Wodór, równoważnik węgla i podgrzewanie — dlaczego stal pęka

Pęknięcia zimne to pęknięcia, które mogą pojawić się kilka godzin po spawaniu, gdy spoina ostygnie. Współdziałają trzy czynniki: jak hartowna jest stal, ile wodoru jest w stopiwie i jak szybko spoina stygnie. Szybkość stygnięcia zależy od grubości materiału i od tego, ile ciepła wprowadzasz.

Regulamin kształcenia kowala ma cel: «Uczeń zna obliczanie równoważników węgla i ich znaczenie».

Równoważnik węgla łączy zawartość węgla i pierwiastków stopowych w stali w jedną liczbę. Im wyższa liczba, tym stal bardziej hartowna i tym większe ryzyko pęknięć zimnych. Najczęściej stosowany jest wzór IIW:

• 01Wzór dotyczy stali o CE między 0,30 % a 0,70 %
• 02Jeśli na świadectwie są tylko C i Mn, dodajesz 0,03 na pozostałe pierwiastki
• 03Gdy łączysz dwie różne stale, stosujesz wyższe CE
• 04Wzór może nie pasować do stali z borem

Przykład obliczeniowy

Przykład z naszymi liczbami: C 0,18 · Mn 1,40 · Cr 0,05 · Mo 0,02 · V 0,01 · Ni 0,05 · Cu 0,05. CE = 0,18 + 0,233 + 0,016 + 0,007 = 0,44.

Producenci podają CE swojej stali. SSAB podaje dla S355J2+N maksymalnie 0,45 i typowo 0,42 (6-60 mm). Ovako podaje maksymalnie 0,47 dla S355J2. Liczby się różnią, bo pochodzą od różnych producentów — zawsze sprawdzaj świadectwo dla swojej konkretnej stali.

Wodór w stopiwie mierzy się w ml na 100 g stopiwa. ISO/TR 17844 dzieli go na pięć klas wodoru:

Elektrody rutylowe i celulozowe należą do klasy A. Elektrody zasadowe mogą być w klasach B do D, zależnie od klasyfikacji producenta. Drut lity do MIG/MAG i TIG zwykle zalicza się do klasy D.

Co jest napisane na elektrodzie?

Zasadowa elektroda OK 48.00 firmy ESAB jest sklasyfikowana jako «E 42 4 B 42 H5» wg ISO 2560. Tak odczytasz części oznaczenia:

• 0142: stopiwo ma granicę plastyczności co najmniej 420 MPa, wytrzymałość na rozciąganie 500-640 MPa i wydłużenie co najmniej 20 %
• 024: udarność wynosi co najmniej 47 J w temperaturze −40 °C
• 03B: otulina zasadowa
• 04H5: klasa wodoru. Karta katalogowa podaje poniżej 4,0 ml wodoru na 100 g stopiwa

Druga «42» mówi coś o uzysku, rodzaju prądu i pozycjach. Nie wyjaśniamy tego tutaj — zajrzyj do karty katalogowej elektrody.

Energia liniowa to ilość energii, jaką łuk wprowadza w każdy milimetr spoiny. Mierzy się ją w kJ/mm. Wysoka energia liniowa daje wolne stygnięcie: mniejsze ryzyko twardych stref, ale grube ziarno i większe odkształcenia. Niska energia liniowa daje szybkie stygnięcie i większe ryzyko pęknięć. Wzór i współczynniki sprawności podaje EN 1011-1. Korzystaj z kalkulatora i trzymaj się energii liniowej podanej w twojej WPS.

Podgrzewanie sprawia, że spoina stygnie wolniej. To, czy podgrzewać i o ile, podaje WPS. Nie jest to dowolny wybór na hali.