernejšie zvarky žíhat pre nedostupnost’ velkokapacitných pecí.

Vyššie uvedené nedostatky sú odstránéné spósobom podlá vynálezu, ktorého podstatou je, že na celú sústavu, menovite na podložku, oba zvárané diely, přídavný kov, či tavný kúpel sa v priebehu procesu zvárania aktivně pósobí ultrazvukom v rozsahu frekvencii 17 až 213 kHz. Při ovplyvnení zváraeieho procesu ultrazvukom dochádza ku zníženiu zvyškových napStí. Výhoda tohto spósobu zníženia zvyškových napStí je v tom, že netřeba dodávat do zvarku tepelnú energiu, t. j. žíhat pri teplote cca 550 °C, po dobu dvoch hodin.

Tenzometrickým meraním zvyškových napatí deštrukčnou metódou bolo zistené vo všetkých prípadoch experimentov, že došlo ku zníženiu zvyškových napatí tak, že na- merané hodnoty sa blížili k nule. Možno teda konštatovať, že aktivně pósobenie ultrazvukové] energie v priebehu procesu zvárania výrazné ovplyvňuje hodnotu ťahových zvyškových napatí zvarového spoja a tieto sú znižované na minimum. Tento pokles zvyškových napStí z hladiska užitkových napatí zvarovaného spoja sa prejaví v jeho vyššej únosnosti a vedie k odstráneniu ekonomicky náročných postupov, t. j. k odstráneniu žíhania. Příklad

Spósobom podía vynálezu bola zváraná feriticko-perlitická tvárná liatina o chemickom zložení v hmotnostných percentách následovně: uhlík C — 3,58 %, křemík Si = = 2,68 %, mangán Mn — 0,50 %, síra S — = 0,029 %, fosfor P = 0,05 %, hořčík Mg = = 0,18 %, chróm Cr = 0,09 °/o, nikel Ni — = 0,05 %, molybdén Mo = 0,136 %. Stupeň eutektičnosti Sc = 1,055, pri mechanických hodnotách: mechanická pevnost Rm = = 531,9 MPa, tažnost As = 9,75 %, zúženie Z = 13,95 %, tvrdost podlá Brinella HB = = 186 a vrubová húževnatost KCU2 = 6,33 Jcm-2. Zváralo sa elektródou s označením E-S 722, pre zváranie liatin na báze niklu s obsahom niklu v hmot. % Ni — 92 %. Ultrazvuková energia bola dodávaná generátorom ultrazvukových vln s frekvenciou f = 17,5 kHz. Experimentálny materiál bol zvarený za studená, přerušovanými zvarmi a zvar bol nanesený v troch vrstvách.

Pre stanovenie povrchových zvyškových napatí bola zvolená deštrukčná metoda. Na odmaštěný zvar sa nalepili elektrické odporové tenzometre a zaizolovali sa proti vlhkosti okolia a mechanickému poškodeniu. Zmerali sa počiatočné hodnoty deformácií tenzometrov, elektroiskrovou metódou sa uvolnili merané miesta a zmerali sa konečné hodnoty tenzometrov. Vypočítali sa napatia. V porovnaní hodnót zvyškových napatí vo vzorkách ovplyvnených ultrazvukom a bez ovplyvnenia sa zistilo, že pri ovplyvnených vzorkách došlo k výraznému poklesu zvyškových napatí, ktoré sa hodnotami blížili k nule, alebo prechádzali z ťahových napatí do tlakových. Vplyv ultrazvukovej energie pri zváraní sa prejavil následovně:

Pri zváraní bez ovplyvnenia ultrazvukom boli namerané hodnoty Rx = 419,0 MPa a Ry = 243,6 MPa, a s ovplyvnením ultrazvukom boli namerané hodnoty Rx = —19,0 MPa a Ry = 39,7 MPa.

Kde Rx je zvyškové napatie v smere osi x a Ry je zvyškové napátie v smere osi y.

Claims (1)

1. PREDMET Spósob odstraňovania zvyškových napatí vo zvarkoch pósobením ultrazvuku, vyznačujúci sa tým, že na celú sústavu, menovite na podložku, oba zvárané diely, přídavný ynAlezu kov, tavný kúpel sa v priebehu procesu zvárania aktivně pósobí ultrazvukom v roz- sahu frekvencii 17 až 213 kHz.