Obecné zásady pro aplikaci technologie navařování

12.3.2 Obecné zásady pro aplikaci technologie navařování

Ing. Miloš Sova, CSc.

Opravy a renovaci navařováním je možno při vhodné volbě tepelného režimu provádět u všech typů ocelí, tedy i vysokolegovaných. Je však nutno použít vysokých teplot předehřevů a případně následného tepelného zpracování. Takový postup vede k určitým tvarovým a rozměrovým změnám opracovaného dílu, ke snížení kvality povrchu a navíc je energeticky i časově náročný.

Doporučený tepelný režim pro navařování nástrojové oceli:

tj - inkubační

t_tr - transformační doba

T_př - teplota předhřevu

Je důležité dodržet nejen výši teploty předehřevu a ohřevu, ale i časové intervaly, které určují rychlost ohřevu a ochlazování, vč. časového intervalu dohřevu. Po navařování je třeba provést tepelné zpracování, např. žíhání na odstranění vnitřního pnutí, normalizační žíhání, kalení a popouštění apod. Režimy tepelného zpracování jsou závislé na požadovaných vlastnostech návaru a základního materiálu, jejich chemickém složení, rozdílu koeficientu tepelné roztažnosti, překrystalizačních a precipitačních teplot, inkubačních a transformačních intervalů a na tvaru součásti. V případě obtížně svařitelných ocelí a tehdy, nechceme-li nebo nelze-li provést předehřev, je doporučováno tzv. „polštářování”, které snižuje pnutí způsobené různou tepelnou roztažností základního a návarového kovu.

Uvedená doporučení však nelze ve většině případů při renovaci a opravách částí forem na zpracování plastů použít. Nedodržení doporučovaných tepelných režimů však obecně vede ke zvýšenému nebezpečí vzniku trhlin. Společnou příčinou jejich vzniku je působení tahových složek napětí, které se uplatňují jako důsledek místních strukturních a objemových změn způsobených tepelným účinkem navařování. Takto vznikající trhliny je možno rozdělit podle místa výskytu a orientace do čtyř základních skupin. Podnávarová trhlina typu 1 vzniká v oblasti přehřátí základního materiálu. Příčné trhliny typu 2 probíhají kolmo na izotermy transformačních oblastí přehřátého základního materiálu. Mohou se šířit až do návaru i neovlivněné oblasti základního materiálu. Trhliny typu 3 vznikající na volných okrajích ovlivněné oblasti (tzv. vrubová) a tavné trhliny typu 4 se při navařování vyskytují méně často. Tyto základní případy je možno doplnit typem trhlin, které vznikají na hranicích hrubých martenzitických zrn v podnávarové oblasti.

Základní typy trhlin vznikajících při navařování:

Podnávarová trhlina vzniklá při navařování na materiál 19 436 plamenem práškem K 55 (předehřev 200 ⁰C):

Příčná trhlina u materiálu 19 436 při navařování plamenem práškem K 55 (předehřev 500 ⁰C):

Trhlina na hranicích martenzitických zrn u materiálu 19 312 vzniklé při navařování el. obloukem elektrodou E-B 511 (předehřev 280 ⁰C):

Na základě výsledků výzkumu a praktických zkušeností je možno konstatovat:

• Základní příčinou vzniku trhlin (praskavosti) je mechanismus martenzitické přeměny v místech, kde následkem vysokého přehřátí a v důsledku velkého tepelného spádu vzniká hrubozrnná martenzitická struktura.

• Podmínkou jejich vzniku je, aby místní tahová napětí dosáhla mezních hodnot, které jsou výrazně závislé na metalurgii hutní výroby, přítomnosti vodíku a stavu struktury základního materiálu.

• Na vznik trhlin má výrazný vliv tepelná vodivost a tepelná roztažnost základního materiálu, a to i ve vztahu k přídavnému materiálu návaru a použité technologii navařování.

• Nebezpečí vzniku trhlin se snižuje volbou vhodné teploty předehřevu.

Jde o značně komplikovanou problematiku a stanovit v konkrétním…