Objašnjenje zone utjecaja topline ili ZUT kod zavarivanja

Zona pod utjecajem topline ili HAZ u zavarivanju je zona uz metal zavara koja nije otopljena, ali je promijenjena toplinskim ciklusom zavarivanja. Promjena se odnosi na promjene u mehaničkim i mikrostrukturnim svojstvima.

Što je ZUT ili zona utjecaja topline u zavarivanju?

HAZ je skraćenica za zonu utjecaja topline u zavarenom spoju. Zona utjecaja topline kod zavarivanja je područje na koje utječe toplina zavarivanja.

Ovo je opće shvaćanje da se područje zavarivanja ograniči samo unutar zavarenog metala zatopljenog u zavarenom spoju. Iako, to nije točno.

Točna površina zavarenog spoja uključuje osnovni metal koji je promijenjen (promjene u mikrostrukturnim i mehaničkim svojstvima) unesenom toplinom zavarivanja. To se područje naziva zona utjecaja topline u zavarivanju ili ZUT u zavarivanju.

Ovisno o količini unosa topline zavarivanja, veličina zone utjecaja topline varira.

What are the ZUT regions or areas in welding?

ZUT zavara je područje unutar osnovnog materijala koje okružuje zavar gdje se promjene mikrostrukture uslijed toplinskog ciklusa tijekom zavarivanja.

Dakle, ZUT u zavarivanju sastoji se od sljedećih glavnih područja na donjoj slici:

1. Otopljeno područje (zavareni metal)
2. Vezivno područje (linija spajanja)
3. Zona utjecaja topline na osnovni metal (HAZ)

Na temelju transformacija koje se odvijaju u ZUT-u, tipovi strukture zrna u zoni utjecaja topline (ZUT) su:

1. CGHAZ znači – HAZ grubog zrna
2. FGHAZ sredstva– Fino zrno ZUT
3. ICHAZ sredstva– Međukritično ZUT
4. SCHAZ sredstva– Podkritično ZUT

Koje su temperature u zoni utjecaja topline kod zavarivanja ili ZUT-a?

Raspon temperature na liniji za taljenje je približno 1450ºC-1500ºC (2642°F- 2732°F) i sastoji se od mješavine metala zavarivanja i osnovnog materijala.

Temperature utvrđene u grubozrnatom ZUT-u u zavarivanju su približno između točke taljenja i 1100ºC (2012°F).

Finozrnati ZUT u temperaturama zavarivanja kreće se od približno 900ºC do 1100ºC (1652-2012°F).

Međukritična ZUT u temperaturi zavarivanja kreće se između 750ºC-900ºC (1382-1652°F) sa samo zonama bogatim ugljikom koje se pretvaraju u austenit tijekom zagrijavanja.

Veličina ZUT-a u zavarivanju raste s povećanjem ukupnog unosa topline zavarivanja. Čimbenici koji utječu na unos topline su:

• Visoka struja zavarivanja/amperaža
• Visoki napon zavarivanja
• Smanjena brzina putovanja
• Zavareno tkanje itd.

Dakle, što je ZUT ili zona utjecaja topline u definiciji zavarivanja?​

Tijekom operacije zavarivanja, područje osnovnog materijala uz zonu zavarivanja se ne stapa, ali na njega utječe unos topline zavarivanja.

Učinak unosa topline donosi promjene kao što su mikrostrukturne promjene i promjene mehaničkih svojstava u ovom području osnovnog metala.

To specifično područje na koje utječe toplinska energija zavarivanja naziva se zona utjecaja topline ili HAZ u zavarivanju.

Toplinski ciklus zavarivanja proizveden zavarivanjem djeluje slično toplinskoj obradi i mijenja ZUT u svojstvima zavarivanja (mikrostrukturna i mehanička svojstva kao što su mikrostruktura, tvrdoća, granica tečenja i žilavost).

Zone of influence of heat in welding or width of ZUT (distance)?

Koliko je udaljena zona utjecaja topline kod zavarivanja?

Zona pod utjecajem topline u zavarivanju, dimenzije kao što je širina, mjerena na mikrostrukturi poprečnog presjeka zavara ovise o unosu topline zavarivanja i toplinskoj vodljivosti osnovnog metala.

Postupak zavarivanja koji daje veliki unos topline (npr. SAW) proizvest će širi ZUT u zavarivanju u usporedbi s onim koji daje nizak unos topline, kao što je zavarivanje štapom.

Drugi čimbenik, toplinska vodljivost materijala, utječe na rasipanje topline tijekom zavarivanja i također utječe na širinu ZUT-a.

Materijali s niskom toplinskom vodljivošću dat će široku i veliku ZUT (na primjer nehrđajući čelik u usporedbi s ugljičnim čelikom), a materijali s visokom toplinskom vodljivošću (npr. bakar) imat će usku ZUT u zavarivanju.

Širina ZUT kod štapnog zavarivanja ili SMAW i TIG zavarivanja obično je oko 1 do 2 mm.

ZUT- Zona utjecaja topline Udaljenost između zavara

Razmak između dvije zone utjecaja topline trebao bi biti najmanje 50 milimetara ili 2 inča.

Minimalna zona utjecaja topline kod zavarivanja ili minimalna ZUT kod zavarivanja ne spominju se ni u jednoj normi ili kodeksu.

Ali HAZ u zavarivanju treba biti minimalan kako bi došlo do najmanje promjene svojstava osnovnog metala.

Pukotine u zoni utjecaja topline (HAZ).

Različite vrste pukotina pojavljuju se u zoni utjecaja topline ili ZUT-u kod zavarivanja. Priroda ovih pukotina je uzrokovana naprezanjem.

Primjer pukotine uzrokovane naprezanjem je vodikovo pucanje (također se naziva hladno pucanje ili odgođeno pucanje).

Drugi fenomeni povezani s naprezanjem također uzrokuju HAZ pukotine, a to su uglavnom sulfidne korozivne pukotine (SSCC), lamelarno kidanje i pucanje uslijed korozije na naprezanje – na primjer.

Svojstva i transformacija tijekom zavarivanja u ZUT?

Na svojstva ZUT-a utječu kemijski sastav čelika, njegova debljina i vremenski ciklus tijekom procesa zavarivanja.

Maksimalna temperatura postignuta tijekom zavarivanja mora se uzeti u obzir pri ocjeni zavarljivosti čelika. Vršna temperatura ima sljedeći utjecaj:

• Otapanje taloga mikrolegiranja u grubo zrnu ZUT u zavarivanju
• Rast austenitnog zrna
• Brzina hlađenja od vršne temperature

Fazni dijagram željezo-ugljik pokazuje da fazna transformacija počinje kada temperatura dosegne 723°C (1333,4°F).

Na toj temperaturi BCC prelazi u FCC. Budući da brzine hlađenja zavara od temperatura iznad 723°C (1333,4°F) mogu biti brze, otvrdnjavanje područja zavara je uobičajeno. Zona utjecaja topline (HAZ) vrlo je važno područje jer se u ovoj zoni mogu pojaviti kvarovi zavara.

Zašto je važna zona utjecaja topline kod zavarivanja?

Različite vrste mikrostrukturne transformacije odvijaju se u zoni utjecaja topline tijekom zavarivanja na temelju najviše temperature postignute u svakom od tih područja tijekom zavarivanja. Ovisno o temperaturi, pojavljuju se različita područja ZUT-a s različitim svojstvima.

Što je ZUT širi, to su veće varijacije svojstava. Ove promjene koje su se dogodile u ZUT-u pri zavarivanju nisu iste kao osnovni metal i uglavnom imaju lošija svojstva.

Opći je cilj zadržati nisku širinu ZUT-a kako bi se izbjegle ove promjene, iako se to ne može eliminirati. Najslabije područje u HAZ-u je blizu linije fuzije.

Ovo područje rasta zrna sastoji se od grubih zrna gdje je temperatura malo ispod temperature taljenja osnovnog metala.

Zbog velikih krupnih zrna najslabiji je dio u zoni utjecaja topline ili HAZ-a kod zavarivanja.

Kliknite ovdje za izračun temperature transformacije u čeliku pomoću njegovih legirajućih elemenata.

Kako kontrolirati i minimizirati širinu ZUT-a?

Za niskolegirani čelik i mikrolegirane legure vrlo je bitno ograničiti širinu ZUT-a i time kontrolirati rast zrna ZUT-a.

Širina ZUT-a kod zavarivanja može se smanjiti i kontrolirati:

1. Koristeći mali unos topline,
2. Zavarivanje sa zrncima i
3. Strogo poštivanje ograničenja međuprolazne temperature.
4. Korištenje tkanja mora biti ograničeno jer tkanje proizvodi veliki unos topline zbog smanjene brzine putovanja.

Zašto zavarivanje obično ne uspijeva u ZUT-u?

Zona utjecaja topline (HAZ) prolazi bezbroj mikrostrukturnih promjena na vrlo malim udaljenostima. HAZ za zavarivanje sastoji se od grubih zrna, zrna srednje veličine i finih zrna kao što je ranije objašnjeno.

Ova nehomogenost u mikrostrukturi pogoršava svojstva zavarenih spojeva i rezultira nižim mehaničkim svojstvima ZUT-a, posebice žilavosti i visokom tvrdoćom.

Povećanje tvrdoće ZUT-a jedno je od glavnih pitanja koja zahtijevaju stroge kontrole tijekom zavarivanja niskolegiranih čelika i čelika s visokim udjelom ugljika. Budući da je najveća dopuštena tvrdoća za ove materijale 250 HV prema NACE MR0175.

Druga glavna briga u HAZ-u je smanjenje žilavosti Charpy V Notch. Žilavost ZUT-a se smanjuje zbog stvaranja širih grubih zrna uslijed visokih temperatura ispod tališta u ZUT-u.

Imajte na umu da se ne smanjuje sva žilavost ZUT-a, područje finijih zrna pokazuje visoku žilavost ZUT-a. Glavni krivac je područje HAZ-a grubog zrna.

Factors affecting the heat-affected zone in welding or ZUT

Glavni čimbenici koji utječu na zonu utjecaja topline kod zavarivanja ili HAZ kod zavarivanja su:

• Unos topline zavarivanja
• Struja zavarivanja, napon
• Brzina kretanja zavarivanja
• Tehnika zavarivanja – tkanje ili perle
• Pozicije za zavarivanje
• Predgrijavanje zavarivanja
• Kontrola međuprolazne temperature
• Svojstva osnovnih metala – toplinska vodljivost

Slični postovi

Open this in UX Builder to add and edit content