Дәнекерлеуге жарамдылық: Материалдардың қасиеттері мен өлшемдері
Weldability
Дәнекерлеуге жарамдылық – материалдың қалай біріктірілетінін көрсетеді. Металдар мен термопластиктердің дәнекерлену қасиеттері, стандарттар мен техникалық талаптар.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Дәнекерлеуге жарамдылық, сондай-ақ қосылуға жарамдылық, материалдың дәнекерлену мүмкіндігін көрсетеді. Көптеген металдар мен термопластиктерді дәнекерлеуге болады, бірақ кейбіреулерін дәнекерлеу басқаларына қарағанда оңайырақ (реологиялық дәнекерлеуді қараңыз). Материалдың дәнекерлеуге жарамдылығы дәнекерлеу процесін анықтау және соңғы дәнекерлеу сапасын басқа материалдармен салыстыру үшін пайдаланылады. Дәнекерлеуге жарамдылықты сандық түрде анықтау қиын болғандықтан, көптеген стандарттар оны сапалық түрде анықтайды. Мысалы, Халықаралық Стандарттау Ұйымы (ISO) ISO 581:1980 стандартында дәнекерлеуге жарамдылықты былай анықтайды: "Металл материал, егер дәнекерлеу металлдың беріктігін қамтамасыз етсе және дәнекерленген бөлшектерге арналған тиісті технологиялық процестер арқылы олардың өзіндік қасиеттеріне, сондай-ақ олар құрамына кіретін конструкцияға тигізетін әсеріне қатысты техникалық талаптар орындалса, белгілі бір процестермен және белгілі бір мақсаттар үшін дәнекерлеуге жарамды деп есептеледі." Басқа дәнекерлеу ұйымдары да оны осыған ұқсас анықтайды.
The weldability, also known as joinability, of a material refers to its ability to be welded. Many metals and thermoplastics can be welded, but some are easier to weld than others (see Rheological weldability). A material's weldability is used to determine the welding process and to compare the final weld quality to other materials. Weldability is often hard to define quantitatively, so most standards define it qualitatively. For instance the International Organization for Standardization (ISO) defines weldability in ISO standard 581 1980 as: "Metallic material is considered to be susceptible to welding to an established extent with given processes and for given purposes when welding provides metal integrity by a corresponding technological process for welded parts to meet technical requirements as to their own qualities as well as to their influence on a structure they form." Other welding organizations define it similarly.
Болат
Болат үшін дәнекерлеуге қабілеттілігін анықтауға болатын үш негізгі ақау түрі бар: сутегінің әсерінен суыққа төзімсіз жарылу, қабатты жыртылу және нүктелік дәнекерлеудің қабығынан айырылу. Олардың арасында ең маңыздысы – сутегінің әсерінен болатын суыққа төзімсіз жарылу.
For steel there are three major failure modes by which weldability can be measured: hydrogen induced cold cracking, lamellar tearing, and spot weld peeling. The most prominent of these is hydrogen induced cold cracking.
Сутекпен әсер етілген суық крекинг
Астықтың дәнекерлеуге қабілеттілігі, сутегінің әсерінен салқындап жарылу тұрғысынан, болаттың қатаю қабілетімен кері пропорционал, ал қатаю қабілеті – жылумен өңдеу кезінде мартензиттің пайда болу оңайлығын көрсетеді. Болаттың қатаю қабілеті оның химиялық құрамына байланысты, көміртегі және басқа қоспа элементтерінің мөлшері артық болса, қатаю қабілеті жоғарылайды, демек дәнекерлеуге қабілеттілігі төмендейді. Көптеген әртүрлі материалдардан құралған қорытпаларды бағалау үшін, эквивалентті көміртек мазмұны деп аталатын өлшем қолданылады, ол әртүрлі қорытпалардың салыстырмалы дәнекерлеуге қабілеттілігін қарапайым көміртекті болатпен салыстыру арқылы анықтайды. Хром мен ванадий сияқты элементтердің дәнекерлеуге әсері көміртекке қарағанда аз болғанымен, мыс пен никельге қарағанда маңыздырақ. Эквивалентті көміртек мазмұнының артуымен қорытпаның дәнекерлеуге қабілеттілігі төмендейді. Жоғары беріктігі бар, қорытпасы аз болаттар (HSLA) 1970-ші жылдары дәнекерлеуге арналған ретінде әзірленді, бұл материалдарды дәнекерлеу оңай, беріктігі жоғары, сондықтан көптеген дәнекерлеу салаларында қолдануға ыңғайлы. Тот баспайтын болаттардың құрамындағы хромдың көп болуына байланысты, олардың дәнекерлеуге қабілеттілігі басқа болаттардан өзгеше. Тот баспайтын болаттардың аустениттік маркалары дәнекерлеуге ең оңай болып табылады, бірақ олардың жоғары жылулық кеңею коэффициентіне байланысты деформацияға бейім. Осы типтегі кейбір қорытпалар жарылуға және коррозияға төзімділігінің төмендеуіне де ұшырайды. Дәнекердегі феррит мөлшері бақыланбаса, ыстық жарылу мүмкін. Бұл мәселені шешу үшін, дәнекерде аз мөлшерде феррит бар металл жабатын электрод қолданылады. Ферриттік және мартенситтік тот баспайтын болаттар сияқты, басқа да тот баспайтын болат түрлерін дәнекерлеу оңай емес, сондықтан оларды көбінесе арнайы электродтармен алдын ала қыздырып дәнекерлеу қажет.
The weldability of steel, with regard to hydrogen induced cold cracking, is inversely proportional to the hardenability of the steel, which measures the ease of forming martensite during heat treatment. The hardenability of steel depends on its chemical composition, with greater quantities of carbon and other alloying elements resulting in a higher hardenability and thus a lower weldability. In order to be able to judge alloys made up of many distinct materials, a measure known as the equivalent carbon content is used to compare the relative weldabilities of different alloys by comparing their properties to a plain carbon steel. The effect on weldability of elements like chromium and vanadium, while not as great as carbon, is more significant than that of copper and nickel, for example. As the equivalent carbon content rises, the weldability of the alloy decreases. High strength low alloy steels (HSLA) were developed especially for welding applications during the 1970s, and these generally easy to weld materials have good strength, making them ideal for many welding applications. Stainless steels, because of their high chromium content, tend to behave differently with respect to weldability than other steels. Austenitic grades of stainless steels tend to be the most weldable, but they are especially susceptible to distortion due to their high coefficient of thermal expansion. Some alloys of this type are prone to cracking and reduced corrosion resistance as well. Hot cracking is possible if the amount of ferrite in the weld is not controlled—to alleviate the problem, an electrode is used that deposits a weld metal containing a small amount of ferrite. Other types of stainless steels, such as ferritic and martensitic stainless steels, are not as easily welded, and must often be preheated and welded with special electrodes.
Жақсырақ
Ламельді жарылу – таза болаттардың қолдануымен дерлік толығымен жойылған, тек қана істелген болат өнімдерінде ғана болатын өтелу түрі.
Lamellar tearing is a type of failure mode that only occurs in rolled steel products that has been virtually eliminated with cleaner steels.
Нүктелі дәнекерлеу арқылы піліну
HSLA болаттарын нүктелік дәнекерлеу кезінде туындауы мүмкін артық қатаю мәселесі болуы мүмкін. Ақауға бейімділікті бағалау үшін эквивалентті көміртегі мазмұны параметр ретінде қолданылуы мүмкін.
The excessive hardenability that can occur when spot welding HSLA steel can be an issue. The equivalent carbon content can be used as a parameter to evaluate the propensity for failure.