Utjecaj legirajućih elemenata na zavarljivost metala

The influence of alloying elements on the weldability of metals

Kod zavarivanja metala s različitim legirajućim elementima (molibden, silicij, krom itd.) mogu nastati različiti problemi koji izravno utječu na kvalitetu dobivenog zavara (pukotine, pore, nezavari itd.) zbog:

• Metalurški,
• Donje faze taljenja,
• Različita fizička svojstva.

In order to avoid difficulties and problems, it is necessary to know well how this or that alloying element affects the weldability of the metal.

Poznavanje utjecaja legirnih elemenata na zavarljivost različitih čelika pridonijet će boljem razumijevanju procesa zavarivanja.

Ugljik

Jedan je od najznačajnijih kemijskih elemenata u čelicima. Sadržaj ugljika u čelicima utječe na čvrstoću, prokaljivost, žilavost, zavarljivost.

U čelicima s niskim udjelom ugljika (ugljik manji od 0,25%), zavarljivost praktički nije narušena. S povećanjem udjela ugljika, zavarljivost se naglo pogoršava, jer u zonama ZUT-a nastaje veliki broj struktura otvrdnjavanja koje uzrokuju pukotine.

S visokim sadržajem ugljika u materijalu za punjenje, povećava se vjerojatnost stvaranja pora.

Manganese

Mangan je dobar dezoksidant kao i pojačivač žilavosti iznad temperatura ispod ništice. Elektrode ili žica moraju biti legirane s visokim sadržajem mangana pri zavarivanju u CO2 zaštitnom plinu za zavarivanje.

Uz sadržaj mangana u metalu do 0,8%, postupak zavarivanja nije kompliciran.

S povećanjem udjela čelika (1,8% -2,5%) postoji opasnost od vodikovog pucanja (hladne pukotine), jer mangan doprinosi pojavi krhkih struktura (otvrdnjavanje).

S povećanim sadržajem mangana (11-16%), tijekom zavarivanja dolazi do intenzivnog izgaranja ove tvari.

Silicij

Silicij je poput mangana, dobar je deoksidans. Uz malu količinu silicija (do 0,03%), zavarljivost ne utječe.

Uz sadržaj silicija od 0,8-1,5%, zavarljivost se pogoršava zbog povećane fluidnosti silicijevog čelika i stvaranja vatrostalnih silicijevih oksida. S visokim udjelom silicija, zbog povećane fluidnosti, posebno je opasna pojava vrućih pukotina.

Krom

sadržaj kroma u čelicima pridonosi povećanju otpornosti na koroziju. No, kod zavarivanja čelika nastaju kromovi karbidi koji povećavaju tvrdoću u ZUT (zoni utjecaja topline).

nickel

Sadržaj nikla u čelicima pridonosi povećanju žilavosti, što je posebno važno kada čelici rade na niskim temperaturama.

Također, nikal pomaže u povećanju duktilnosti, čvrstoće čelika i rafiniranju zrna. Istodobno, zavarljivost čelika se ne pogoršava. No, zbog visoke cijene ovog legirajućeg elementa, uporaba je ograničena ekonomskim razlozima.

Molibden

Sadržaj molibdena u čelicima povećava kapacitet čvrstoće na visokim temperaturama. Sprječava oksidaciju legure na povišenoj temperaturi.

S druge strane, molibden doprinosi stvaranju pukotina u ZUT-u i metalu zavara jer povećava tvrdoću zavara.

Volfram

Sadržaj volframa u čelicima dramatično povećava tvrdoću čelika i njegovu učinkovitost na visokim temperaturama (crvena otpornost).

S druge strane, volfram komplicira proces zavarivanja i aktivno oksidira. Volfram prisutan u metalu smanjuje zavarljivost materijala.

Vanadij

Sadržaj vanadija u čelicima dramatično povećava prokaljivost čelika. Zbog prokaljivosti, kao i zbog oksidacije vanadija, pogoršava se zavarljivost čelika.

from titanium

Titan se koristi kao legirajući element zbog svoje visoke otpornosti na koroziju i toplinske stabilizacije nehrđajućeg čelika. Titan i niobij se dodaju nehrđajućem čeliku kako bi vezali ugljik i tako spriječili preosjetljivost.

Upotreba niobija, sličnog titanu, je zbog njegove visoke otpornosti na koroziju. Kod zavarivanja čelika niobij doprinosi stvaranju vrućih pukotina.

Open this in UX Builder to add and edit content