Naziv predmeta:

MATERIJALI I NJIHOVO PONAŠANJE PRI ZAVARIVANJU

Broj dok.: 2.11.

Datum:oktobar, 2004.

Autor: Pojava prslina u čelicima Revizija: 0

PROGRAM

Hladne prsline: Mehanizam nastajanja prslina u metalu šava i ZUT, Uticaj vodonika, mikrostrukture i napona . Izvori i difuzija vodonika, Kontrola vodonika u metalu šava, Osetljive mikrostrukture i njihova kontrola, Uticaj elemenata na osetljivost. Ispitivanje osetljivosti. Efekat predgrevanja. Vruće prsline: Mehanizam nastanka prslina,posebno u metalu šava , Uticaj elemenata, unete toplote, oblika zavara(šava), Kontrola vrućih prslina , Ispitivanje osetljivosti Prsline usled ponovnog zagrevanja : Mehanizmi nastajanja prslina u metalu šava i ZUT,Tipovi čelika osetljivih na prsline usled ponovnog zagrevanja , Efekti elemenata, termičkih ciklusa, napona, Prsline koje nastaju tokom termičke obrade i višeslojnog zavarivanja , Kontrola prslina usled ponovnog zagrevanja ,Ispitivanje osetljivosti Lamelarno cepanje : Mehanizam nastajanja prslina , Efekti uključaka, konfiguracije spoja, napona i zamora ,Kontrola lamelarnog cepanja preko kontrole materijala i konfiguracije spoja, Ispitivanje osetljivosti, preko osobina po debljini

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 1 od 9.

Prsline nastaju kao posledica toplotnih i metalur{kih procesa i najopasnije su gre{ke u zavarenim spojevima. Prsline u zavarenim spojevima ~elika se po pravilu razvrstavaju na tople (vru}e), hladne, lamelarne i prsline od `arenja.

Tople prslineTople prslineTople prslineTople prsline

Tople prsline nastaju tokom primarne kristalizacije {ava ili pri hla|enju, ali po pravilu iznad 0,5⋅Tt, gde je Tt (K) temperatura topljenja. Tople prsline su me|ukristalnog tipa, u odnosu na {av mogu da budu popre~ne ili podu`ne, a osim u metalu {ava mogu da nastanu i u ZUT, sl. 1. Podu`ne prsline prate pravac ose {ava, prostiru}i se uglavnom izme|u stubi~astih kristala. Mehanizam nastanka toplih prslina uklju~uje dejstvo zateznih napona, nastalih usled neravnomernog skupljanja i {irenja u podru~ju metala {ava ili ZUT, kod kojih je napon te~enja skoro jednak nuli zbog visoke temperature. Stoga i pri relativno malom zateznom naponu nastaju plasti~ne deformacije, usled kojih mo`e da do|e do lokalnog loma, tj. toplih prslina, jer ~elik u nekim intervalima povi{ene temperature ima smanjenu sposobnost deformacije, posebno izme|u solidus i likvidus linije, gde postoji tzv. temperaturni interval krtosti (TIK), sl. 2.

Slika 1. Topografija toplih prslina u zavarenom spoju: 1 - po-du`ne u {avu i ZUT zoni; 2 - popre~ne prsline u {avu i ZUT zoni; 3 - popre~ne prsline po debljini osnovnog materijala

Tl T1 Ts ← T (°C)

Slika 2. Temperaturni interval krtosti (TIK)

Dijagram na sl. 2 pokazuje zavisnost plasti~nosti (P) od temperature u intervalu oko likvidus i solidus linije (Tl i Ts). Linija A defini{e granicu ispod koje je plasti~nost nedovoljna, a ta~ke preseka sa krivom P odre|uju temperaturni interval u kome nastaju tople prsline. Prave B1 i B2 povu~ene iz neke vrednosti temperature u ~vrsto-te~nom stanju (izme|u Tl i Ts) defini{u brzinu deformacije, tako {to u prvom slu~aju tople prsline mogu da nastanu jer prava B1 preseca TIK, a u drugom slu~aju ne (prava B2). Tople prsline se dele u dve grupe: kristalizacione i podsolidusne (likvacione). Kristalizacione tople prsline, sl. 3, nastaju u temperaturnom intervalu izme|u likvidus i solidus linija, kada u materijalu postoje i ~vrsta i te~na faza (TIK oblast). Ovaj tip prslina se posebno javlja kod legura sa velikim intervalom o~vr{}a-vanja, a kod legura sa malim intervalom o~vr{}avanja i ~istih metala mogu da nastanu samo likvacione prsline. Tople kristalizacione prsline nastaju kada je zatezanje upravno na granice zrna dovoljno veliko da napravi diskontinuitet du` granica zrna u oblasti delimi~ne kristalizacije, sl. 3b, ili u podru~ju te~nog filma, sl. 3c. Uticaj zateznog napona je pokazan na primeru ugaonog {ava, sl. 4, gde se vidi da kod {ava koji je prvo ra|en (desni) nema prslina, dok je kod {ava koji je ra|en posle njega (levi) nastala topla prslina. Likvacione prsline, sl. 5, nastaju prvenstveno usled prisustva niskotopljivih segregacija po granicama zrna. Tople prsline u metalu {ava. Tople prsline u metalu {ava su obi~no relativno duga~ke, ne tako razgranate i dosta otvorene. Naj~e{}i uzrok njihovog nastajanja je pove}ana koncentracija sumpora i nizak sadr`aj Mn u metalu {ava, kada se po granicama rastu}ih kristalnih zrna izdvaja jedinjenje FeS, umesto uobi~ajenog jedinjenja MnS tipa. Jedna od bitnih razlika ova dva sulfidna jedinjenja je {to MnS ima relativno visoku tem-peraturu topljenja (o~vr{}avanja) - 1610oC, dok je temperaturu topljenja FeS ni`a od solidus temperature ~eli-ka. Kako i posle o~vr{}avanja metalne osnove - ~elika ostaje izvesna koli~ina rastopa u vidu FeS jedinjenja po granicama kristalnih zrna, mo`e da se smatra da su se stvorili preduslovi za nastajanje toplih prslina. Tople prsline u ZUT. Tople prsline u ZUT se javljaju u vidu mre`e po granicama zrna, sl. 5, neposredno uz granicu stapanja, a uzroci nastajanja mogu da budu vezani za tehnologiju i parametre zavarivanja ili metalur{ke proces u te~nom i ~vrstom stanju.

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 2 od 9.

Slika 3. Mehanizmi nastajanja toplih kristalizacionih prslina

Slika 4. Topla kristalizaciona prslina

Slika 5. Tople likvacione prsline u ZUT

a)

b)

c) Slika 6. Razli~iti uticaji na sklonost ~elika ka nastanku toplih prslina a) sastav ~elika; b) oblik {ava i sadr`aj C; c) predgrevanje i sadr`aj C

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 3 od 9.

Najve}i uticaj na nastanak toplih prslina ima hemijski sastav ~elika (C, S i Mn, i u manjoj meri Si), oblik {ava i predgrevanje. Na sl. 6a je prikazan uticaj sadr`aja C, S i Mn, na sl. 6b uticaj sadr`aja C i koeficijenta oblika {ava, a na sl. 6c uticaj predgrevanja, u zavisnosti od sadr`aja C. Kao {to se sa ovih slika vidi, navedeni uticaji su me|usobno zavisni, ali op{ta je pravilo da su ~elici sa ve}im sadr`ajem C i S, a manjim sadr`ajem Mn, skloniji nastanku toplih prslina, kao i zavareni spojevi sa malim koeficijentom oblika, ili sa izrazito velikim koeficijentom oblika (kod ~elika sa ve}im sadr`ajem C), dok predgrevanje zna~ajno smanjuje opasnost od nastanka toplih prslina. Uticaj navedenih hemijskih elemenata se ogleda prvenstveno u delova-nju eutektikuma Fe-FeS, ~ija je ta~ka topljenja 985°C, koji se talo`i na granicama zrna i znatno pove}ava sklonost ~elika ka stvaranju toplih prslina. S druge strane, Mn, koji ima ve}i afinitet ka S od Fe, obrazuje MnS (uklju~ci globularnog oblika), ~ime spre~ava obrazovanje {tetnog eutektikuma i smanjuje sklonost ~elika ka toplim prslinama. Pove}ani sadr`aj C je nepovoljan zbog smanjenja plasti~nosti ~elika. Ocena sklonosti zavarenog spoja ka pojavi toplih prslina mo`e da bude i kvalitativna, u kom slu~aju se ispitivanje svodi na konstataciju da li su prsline prisutne ili nisu, i kvantitativna. Od velikog broja proba zavarljivosti za odre|ivanje sklonosti ka toplim prslinama, koje su do danas razvijene, samo su neke od njih na{le {iru primenu. Proba zavarljivosti po M•reksuProba zavarljivosti po M•reksuProba zavarljivosti po M•reksuProba zavarljivosti po M•reksu. Na osnovu ovoga ispitivanja dobija se podatak o sklonosti dodatnih materijala ka pojavi kristalizacionih prslina. Su{tina ispitivanja se sastoji u iniciranju prslina po centralnoj liniji {ava pod dejstvom spolja{njeg optere}enja, sl. 7. Dve uklje{tene plo~e od ~elika (75x50x12) se zavaruju sa obrazovanjem ugaonog spoja. Pet sekundi posle odstranjivanja el. luka jedna od plo~a se savija do ugla od 30o. Pri ispitivanju se primenjuju razli~ite brzine zavarivanja, zavisno od pre~nika upotrebljene elektrode i strogosti ispitivanja. Pri nekoj odre|enoj brzini inicira se prslina, s tim {to se ocena otpornosti na tople prsline izra`ava indeksom prsline (IP,%) kao {to je prikazano na sl. 8, gde je: Ls - izmerena du`ina {ava u mm; C - du`ina kratera u mm; LC - du`ina prsline u mm. Pore|enjem indeksa prslina ispitivanih elektroda, odre|uje se njihova relativna sklonost ka pojavi toplih prslina.

Slika 7. Ispitivanje po M•reksu Slika 8. Odre|ivanje indeksa prsline pri ispitivanju po M•reksu

FokeFokeFokeFoke----Vulfova proba zavarljivostiVulfova proba zavarljivostiVulfova proba zavarljivostiVulfova proba zavarljivosti. Ispitivanje se izvodi na tankoj ravnoj plo~i, debljine do 2mm, tako {to se gasnim plamenom vr{i lokalno rastapanje materijala na na~in kao {to je prikazano na sl. 9. Materijal nije sklon pojavi toplih prslina, ukoliko se na suprotnoj strani, po o~vr{}avanju, ne pojave prsline. VR (Variable Restraint, Varestraint) proba zavarljivostiVR (Variable Restraint, Varestraint) proba zavarljivostiVR (Variable Restraint, Varestraint) proba zavarljivostiVR (Variable Restraint, Varestraint) proba zavarljivosti. Ova proba slu`i za odre|ivanje sklonosti osnovnog i dodatnog materijala na pojavu toplih popre~nih prslina, sl. 10. Ispitivanje se izvodi u toku procesa zavarivanja, sa dodatnim materijalom i bez njega, uzorka koji je na jednom kraju slobodan, a na drugom uklje{ten. Kada luk do|e u poziciju A, slobodan kraj uzorka se optereti, preko valjka radijusa R, odre|enom silom ~iji se uticaj superponira sa uticajem koji je posledica primenjenih parametara zavarivanja - kao rezultat zajedni~kog delovanja mogu da se jave prsline. Eksperiment se ponavlja vi{e puta na jednoj istoj vrsti materijala i sa istim parametrima zavarivanja, ali sa razli~itim radijusom zaobljenja R preko koga se previja materijal pod dejstvom optere}enja. Najmanji napon, potreban da, uz date parametre zavarivanja, izazove pojavu toplih prslina naziva se prag prslina. Prisustvo prslina se otkriva metalografskom analizom, pri ~emu se odre|uje du`ina svake prsline, ukupna du`ina prslina, najdu`a prslina, polo`aj prsline, broj prslina, a na osnovu tih pokazatelja sklonost ~elika ka pojavi toplih prslina.

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 4 od 9.

Slika 9. Foke-Vulf proba Slika 10. Varestraint proba

Hladne prslineHladne prslineHladne prslineHladne prsline

Hladne prsline nastaju u metalu {ava ili ZUT, naj~e{}e pri kraju hla|enja zavarenog spoja, ispod 300°C. Prema pravcu u odnosu na osu {ava hladne prsline se dele na popre~ne i podu`ne, po pravilu su unutarkris-talne, iako njihov rast ~esto po~inje po granicama zrna. [ematski prikaz naj~e{}ih hladnih prslina u ugaonim i su~eonim spojevima je dat na sl. 11, a makrografski prikaz hladne prsline u ugaonom spoju na sl. 12. Ove prs-line su najopasnije za sigurnost zavarenih konstrukcija jer ih je te{ko otkriti.

Slika 11. [ematski prikaz hladnih prslina

u ugaonim i su~eonim spojevima Slika 12. Makrografski prikaz hladne prsline u ugaonom spoju

Postoje tri neophodna uslova za nastanak hladnih prslina: prisustvo vodonika, dejstvo zateznih napona i sklonost ~elika ka martenzitnoj transformaciji. Vodonik dospeva u metal {ava usled prisustva vlage u okolnom vazduhu tokom zavarivanja, a u ZUT mehanizmom obja{njenim u #2.7. Prelazak vodonika iz atomarnog u molekularno stanje stvara veliki lokalni pritisak, usled ~ega na okolni materijal deluje napon koji mo`e da budu ve}i od njegove ~vrsto}e, pa tako nastaje lokalni lom, odnosno mikroprslina. Takva mikroprs-lina mo`e da raste zbog delovanja zateznog napona, nastalog neravnote`nim skupljanjem pojedinih oblasti metala {ava i ZUT. Pri tome na nastanak mikroprsline i njen dalji rast bitno uti~e plasti~nost materijala, koja je tim manja, {to je sklonost martenzitnoj transformaciji ve}a. Brzina hla|enja je jedan od klju~nih parametara na koji mo`e da se uti~e da bi se izbegao nastanak hladnih prslina. Naime, ako je brzina hla|enja manja od kriti~ne, ~ime se izbegava martenzitna trans-formacija, dobija se materijal koji ima dovoljnu otpornost na nastanak i rast prslina. Drugi su{tinski va`an parametar je koli~ina difundovanog vodonika, jer ako vodonika nema u dovoljnoj koli~ini onda hladne prsline ne mogu da nastanu. Stoga se kao osnovne mere spre~avanja pojave hladnih prslina primenjuju pred-grevanje (ili neki drugi na~in smanjenja brzine hla|enja) i su{enje elektroda, tj. otklanjanje vlage iz dodatnog materijala. Predgrevanjem se tako|e uti~e na smanjenje zaostalih napona, naro~ito maksimalnog zateznog na-pona, jer se smanjuje neravnomernost skupljanja pri hla|enju (manja je razlika u temperaturi osnovnog me-

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 5 od 9.

tala i metala {ava). Uticaj predgrevanja na brzinu hla|enja se vidi posredno na sl. 13, gde je prikazana pro-mena tvrdo}e u ZUT, i na sl. 14, gde je uticaj prikazan parametarski, preko krivih zavisnosti brzine hla|enja od linijske energije zavarivanja (krive 1 i 1' se odnose na zavarivanje bez predgrevanja, a krive 2 i 2' na zavarivanje sa predgevanjem). Osim toga, na sl. 14 je parametarski prikazan i uticaj debljine osnovnog metala na brzinu hla|enja (krive 1 i 2 se odnose na manju, a krive 1' i 2' na ve}u debljinu).

Slika 13. Promena tvrdo}e po debljini spoja 1 - bez predgrevanja, 2 - sa predgrevanjem

Slika 14. Uticaj predgrevanja, linijske energije i debljine na brzinu hla|enja

Metode ispitivanja sklonosti ka pojavi hladnih prslina su mnogobrojne, uklju~uju}i i ispitivanje zaka-ljivosti, metalografska ispitivanja, ispitivanje tvrdo}e i probe zavarljivosti CTS (ControlledCTS (ControlledCTS (ControlledCTS (Controlled----TermalTermalTermalTermal----Severity) proba zavarljivostiSeverity) proba zavarljivostiSeverity) proba zavarljivostiSeverity) proba zavarljivosti. Na osnovu ovog ispitivanja dobija se podatak o sklonosti ka obrazovanju prslina ili u samom ugaonom spoju ili u zoni uticaja toplote. CTS proba zavarljivosti je prikazana na sl. 15, a sastoji se od dve plo~e koje se zavaruju ugaonim {avom u jednom (dvotermijski), odnosno u dva (tritermijski) prolaza. Prsline se javljaju pri hla|enju ispod 300oC i to onda kada do|e do prekora~enja kriti~ne brzine hla|enja. U cilju otkrivanja prslina zavareni element se, najranije 48h posle zavarivanja, raseca, polira i nagriza da bi se izvr{ilo posmatranje pomo}u opti~kog mikroskopa, ili se primenjuje neka od metoda magnetne defektoskopije.

Slika 15. CTS proba zavarljivosti Slika 16. TRC proba zavarljivosti

a - Uzorak za ispitivanje; b - Tipi~na kriva ispitivanja

TRC (Tensile Restraint CrackiTRC (Tensile Restraint CrackiTRC (Tensile Restraint CrackiTRC (Tensile Restraint Cracking) proba zavarljivosting) proba zavarljivosting) proba zavarljivosting) proba zavarljivosti. Ispitivanje se izvodi u cilju utvr|ivanja sklo-nosti ka pojavi hladnih prslina u zavarenim spojevima ~elika visoke ~vrsto}e. Dve plo~e koje treba da se zavare postavljaju se u odgovaraju}i polo`aj, pri ~emu je jedna plo~a slobodna dok je druga potpuno u~vr{-}ena, sl. 16. Zatim se pristupa zavarivanju, koje mo`e da se izvodi u jednom prolazu ili u vi{e prolaza u za-visnosti od debljine plo~a. Po zavr{enom zavarivanju, zavareni uzorak se ispituje zatezanjem konstantnom silom sve do po~etka obrazovanja prsline ~ijim se {irenjem sila smanjuje, sl. 16b. Vreme pojave prsline je merodavna veli~ina za procenu sklonosti zavarenog spoja ka hladnim prslinama. Krstasta proba zavarljivostiKrstasta proba zavarljivostiKrstasta proba zavarljivostiKrstasta proba zavarljivosti. Ova proba zavarljivosti je jedna od najstarijih proba sa izuzetno {irokom primenom. Namenjena je za proveru pojave hladnih prslina ispod zavara, u zoni uticaja toplote neposreno uz zonu stapanja, kao i za proveru osobina dodatnog materijala. Izgled uzorka i redosled zavarivanja dat je na sl. 16. Zavarivanje se izvodi E postupkom sa optimalnim parametrima zavarivanje za dati ~elik i bez

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 6 od 9.

prethodnog predgrevanja. Po zavr{enom zavarivanju, ali tek po isteku 24 ~asa, isecaju se uzorci za meta-lografsku analizu u cilju posmatranje eventualne pojave prslina.

Slika 17. Krstasta proba zavarljivosti: redosled zavarivanja i na~in uzimanja uzoraka

Lamelarne prsline Lamelarne prsline Lamelarne prsline Lamelarne prsline

Lamelarne prsline su posledica dejstva zateznih napona u pravcu debljine zavarenog spoja, nastalih pri termi~kom ciklusu zavarivanja, i po pravilu su paralelne povr{ini osnovnog metala. Lamelarne prsline se naj~e{}e javljaju u ugaonim, T i krstastim spojevima ve}e debljine, blizu zone stapanja, sl. 18. Ove prsline nas-taju na relativno niskim temperaturama, a na njihovu pojavu bitno uti~u uklju~ci tipa MnS, silikata i druge ne-~isto}e koje smanjuju plasti~nost materijala u pravcu debljine, kao i lo{e konstruktivno re{enje zavarenog spoja, sl. 18. Shodno tome, lamelarne prsline mogu da se izbegnu dobrim konstruktivnim re{enjem spoja, sl. 19, uklju~uju}i puterovanje, sl. 19c. Osim toga, treba koristiti osnovni materijal sa malim udelom ne~isto}a i visokom plasti~no{}u u pravcu debljine (npr. ~elika sa manje od 0,007% S i sa procentualnim izdu`enjem A5 bar 25%), kao i predgrevanje. Iako su lamelarne prsline tipi~ne za spojeve koji su po prirodi stvari ukru}eniji od drugih (ugaoni, T i krstasti), one se ipak javljaju i u su~eonim spojevima velike debljine, kod npr. C-Mn ~elika zavarenih EPP postupkom, prvenstveno zbog trakaste strukture debelih valjanih limova sa visokom koncentracijom MnS uklju~aka u pojedinim ravnima.

a) b) c) d) Slika 18. Primeri lamelarnih prslina nastalih usled lo{ih konstruktivnih re{enja

a) b) c) d) Slika 19. Primeri spre~avanja pojave lamelarnih prslina dobrim konstruktivnim re{enjima

Metode za ispitivanje sklonosti materijala ka pojavi lamelarnih prslina su grupisane u dve osnovne kategorije, u zavisnosti od toga da li se materijal koji se ispituje prethodno zavaruje ili ne zavaruje. Uzorci za ispitivanje za prvu kategoriju se isecaju iz prethodno zavarene probe, dok se za ispitivanje iz druge kategorije isecaju neposredno iz osnovnog materijala. Metoda po Cranfieldu. Metoda po Cranfieldu. Metoda po Cranfieldu. Metoda po Cranfieldu. Prema ovoj metodi odre|uje se sklonost ~elika ka lamelarnim prslinama, koje nastaju pri vi{eslojnom zavarivanju ispitivanog i pomo}nog lima, zako{enog pod uglom od 450, sl. 20. Izme|u limova nanosi se {av u 7-12 slojeva u horizontalnom polo`aju, pri ~emu se izme|u svakog nano{enja narednog sloja vr{i hla|enje prethodnog sloja do 500C i njegova vizuelna i ultrazvu~na kontrola. Naponi za iniciranje prsline u ispitivanom limu se stvaraju zbog promenljive slobodne rotacije pomo}nog lima, koja je rezultanta skupljanja usled svakog novog prolaza i krutosti prethodnih. Kvantitativno

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 7 od 9.

odre|ivanje sklonosti metala ka lamelarnim prslinama se vr{i na osnovu metalografskih ispitivanja najmanje pet uzoraka, pri ~emu se registruje du`ina prsline na svakom posmatranom uzorku.

Slika 20. Proba zavarljivosti po Cranfieldu

Window metodaWindow metodaWindow metodaWindow metoda. Ukoliko je materijal sklon pojavi lamelarnih prslina, onda }e po zavarivanju uzorka, prema sl. 21, pod dejstvom napona koji deluju u pravcu Z-ose da do|e do iniciranja prslina. Po zavr{enom zavarivanju, iz zavarenog spoja, se isecaju uzorci i pripremaju za posmatranje pod opti~kim mikroskopom. Mera sklonosti ka pojavi lamelarnih prslina je izra`ena koeficijentom koji se dobija kao procentualni odnos izme|u ukupne du`ine svih prslina i ukupne du`ine {avova ispitivanih uzoraka.

Slika 21. Proba zavarljivosti po Window metodi

Z proba zavarljivosti. Z proba zavarljivosti. Z proba zavarljivosti. Z proba zavarljivosti. Prema Z probi zavarljivosti (MIZ Doc. 455-74, 642-80 i 810-85) kao kriteri-jum sklonosti materijala ka pojavi lamelarnih prslina slu`i veli~ina su`enja u pravcu Z-ose. Preporu~uje se primena dve vrste ispitivanja, zavisno od debljine materijala. Kod materijala ~ija je debljina ve}a od 25 mm izvodi se ispitivanje kidanjem epruveta kru`nog popre~nog preseka, sl. 22, dok se za tanje materijale epruveta za ispitivanje iseca iz prethodno zavarene probe, sl. 23.

Slika 22. Z proba zavarljivosti. Izgled i dimenzije epruvete za kidanje od materijala ~ija je debljina > 25mm

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 8 od 9.

Slika 23. Z proba zavarljivosti. Postupak uzorkovanja epruvete za ispitivanje materijala d < 25mm

Prsline usled ponovnog zagrevanja (`arenja)

Prsline usled ponovnog zagrevanja nastaju u ZUT ili metalu {ava tokom termi~ke obrade posle zava-rivanja, po pravilu, legiranih ~elika. Iako su, kao i kod ostalih vrsta prslina, neravnote`ni termi~ki naponi osnovni uzrok nastanka prslina `arenja, za razliku od njih, ove prsline nastaju pri zagrevanju. Osim zateznih termi~kih napona, za nastanak ovih prslina veoma je bitna razlika u ~vrsto}i granica i unutra{njosti metalnih zrna, tipi~na za legirane ~elike koji oja~avaju mehanizmom disperzionog talo`enja, usled koje se deformacija pri dejstvu termi~kih napona koncentri{e po granicama zrna. Kako su granice zrna mesta manje ~vrsto}e, du` njih lako dolazi do lokalnog loma, odnosno nastanka prslina, koje su stoga me|ukristalnog karaktera, sl. 24 i 25. Kona~no, na pojavu prslina usled ponovnog zagrevanja uti~u i zaostali naponi, koji se superponiraju sa termi~kim naponima pri zagrevanju i na pojedinim mestima mogu da daju zatezne napone nivoa napona te~enja. Preporuke za spre~avanja nastanka prslina `arenja su: - izbegavati ~elike legirane vanadijumom, a imati u vidu i nepovoljan uticaj Nb, Ti, Mo, Cr i Cu, - smanjiti ukru}enja zavarene konstrukcije ili primeniti termi~ku obradu pojedinih zavarenih spojeva pre

izrade ostalih spojeva, - kontrolisati brzinu zagrevanja pri `arenju i/ili po~eti zagrevanje pre zavr{etka hla|enja zavarenog spoja, sa

tzv. prelazne (″interpass″) temperature.

Slika 24. Prslina usled ponovnog zagrevanja - niskolegirani CrMoV ~elik sa grubozrnim ZUT

Slika 25. Prslina usled ponovnog zagrevanja - visokolegirani CrNi ~elik

Sklonost materijala ka pojavi prslina `arenja odre|uje se na zavarenim epruvetama koje su posle zavarivanja podvrgnute termi~koj obradi, na zavarenim epruvetama ili epruvetama na kojima je simulirano zavarivanja, i na epruvetama na kojima se posle simulacije zavarivanja izvodi termi~ka obrada. BWRA proba zavarljivostiBWRA proba zavarljivostiBWRA proba zavarljivostiBWRA proba zavarljivosti. Uzorak se sastoji od plo~e i cevi, sl. 26, izra|enih od istog materijala. Zavaruje se 7 prolaza E postupkom, posle ~ega se izvodi termi~ka obrada. Eventualno prisustvo prslina konstatuje se metalografskim posmatranjem ise~enih i pripremljenih uzoraka.

Naziv dokumenta:

Pojava prslina u čelicima Broj dok.: 2.11.

Strana 9 od 9.

Vinckierova proba zavarljivostiVinckierova proba zavarljivostiVinckierova proba zavarljivostiVinckierova proba zavarljivosti. Ovom probom zavarljivosti odre|uje se sklonost ka pojavi prslina `arenja dva strukturno razli~ita ~elika (feritnog i austenitnog), koji stoga imaju razli~itu toplotnu provodljivost, odnosno razli~ite koeficijente termi~kog {irenja. Po{to austenitni ~elik ima ve}i koeficijent termi~kog {irenja od feritnog ~elika, u ZUT-u feritnog ~elika mo`e da do|e do pojave prslina. Posle termi~ke obrade, zavarene epruvete od feritnog ~elika, se odvajaju od podloge austenitnog ~elika i posmatraju metalografski ili ispituju zatezanjem, pa se zatim posmatra prelomna povr{ina.

Slika 26. BWRA proba zavarljivosti Slika 27. Vinckierova proba zavarljivosti