Челик је познат по својој снази и издржљивости, што га чини спајањем у грађевинарству, производњи и инжењерингу. Када се челични комади придруже заваривањем, настаје критично питање: "је заваривање једнако снажно као и челик?" Одговор зависи од више фактора, укључујући процес заваривања, материјал за пуњење, заједнички дизајн и квалитет заваривања. У идеалним условима, бунар - извршени заваривач може да одговара или чак прелази снагу базног челика. Међутим, недостаци у техници или избору материјала могу оставити заваривање слабијим од челика који се придружује.
Како завари заваривање постижу снагу упоредиво са челиком
Снага заваривања произилази из своје способности да створи металуршку везу са основним челиком. Током заваривања, базни метал и материјал за пуњење (ако се користи) загревају се до растопљеног стања, омогућавајући њиховим атомима да се меша на зглобу. Како се заварива хлади, ова смеша формира чврсту, обједињену структуру у којој се граница између заваривања и базног челика постаје скоро нераздвојна на молекуларном нивоу. Када се тачно обави, ова веза равномерно дистрибуира стрес преко зглоба, баш као што би то прошао кроз један комад челика.
Материјали за пуњење играју кључну улогу у подударној челичној чврстоћи. Заваривачи Изаберите метали пунила (као што су Е7018 електроде за благи челик) дизајнирани да одговарају затезној чврстоћи са основним челиком. Благи челик обично има затеглу чврстоћу од 60 000-80,000 ПСИ (фунти по квадратном инчу) и метал за пуњење Е7018 формулише се за постизање 70.000 ПСИ - ефективно усклађивајући основни материјал. За високи челик - (нпр. 100.000 затезања псиле), специјализовани пунила попут Е11018-Г користе се за осигурање да се завари у темпу са перформансама челика.
Заједнички дизајн такође утиче да ли заваривање може да одговара чврстоћи челика. Правилно дизајниран зглоб - као што је пун - пенетрација заваривање (где заваривање продире у целокупну дебљину челика) - максимизирала је заварски контакт подручје са базним металом. То омогућава заваривање да равномерно подели оптерећење околним челиком. На пример, пуни - продор заварива на ½ - инч дебљине благе челичне плоче, користећи одговарајући пунило, обично неће успети у основном челику (а не заваривање) када је подвргнут екстремној сили - јасан знак да је заваривач тако јак и сама челик.
Када се завари могу бити слабији од челика
Упркос њиховом потенцијалу, завари се могу препустити снази челика због избегавања или неизбежних фактора:
Недостаци заваривања
Мане у заваривању су главни разлог смањене снаге. Порозност (малени мехурићи гаса заробљени у заваривању) ствара слабе тачке на којима се стрес може концентрисати, спуштајући затезну чврстоћу заваре. Заваривање са 5% порозности може изгубити 10-15% његове планиране снаге. Непотпуна фузија - где се заварива у потпуности не повезује са основним челиком - оставља празнине који се понашају попут пукотина, чинећи да је заваривач склон да се заварило да се преврне под оптерећењем. Слично томе, подрезани (жљебови дуж ивица заваривања) смањује ефективни крст - секцијски део зглоба, слабим га у поређењу са непрекином челиком.
Топлине - погођена зона (ХАЗ) питања
Врућина заваривања мења микроструктуру челика у близини заваривања, стварајући топлоту - погођена зона (ХАЗ). У неким челицима - поготово високим - челицом за угљеник или легуре - брзо хлађење након заваривања може направити ломљиву ломљиву. Ова крхка смањује способност ХАЗ-а да апсорбује стрес, узрокујући да зглоб не успе у овом подручју чак и ако је сама заваривање јак. На пример, заваривање високи - Снага ниско ...- легура (ХСЛА) челик без исправног загревања или пост - заварива топлоте може да остави хаз слабији од и завареног и базног челика.
Неусклађене материјале
Помоћу материјала за пуњење са нижом снагом од основног челика гарантује слабију заваривање. Ако је благи челик (60.000 пси) заварен са пунилом дизајнираним за ниско челик - снага (40.000 пси), заваривање неће успети пре основног метала. Слично томе, заваривање различитог челика (нпр. Блага челиком од нехрђајућег челика) без компатибилног пунила могу створити крхку интерметална једињења у заваривању, смањујући његову снагу испод оне или основног материјала.
Лош зглобни дизајн
Лоше дизајниран зглоб подрива чак и најбоље заваривање. Заваривање филета са малим дужином ногу, на пример, има мањи крст - пресек од основног челика, ограничавајући свој оптерећење - носивост. Заваривање танког челика са зглобом који ствара концентрацију стреса - као што је оштар угао - може проузроковати да заваривање не успе да пропадне под напетошћу, чак и ако је сам метал заварила снажан.
Тестирање за упоређивање заваривања и чврстоће челика
Да бисте утврдили да ли је заваривање утакмица челичне чврстоће, инжењери користе затезање тестирања. Узорак завареног споја се извлачи у машини и снага је потребно да се разбије. Ако се узорка провали у основном челику (не заваривање или хаз), заваривање је потврђено да је тако јак као и челик. Ако се пробија у заваривању или ХАЗ, заваривање је слабији и потребни су прилагођавања процеса.
На пример, затезан тест на правилно завареном благом челичном зглобу обично показује ломљење силе еквивалентне оној чврстој челичној траци истих димензија. Ово потврђује да је заварило постигло "снагу матичне метала" - индустријска терминологија за заваривање као јак као основни челик.
Стварно - светски примери снаге заваривања
У структурним применама попут мостовних носача или оквира грађевина, завари су дизајнирани тако да одговарају чврстоћи челичних греда. Заварени спојеви у тим структурама пролазе строго тестирање како би се осигурало да могу издржати исту оптерећењу као и сама челик. Слично томе, у производњи аутомобила, заваривање у компонентама шасије се пројектују као челични оквир, осигуравајући да возило задржава структурни интегритет у сударима.
Супротно томе, заваривање у ниским [{0}} стресним апликацијама - попут украсног метала - можда неће требати да одговарају челичној снази. Заваривање које држи челичну ограду на пост, на пример, само треба да подржи лагане оптерећења, тако да су мање слабости прихватљиве.
Закључак
Заваривање може бити једнако снажан као и челик, али то зависи од пажљивог погубљења. Бунар - дизајниран зглобни, одговарајући материјал за пуњење, правилна техника заваривања и пажња да се пост- лечење заварива (попут топлотне лечења за легуре за легуре) омогућавају да се завари да постигну исту снагу као што су основни челик. Међутим, оштећења, неусклађености материјала или лоша контрола процеса оставиће заваривање слабијим.
У критичним апликацијама, где су сигурност и трајност најважнији, завари се строго тестирају како би се осигурало да сусрећу или прелазе чврстоћу челика. У већини практичних сврха, са правилним обуком и придржавањем стандарда, завари се могу поуздано подударати са чврстом челиком који се придружују - правећи заваривање поуздане методе за стварање јаких, сталних веза у челичним структурама.
