JUS standardizacija
STANDARDIZACIJA
=== OV ~
II. Uticaj zavarivanja na mehaničke osobine čelika
Svako zavarivanje, kao termički postupak spajanja metala, jako zadire u konstitucjju svakog čelika, pri čemu nastaju razne promene hemijskog i fizikalnog karaktera na račun prvobitnog kvaliteta. To znači da zavarivanje topljenjem u svojoj termičkoj, topioničkoj i hemijsko-metalurškoj operaciji menja sve: hemijski sastav, hemijsko-fizikamu konstituciju, kristalnu strukturu i stanje unutarnjih napona čelika.
Materijal zavara u pogledu svog hemijskog sastava nije više jednak osnovnom materijalu, jer ugljenik, mangan i silicij delimično izgaraju, ukoliko ti dezoksidanti ne budu nadoknađeni posredstvom upotrebljene elektrode. Var delimično prima iz dodatnog materijala i neke nove elemente koji su korisni, dok iz atmosfere električnog luka prima nove količine kiseonika, azota i vodonika.
Prilikom topljenja oslobađaju se gasovi koji se nalaze u porama osnovnog materijala, a u veru se stvara, ako je čelik nedovljno dezoksidisan (pneumiren«), ponova monoksid ugljika zbog reakcije između prisutnog ugljika i oksida železa. S obzirom na veliku brzinu topljenja i stvrdnjavanja, ti gasovi katkad nemaju više vremena da napušte otopinu, nego ostaju u varu, stvarajući pore i mehuriće.
Istopljeni deo zavarenog spoja kristahzuje uvek u grubim kristalima kao. čeličan liv. čime se sitna
_ valjana struktura na mestu spoja prekida a grubo zrno se pojavljuje i na onim mestima koja nisu bila istopljena, ali je materijal bio pregrejan zbog dejstva temperature ;znad 1000 "C. Isto tako se kristalna struktura menja u zonama koje su dostigle samo temperaturni interval 700—900 "C, u kojem je samo perlit prešao u ČvIsti rastvor, a zatim ponova sekundarno kristalizirao, dok je ostala strukturna komponenta-ferit ostala nepromenjena. Time se je već promenila prvobitna hemijsko-fizikalna konstitucija zbog perlitne preosnove. Segregacije sulfida i fosfida, koje imaju nižu tačku topljenja nego železo, mogu se koncentrisati i tako zauzeti između feritnih kristala položaj koji je manje ugodan nego je bio pre. Delomično, pak, sulfidi i fosfidi, pa i nitridi i eventualno prisutni oksidi železa, nonovo se rastope u Železu, pa kasnije ne segregiraju u celosti, nego ostaju zbog prebrzog hlađenja u prinudnom čvrstom rastvoru Železa alfa, kako bi se kasnije izlučili po kliznim površinama unutar kristala te tako smanjili plastične sposobnosti čelika baš na tom mestu. 2
I, konačno, svaki zavar, koji se steže u čvrsto utegnutom stanju, podvrgnut je već u usijanom stanju jakom naponu, koji može izazvati naprsline u varu na mestima, gde su se sulfidne i fosfidne pa i oksidne segregacije koncentrisale (crveni ı vrući lom). Ukoliko taj slučaj ne nastupi var ostaje kompaktan, ali se kasnije, posle hlađenja ispod temperature. 600", pojavljuju unutarnji naponi višeosnog karaktera, koji izazivaju smicanje kristala u hladnom stanju po translacijskim površinama, čime se umanjuje ili, čak, potpuno sprečava mogućnost plastične deformacije.
Sve navedene promene koje pretrpi čelik prilikom zavarivanja ne treba da pogoršaju čelik na zavarenom spoju u tolikoj meri da mehaničke osobine spoja ne bi više odgovarale postavljenim zahtevima. Proizvođači dodatnog materijala (žica i elektroda) trude se da legiraju čelične žice pa i samo oplaštenje tako, kako bi bile hemijske promene u varu što manje. Dobar dodatni materijal daje čak varove sa boljim meh. osobinama nego što ih ima osnovni materijal, ukoliko ovaj nije toliko loš da smanjuje kvalitet čistog vara. Zavar je uvek legura ·'osnovnog ; dodatnog materijala. Zato se kritična mesta u zavarenom spoju pojavljuju, uglavnom, na prelazu vara u osnovu ; u samom osnovnom materijalu koji nije bio pretopljen, ali je pretrpeo sve navedene promene usled termičkog impulsa.
II. Pojam varivosti
S obzirom na sve nepovoljne promene hemijskog i fizikalnog značaja koje nastupaju prilikom zavarivanja, pojavljuje se u nauci pojam varivosti kao neke osobine čelika, koja odlučuje da li se čelik uopće može variti ı na koji način, i da li će zavareni spojevi odgovarati našim konstruktivnim zahtevima.
Definicija pojma varivosti po konceptu IIW-a naime glasi: |
Čelik je za određene svrhe i na određeni način varljiv, ako Je sposoban da ga se upotrebi za izradu zavara kao konstrukcionih elemenata u zavaremoj konstrukciji, u kojima se garantuje kontinuitcet spojeva, pri čemu moraju ti spojevi po svojim mehaničkim osobinama odgovarati lokalno našim zahtevima (tj. metalurški moraju biti bezprekorni), a istovremeno moraju biti sposobni da prime na sebe i sve globalne posledice koje izaziva pojava zavarenih spojeva u jednoj metalnoj konstrukciji.
Kod zavarivanja čelika nas, dakle, interesuju dve činjenice: prvo, kako se čelik ponaša za vreme tehnološke operacije zavarivanja, sa ili bez upotrebe dodatnog materijala, i drugo, kako će se zavareni spoj ı njegova okolina ponašati kasnije, kad zavarena konstrukcija bude u praksi opterećena pod najnepovoljnijim uslovima. Pri tome tražimo neku sposobnost za zavarivanje i neku sigurnost za nosivost zavarenih spojeva u konstrukciji.
Sposobnost za zavarivanje je zagarantovana kad se mogu zavarivanjem postići metalurški bezprekorni spojevi koji su kompaktni i monolitni, dakle, spojevi u kojima postoji kontinuitet Kristalne vaze. Sigurnost tih spojeva je zagarantovana kad su zavar i njegova okolina dovoljno čvrsti a pri tome i toliko plastični, da se nikada nemože pojaviti krti lom.
Varivost je dakle jedan veoma kompleksan pojam. Ona nije zapravo neka konstantna osobina nekog čelika, nego je više ponašanje tog čelika za vreme zavarivanja i posle zavarivanja. A to ponašanje