Metalurgija zavarivanja: pojam, opseg, specifičnosti.

Širi pojam metalurgije obuhvaća znanost i vještinu izdvajanja metala iz njihovih ruda, te pripremu metala za korištenje.

Procesna metalurgija obuhvaća izdvajanje metala, pročišćavanje, legiranje, lijevanje, oblikovanje, toplinsku obradu i spajenje metala, da bi se dobio poluproizvod ili gotov proizvod, dok fizikalna metalurgija obuhvaća kristalografiju, mehanička ispitivanja, određivanje fizikalnih karakteristika, metalografiju i mnoge druge znanstvene oblasti, koje primjenjujemo pri ispitivanju metala odnosno proizvoda iz metala.

Metalurgija zavarivanja obuhvaća i procesnu i fizikalnu metalurgiju.

Napredak zavarivanja u svijetu ili, ako se uže gleda, u nekom poduzeću, mnogo zavisi o praktičnoj primjeni metalurgije zavarivanja. Zašto brzo hlađenje štetno djeluje na niskolegirane ćelike, a povoljno na austenitne CrNi nerđajuće čelike, kako nastaju i kako se spriječaju razne greške zavarenih spojeva, napr. pukotine, te druge pojave objašnjavaju se znanjima metalurgije zavarivanja. Ova znanja osim zavarivanja pomažu i drugim srodnim (toplinsko rezanje i žljebljenje, lemljenje, nabrizgavanja) i vezanim tehnologijama (oblikovanje, deformiranje, toplinska obrada, obrada odvajanjem čestica, zaštita od korozije, kontrolne operacije).

Specifičnosti kod zavarivanja taljenjem, lemljenja, nabrizgavanja i toplinskih rezanja.

Posebnost kod većine postupaka zavarivanja u odnosu na ostale proizvodne postupke predstavljaju vremenski brze promjene temperature (i preko 1000 oC/s), te lokalno unošenje topline nekim izvorom topline. Lokalne temperature se kreću od temperature iznad tališta i vrelišta metala, pa sve do temperature okoline, a ponekad i ispod 0 oC, za slučajeve posebnih obrada kaljenjem. Navedeni uvjeti uzrokuju lokalna istezanja i stezanja (deformacije, napetosti), kemijske reakcije između rastaljenog metala i okoline (troske, atmosfere), različitu rastvorljivost među elementima i među fazama, te difuzijske procese. Posljedica temperaturnih promjena kod zavarivanja je neujednačena mikrostruktura presjeka zavarenog spoja uz prisustvo trajnih deformacija i zaostalih napetosti.

Iz navedenog proizilazi, da zavarivanje znatno utječe na promjene kemijskog sastava (ZT) i strukture (ZT i ZUT), a time obično dolazi do pogoršavanja mehaničkih, antikorozijskih i ostalih svojstava zavarenog spoja.

Kod lemljenja i nabrizgavanja ne dolazi do taljenja osnovnog materijala, veća samo lema kod lemljenja i dodatnog materijala za nabrizgavanje. Ukoliko se raspolaže odgovarajućim dodatnim materijalaom, te uz odgovarajuću tehnologiju lemljenja i nabacivanja, može se dobiti kvalitetan spoj lemljenjem, odnosno nabacivanjem. Pored pripreme površine (odmašćivanje) koja je značajna sa stajališta efekta “adhezijskih sila” kod lemljenja je značajno i konstrukcijsko oblikovanje detalja spoja (poželjna veća površina spoja, omogućiti efekt “kapilarnosti”). Sam lem mora dobro kvasiti površinu, što je uz prethodno navedeno preduvjet za dobivanje kvalitetnog spoja lemljenjem. Temperature su kod lemljenja reda veličine do 450 oC (tzv. meko lemljenje), odnosno do 650 oC (tzv. tvrdo lemljenje).

Kod nabrizgavanja su temperature na površini materijala koji se tretira ovom tehnologijom reda veličine 300 oC. Nabrizgani sloj najčešće ima zadatak da sam sebe nosi, no ponekad podnosi i određena naprezanja (napr. istrošene osovine na mjestu kliznog ležaja). Priprema površine (pjeskarenje, sačmarenje, tokarenje, ...) treba osigurati efekt “mehaničkog sidrenja” kod nabrizgavanja.

Toplinska rezanja (plinskim plamenom, elektrolučno arc-air postupkom, plazmom, laserom, elektronskim mlazom) daje vrlo usku zonu utjecaja topline. Različita istraživanja su pokazala da ona nema značajniji utjecaj kod zavarivanja (ta se zona ponovno pretaljuje pri zavarivanju i ulazi u zonu taljenja zavara). Obično se radi o zoni utjecaja toline širine oko 1 mm (kod plinskog rezanja), odnosno nekoliko desetinki milimetra (kod lasera i plazme).

Povratak na početnu stranicu - povratak na popis pitanja!!