Svetsbarhet

Svetsbarheten , även känd som sammanfogbarhet , av ett material hänvisar till dess förmåga att svetsas . Många metaller och termoplaster kan svetsas, men vissa är lättare att svetsa än andra (se Reologisk svetsbarhet ) . Ett materials svetsbarhet används för att bestämma svetsprocessen och för att jämföra den slutliga svetskvaliteten med andra material.

Svetsbarhet är ofta svår att definiera kvantitativt, så de flesta standarder definierar det kvalitativt. Till exempel International Organization for Standardization (ISO) svetsbarhet i ISO-standard 581-1980 som: "Metalliskt material anses vara mottagligt för svetsning i en etablerad omfattning med givna processer och för givna ändamål när svetsning ger metallintegritet med en motsvarande teknisk process för svetsade delar för att uppfylla tekniska krav vad gäller deras egna egenskaper såväl som deras inflytande på en struktur de bildar." Andra svetsorganisationer definierar det på liknande sätt.

Stål

För stål finns det tre huvudsakliga fellägen genom vilka svetsbarheten kan mätas: väte-inducerad kallsprickning , lamellär rivning och punktsvetsflagning . Den mest framträdande av dessa är väteinducerad kallsprickning .

Väte-inducerad köldsprickning

Svetsbarheten hos stål, med hänsyn till väte-inducerad kallsprickning, är omvänt proportionell mot stålets härdbarhet , vilket mäter hur lätt det är att bilda martensit under värmebehandling. Stålets härdbarhet beror på dess kemiska sammansättning, med större mängder kol och andra legeringsämnen som ger högre härdbarhet och därmed lägre svetsbarhet. För att kunna bedöma legeringar som består av många distinkta material, används ett mått som kallas ekvivalent kolinnehåll för att jämföra de relativa svetsförmågan hos olika legeringar genom att jämföra deras egenskaper med ett vanligt kolstål . Effekten på svetsbarheten av element som krom och vanadin , även om den inte är lika stor som kol , är mer betydande än för koppar och nickel , till exempel. När den ekvivalenta kolhalten stiger, minskar legeringens svetsbarhet.

Höghållfasta låglegerade stål (HSLA) utvecklades speciellt för svetsapplikationer under 1970-talet, och dessa material som är lätta att svetsa har i allmänhet god hållfasthet, vilket gör dem idealiska för många svetsapplikationer.

Rostfria stål , på grund av sin höga kromhalt, tenderar att bete sig annorlunda med avseende på svetsbarhet än andra stål. Austenitiska kvaliteter av rostfria stål tenderar att vara de mest svetsbara, men de är särskilt känsliga för distorsion på grund av deras höga värmeutvidgningskoefficient. Vissa legeringar av denna typ är också benägna att spricka och minska korrosionsbeständigheten. Varmsprickbildning är möjlig om mängden ferrit i svetsen inte kontrolleras - för att lindra problemet används en elektrod som avsätter en svetsmetall som innehåller en liten mängd ferrit. Andra typer av rostfria stål, såsom ferritiska och martensitiska rostfria stål, svetsas inte lika lätt, och måste ofta förvärmas och svetsas med speciella elektroder.

Lamellrivning

Lamellrivning är en typ av felläge som endast förekommer i valsade stålprodukter som praktiskt taget har eliminerats med renare stål.

Punktsvetsning av peeling

Den överdrivna härdbarheten som kan uppstå vid punktsvetsning av HSLA-stål kan vara ett problem. Den ekvivalenta kolhalten kan användas som en parameter för att utvärdera misslyckandebenägenheten.

Aluminium

Svetsbarheten hos aluminiumlegeringar varierar avsevärt, beroende på den kemiska sammansättningen av den använda legeringen. Aluminiumlegeringar är känsliga för hetsprickbildning och för att bekämpa problemet ökar svetsare svetshastigheten för att sänka värmetillförseln. Förvärmning minskar temperaturgradienten över svetszonen och bidrar därmed till att minska hetsprickbildning, men det kan minska grundmaterialets mekaniska egenskaper och bör inte användas när basmaterialet är fasthållet. Utformningen av fogen kan också ändras, och en mer kompatibel fyllmedelslegering kan väljas för att minska sannolikheten för hetsprickbildning. Aluminiumlegeringar bör också rengöras före svetsning, med målet att ta bort alla oxider , oljor och lösa partiklar från ytan som ska svetsas. Detta är särskilt viktigt på grund av en aluminiumsvets känslighet för porositet på grund av väte och slagg på grund av syre.

Processfaktorer

Även om svetsbarhet generellt kan definieras för olika material, fungerar vissa svetsprocesser bättre för ett givet material än andra. Även inom en viss process kan svetskvaliteten variera mycket beroende på parametrar, såsom elektrodmaterial, skyddsgaser, svetshastighet och kylhastighet.

Svetsbarhet genom process
Material	Bågsvetsning	Oxy-acetylensvetsning	Elektronstrålesvetsning	Motståndssvetsning	Lödning	Lödning	Vidhäftande bindning
Gjutjärn	C	R	N	S	D	N	C
Kolstål och låglegerat stål	R	R	C	R	R	D	C
Rostfritt stål	R	C	C	R	R	C	C
Aluminium och magnesium	C	C	C	C	C	S	R
Koppar och kopparlegeringar	C	C	C	C	R	R	C
Nickel och nickellegeringar	R	C	C	R	R	C	C
Titan	C	N	C	C	D	S	C
Bly och zink	C	C	N	D	N	R	R
Termoplast ^†	N	N	N	N	N	N	C
Termohärdar	N	N	N	N	N	N	C
Elastomerer	N	N	N	N	N	N	R
Keramik	N	S	C	N	N	N	R
Olika metaller	D	D	C	D	D/C	R	R
^† Uppvärmt verktyg = R; Het gas = R; Induktion = C -nyckel: C = Vanligtvis utförd; R = Rekommenderas; D = Svårt; S = Sällan; N = Används ej

Se även

Reologisk svetsbarhet för termoplaster

Bibliografi

Degarmo, E. Paul; Black, JT.; Kohser, Ronald A. (2003), Materials and Processes in Manufacturing (9:e upplagan), Wiley, ISBN 0-471-65653-4 .
Lincoln Electric (1994). Procedurhandboken för bågsvetsning. Cleveland : Lincoln Electric. ISBN 99949-25-82-2 .