Vamberk 2013 – Konference
Svařování konstrukčních ocelí S355 v jakosti N, +N, M přídavnými materiály ESAB Prof. Ing. Václav Pilous, DrSc., SDP-KOVO s.r.o., ZČU FPE KMT Plzeň e-mail:
[email protected] V první části práce je poukázáno na metodu stanovení parametrů postupu svařování ocelí S355 vyrobených v jakosti N, +N a M ve shodě s ČSN EN 1011-2. Hlavní důraz je kladen na porovnání metod AC.2 a BC.3 a to z hlediska výpočtu ekvivalentů uhlíku, svařované kombinované i reálné tloušťky a náhrady teploty předehřevu tepelným příkonem včetně důsledku indukce difúzního vodíku na tvorbu trhlin za studena. Výsledkem první části jsou parametry, které je nutné dodržet při návrhu přídavného materiálu pro svařování studovaných ocelí. Ve druhé části práce jsou uvedeny výsledky studie, pojednávající o vhodnosti přídavného materiálu OK AristoRod 12.50 s klasifikací G 38 2 C G3Si1 a G 42 4 M G3Si1 podle ČSN EN 14341-A pro svařování ocelí S355 v jakosti N,+N a M. Z výsledků zkoušek, jmenovitě z rozboru mechanických vlastností svarového kovu, vyplynulo, že svarový kov lze zařadit do skupiny vysoce jakostních jemnozrnných ocelí. Hodnoty rázové zkoušky v ohybu potvrdily vyhovující průběh hodnot spotřebované práce zkoušky rázem v ohybu (vrubové houževnatosti) svarového kovu z drátu OK 12.50 do kryogenní teploty -40 °C. Metody stanovení parametrů postupu svařování ocelí S355 vyrobených v jakosti N, +N a M ve shodě s ČSN EN 1011-2 Doporučení pro svařování feritických ocelí (ČSN EN 1011-2) slouží především jako podklad pro stanovení postupů svařování pro zkoušky vyhodnocené podle ČSN EN ISO 15614-1: Stanovení a kvalifikace postupů svařování kovových materiálů – Zkouška postupu svařování – Část 1: Obloukové a plamenové svařování ocelí a obloukové svařování niklu a slitin niklu ČSN EN 9606. V ČSN EN 1011-2 je hlavní důraz kladen na eliminaci vodíkového praskání (studeného praskání, vzniku trhlin za studena) postupy uvedenými v příloze, jmenovitě je uvedena: metoda AC.2, zvýrazňující obsah slitinových prvků, nelegovaných jemnozrnných a nízkolegovaných ocelí, obsah difúzního vodíku a kombinovanou tloušťku, metoda BC3, zvýrazňující obsah uhlíku, difúzního vodíku a reálnou tloušťku. V případě metody AC.2 jsou hodnoty ekvivalentu uhlíku počítány podle CE (IIW) s uvážením klasické (ingotové) výroby oceli. Z mikrolegujících prvků je uveden pouze vanad. Přínosem je kombinovaná tloušťka a zjednodušené podmínky pro obloukové svařování, jmenovitě náhrada teploty předehřevu tepelným příkonem. Podmínky pro svařování ocelí jsou dány ekvivalenty uhlíku, kombinovanou tloušťkou, tepelným příkonem a obsahem difúzního vodíku. Metoda A mimo jiné zcela je dostačující ke zkouškám svářečů podle ČSN EN 287 – pro základní materiály podle CR ISO 15608 podskupin 1.1, 1.2. V případě metody BC.3 je vliv chemického složení na tvorbu trhlin za studena indukovaných vodíkem vystižen uhlíkovým ekvivalentem CET, který platí pro mikrolegované oceli prvky V, Nb, Ti, Ta, Zr, B, Al. Ekvivalent uhlíku CET je počítán podle rovnice: CET hmot. % = C + (Mn+Mo)/10 + (Cr+Cu)/20 + Ni/40 (hmot.%).
Metoda B3.C je určena pro výpočet parametrů svařování mikrolegovaných jemnozrnných ocelí především vyrobených pánvovou metalurgii (konvertor – kontinuální lití – řízené válcování). Výpočet teploty předehřevu vychází z chemického složení (CET) za respektování účinku mikrolegujících prvků, kombinované tloušťky plechu, difúzního vodíku a tepelného příkonu. Metoda B3C je určena pro vypracování svářečských postupů mikrolegovaných jemnozrnných vysokopevných ocelí (včetně ocelí nové generace o hodnotách meze kluzu vyšších než 960 MPa). Metoda B uvažuje při výpočtech teploty předehřevu reálnou tloušťku materiálu. Normalizačně žíhané S355+N a normalizačně válcované S355N oceli jsou převážně válcovány podle řízeného programu, což má příznivý vliv na potlačení rekrystalizačních procesů s cílem zachování jemnozrnnosti zrn a subzrn tvořících se během válcování. Příznivý důsledek jemných zrn a subzrn lze zdůvodnit s využitím zjednodušeného modifikovaného Hall-Petchova vztahu. Podle ČSN EN 10025-3 musí mít jemnozrnné normalizačně žíhané nebo normalizačně válcované oceli dostatečné množství prvků (V, Nb, Ti, Ta, Zr) vázajících uhlík, dusík na stabilní karbidy, nitridy nebo karbonitridy. Obsah V+Nb+Ti má být max. 0,22 hmot.% včetně, Mo+Cr ≤ 0,30 hmot.%. Pokud tomu tak není musí být v oceli minimálně 0,02hmot.% celkového zbytkového (kontrolního) kovového hliníku s cílem potlačení náchylnosti oceli ke stárnutí. Mikrolegované jemnozrnné oceli pro tlakové nádoby (P) mají základ ve výrobě normalizačně žíhaných (+N) a normalizačně válcovaných ocelí (N), u kterých řízené válcování je ukončeno za teploty Ar3+50°C. Po válcování jsou oceli ochlazeny na vzduchu (N), případně znovu normalizovány (+N). Podle ČSN EN 10028-díl 5 v provedení pro tlakové nádoby jsou oceli vyráběny do hodnoty meze kluzu 460 MPa včetně a jsou dodávány v jakosti L (nízké teploty) a H (vyšší teploty). Podle zkušeností SDP-KOVO Plzeň oceli v provedení L (L1, L2) jsou též vhodné pro dynamický (únavově) namáhané konstrukce, jmenovitě pro výrobu jeřábových konstrukcí. Doporučení uváděná v normách jsou platná pro klasicky normalizačně žíhané po válcování (+N) nebo normalizačně válcované (N) oceli, včetně ocelí termomechanicky zpracovaných (M) vyrobené moderním metalurgickým procesem, tj. tavením v konvertoru, nebo v obloukové peci s následnou pánvovou struskovou a vakuovou rafinací. Po odlití bram nebo ingotů následuje řízené válcování s počáteční teplotou 1200°, s ukončením válcování za teploty Ar3+50°C. Po válcování jsou oceli ochlazeny na vzduchu, případně znovu normalizovány. Způsob výroby oceli je ve shodě s ČSN EN 10025. Normalizačně žíhané nebo normalizačně válcované oceli S355N, S420N a S460N jsou zařazeny v CR ISO 15608 do skupiny 1, podskupin 1.2 a 1.3. Termomechanicky zpracované mikrolegované oceli (M) se odlévají do bram, které jsou řízeně válcovány (7 úběrů), řízeně mezi-ochlazeny a řízeně dochlazeny. Podle CR ISO 15608 jsou zařazeny do skupiny 2. Postup svařování (teplotu předehřevu) termomechanicky zpracovaných jemnozrnných ocelí lze stanovit podle ČSN EN 1011-2 metodou BC.3. Správnost technologického postupu svařování jemnozrnných ocelí lze podle metody BC.3 teoreticky kontrolovat výpočtem teploty předehřevu (°C) a min. teploty interpassu podle vzorce:
Tp = Ti = 700CET + 160 tanh(d/35) + 62HD0,35 + ( 53 CET - 32) Q - 330, platného pro tloušťku od 10 do 80 mm, ekvivalent uhlíku CET od 0,2 do 0,5 hm.%, HD = 4cm3/100g a pro tepelný příkon 10 kJ/cm (metoda BC.3). Svařitelnost jemnozrnných normalizačně žíhaných a normalizačně válcovaných a termomechanicky zpracovaných ocelí Doporučení, uvedená v metodě BC.3, která jsou všeobecně vhodná pro svařování mikrolegovaných jemnozrnných ocelí, lze úspěšně aplikovat též při svařování normalizačně žíhaných (+N), normalizačně válcovaných (N) a termomechanicky zpracovaných (M) ocelí s cílem dosažení požadovaného strukturního stavu v TOO. Metastabilní stavy po svařování v tepelně ovlivněné oblasti spoje lze určit z diagramů anizotermického rozpadu podchlazeného austenitu, ze kterých lze rovněž stanovit dobu ochlazovaní T8/5. V diagramu lze v návaznosti na požadovanou strukturu odečíst hodnotu doby ochlazování T8/5 a dobu předepsat do WPS postupů svařování (ČSN EN 15609). Jestliže je požadavek svařovat velké tloušťky plechů z normalizačně žíhané nebo normalizačně válcované oceli, potom se doporučuje respektovat stoupající obsah vodíku v závislosti na tloušťce svarového spoje a svařovat s vyšší teplotou předehřevu (150 až 175 °C) s téměř stejně vysokou hodnotou teploty interpassu. Diagram anizotermického rozpadu ocelí S355N, S355+N a S355M, včetně stanovení doby ochlazování T8/5, je na obr. 1.
Obr. 1 Diagram anizotermního rozpadu austenitu ocelí S355N, S355+Na S355M včetně stanovení doby ochlazování T8/5 (metoda BC.3)
Závislost teploty předehřevu a interpassu na reálné tloušťce (d) a parametru CET, ověřeném a kontrolovaném v SDP-KOVO Plzeň v aplikaci pro oceli S355N, S355+N a S355M je uvedena na obr. 2. Z diagramu je podle metody BC.3 zřejmé, že v případě CET 0,2 hmot.%, lze svařovat reálnou (skutečnou) tloušťku 40 mm bez předehřevu.
Obr. 2 Stanovení teploty předehřevu Tp podle ekvivalentu uhlíku CET a reálné tloušťky (d) při konstantním obsahu. HD 4 ml/100g a Q 10 kJ/cm v aplikaci na oceli v jakosti S355N, S355+N a S3555M (metoda BC.3) Svařování vysokopevných ocelí a ocelí nové generace Svařování mikrolegovaných jemnozrnných vysokopevných ocelí a ocelí nové generace vyrobených technologií Q a QA probíhá podle metody BC.3 v důsledku nízkých hodnot ekvivalentu CET (do 0,30) bez obtíží. Svařuje se tepelným příkonem do 1 kJ.mm-1 a svarový spoj se umístí do méně namáhaných míst, kde je možno pro svařování použít přídavných materiálů v jakosti AristoRod 12.50, jak bude uvedeno dále v textu. Použijí-li se nízkolegované až střednělegované přídavné materiály, potom je nutný předehřev v návaznosti na chemické složení použitých přídavných materiálů s vyšším ekvivalentem uhlíku. Podle dosud získaných zkušeností je možné kombinované tloušťky do 20mm svařovat bez předehřevu (CET do 0,3), větší tloušťky s předehřevem 100 až 150 °C. Důsledek zvyšující se doby ochlazování T8/5 na hodnoty tvrdosti TOO se projeví jejich poklesem, takže lze požadované hodnoty tvrdosti dosáhnout upraveným technologickým předpisem (zvýšením teploty předehřevu nebo zvýšeným tepelným příkonem). Potom při výpočtech doby ochlazování T8/5 respektujeme výsledek, uvádějící delší dobu. Rovnice jsou zpracovány v nomogramech. Grafy se konstruují pro ochlazovací dobu T8/5=10s. V závislosti tloušťky na teplotě předehřevu obdržíme ve svarovém spoji ku př. oceli S355 (N,+N, M) vždy stejný strukturní stav. Výrobci ocelí nové generace doporučují pro svařování vrcholové oceli s hodnotou meze kluzu až 1400 MPa, které jsou určeny pro speciální použití, jmenovitě vynikají velmi dobrou odolností proti abrazi. Oceli lze úspěšně svařovat s výjimkou možného podkročení hodnot meze kluzu ve svarovém spoji v důsledku dosud obtížně dostupných přídavných materiálů
s požadovanými pevnostními hodnotami, což je možné v mnoha případech po projednání se zadavatelem konstrukcí tolerovat. U ocelí označených S 890Q, S 960Q a S 1100Q s označením L1 (-40°C), nebo L2 (-60°C) s požadavkem nárazové práce 60J ve svarových spojích se doporučuje podle nových předpisů vyžadovat tavbové analýzy doplněné o množství škodlivých prvků Sb, Sn a As. Obsahy ostatních škodlivých prvků jsou ve specifických tavbových analýzách kontrolovány podle jakosti oceli. Tepelné zpracování ke snížení stavu zbytkových napětí Po svařování konstrukcí z jemnozrnných normalizačně žíhaných a normalizačně válcovaných lze uskutečnit žíhání ke snížení stavu zbytkových napětí (pnutí - žíhání bez překrystalizace V případě žíhání ke snížení zbytkových napětí dochází relaxačním procesem ke snížení a k vyrovnání rozdílných stavů napětí v oblasti svarového spoje. Základem žíhání ke snížení stavu zbytkových napětí je ohřev přesně stanovenou rychlostí na teplotu zpracování s výdrží na předepsané teplotě s následným ochlazením předepsanou ochlazovací rychlostí na určenou teplotu. Rychlost ohřevu zaručí rovnoměrný ohřev tepelně zpracovaného svařence mezi středem a povrchem. Rychlost ohřevu je dána velikostí průřezu a tvarové složitosti svařence. Rozdíly teploty mezi povrchem a středem svařence mají za následek napěťové stavy, které mohou způsobit deformace a při překročení mezních hodnot únosnosti materiálu svařence a mohou vést ke vzniku trhlin. Podle zvyklostí SDP-KOVO lze doporučit ohřev svařence na teplotu maximálně rychlostí 80 °C/hod. Výdrž na teplotě slouží k prohřátí celého průřezu s možností průběhu relaxačních procesů, zčásti difúzních mechanismů ve svarovém spoji, s cílem snížení napětí především v povrchových částech svařence. Setrvání na teplotě bývá při žíhání k potlačení stavu napětí nejméně 1 hodinu na 20 mm tloušťky tepelně zpracovaného svařence. Rychlost ochlazování je podle složitosti tvaru a tloušťky svařence, s cílem dosažení stavů s nízkou hladinou napětí po žíhání, rozdílná. V rámci žíhání ke snížení stavů napětí bývá zvyklostí ochlazovat svařenec rychlostí 60 až 80 °C/hod do teploty 150 až 200 °C a poté se ochladí svařenec na klidném vzduchu. Tepelné zpracování se uskutečňuje v průmyslových odporově vytápěných komorových pecích se vzdušnou atmosférou nebo lépe s řízenou atmosférou k zabránění oxidace a oduhličování povrchu svařenců. Lokálním ohřevem při svařování lze v oceli vyvolat stav napětí dosahující hranice přechodu elastické deformace do oblasti plastické deformace. Potom v oceli místně zůstávají stavy napětí dosahující hodnoty meze kluzu. U klasických konstrukčních ocelí je podle původní normy ČSN 050211 teplota žíhání 580 až 650oC s tím, že napětí se snižuje relaxačním procesem na hodnotu meze kluzu spoje za žíhací teploty. Doba žíhání je pro oceli S355 uvedena 4 minuty na 1mm tloušťky stěny svařence. Po žíhání následuje pomalé ochlazování až do teploty 200oC a poté se ochlazuje na vzduchu. Používá se především u konstrukcí svařených z nízkouhlíkových nebo nízkolegovaných ocelí. Osvědčené žíhací teploty a doby výdrže na teplotě konstrukcí svařených z jemnozrnných ocelí S 355N a S 355+N s prodloužením doby setrvání na teplotě jsou uvedeny v tab. 1.
Tab. 1 Teploty žíhání a doby výdrže na teplotě v závislosti na tloušťce svařených konstrukcí z normalizačně žíhaných a normalizačně válcovaných ocelí S355N a S355+N (podle SDP-KOVO Plzeň)
Ocel
S355N
S355+N
Tloušťka (mm)
10 20 35 80 a více 10 20 40 80 a více
600 °C Doba (minut) 30 60 90 220 35 65 95 230
Teplota 580 °C Doba (minut) 45 90 130 260 50 95 140 280
560 °C Doba (minut) 60 110 170 300 65 120 180 320
Nejvyšší teplota při žíhání svařence nemá překročit 600 °C. Teplota před vsazením svařence do pece nemá být vyšší než 300 °C. Nad teplotou 200 °C nesmí rychlost ohřevu a ochlazování (do teploty 200 °C) překročit hodnoty uvedené v tab. 2. Tab. 2 Závislost rychlosti ohřevu na tloušťce Největší tloušťka svařence (mm)
Nejvyšší rychlost ohřevu °C/hod
12 20 30 50 80 100
100 90 80 70 60 50
Uvedené hodnoty vyplynuly z výsledků zkoušek, uskutečněných v SDP KOVO Plzeň, na ocelích S355N o tloušťce 10 mm. Výsledky zkoušek, zjištěné na vzorcích v dodaném stavu a po tepelném zpracování za teploty 620 °C po dobu 60 minut (TZ) potvrdily snížení hodnot meze kluzu a meze pevnosti tepelně zpracované zkoušky oceli S 355N – tab. 3 Tab. 3 Vliv tepelného zpracování za teploty 620 °C/60 minut na pevnostní hodnoty oceli S355N - zkouška tahem dle ČSN EN ISO 6892-1 Ocel S355N bez TZ S355N s TZ
Re (MPa) 414/418 364/368
Rm (MPa) 590/591,8 558/562
A(%) 28,4/29,2 30,2/31,8
Poměr nejnižší hodnoty meze kluzu k nejnižší hodnotě meze pevnosti u oceli S 355N bez tepelného zpracování je 0,70, u oceli po tepelném zpracování je 0,65. Hodnota meze kluzu po tepelném zpracování se snížila u S355N s TZ o 12%. Znamená to, že u ocelí S355N je nutné
po žíhání ke snížení stavu napětí za teploty 620 °C počítat s možným snížením hodnoty meze kluzu až o 12%. Svarové spoje ocelí Q a QA včetně ocelí nové generace nelze podle zkušeností SDP KOVO s.r.o. tepelně zpracovat žíháním ke snížení zbytkových napětí za teplot vyšších než 400 °C, z důvodu podstatného snížení dislokačního (deformačního) zpevnění (meze kluzu). Svařovací drát AristoRod 12.50 Výsledky, prezentované ve studii /1/, byly znovu ověřeny v rámci zhotovení velkého počtu WPQR ve společnosti SDP-KOVO s.r.o. výroby únavově namáhaných svařovaných konstrukcí z jemnozrnných ocelí jakosti S355+N (ČSN EN 10025-3), tj. v normalizačně žíhaném stavu. Svařování bylo uskutečněno metodou 135 (MAG) s přídavnými svařovacími dráty OK AristoRod 12.50 s klasifikací G 38 2 C GESi1 a G 42 4 M G3Si1 podle EN ISO 14341-A, určenými pro svařování konstrukčních ocelí s hodnotou meze pevnosti do 530 MPa, jmenovitě pro výrobu ocelových konstrukcí, tlakových nádob a transportních zařízení. Drát 12.50 je vhodný pro svařování jemnozrnných ocelí s mezí kluzu do 420 MPa včetně. Ke svařování byl použit ochranný plyn o složení 82% Ar + 18 % CO2 (M21 podle EN 1SO 14175). V práci jsou uvedeny výsledky zkoušek svarového kovu z drátů OK AristoRod 12.50 o průměru 1 mm v balení Marathon Pac, typu 93-2 o hmotnosti 250 kg. Drát byl použit s úpravou povrchu v lesklém provedení (nepoměděný), zaručujícím bezporuchové podávání do místa svaru s možností zvýšení rychlosti podávání na 25 m/min. Podle výsledků zkoušek byly splněny požadované mechanické, fyzikální, chemické a technologické vlastností svarového kovu. Podle ČSN EN 15027-2 lze svarový kov zařadit do jakostní třídy 1.5125. Ve druhé etapě zkoušek bylo pro svařování použito zařízení FastMig Pulse 340 350/450 (CC/CV zdroje) s aplikací synergického Puls MAG svařování s stejnosměrným zdrojem (DC). S podavači, zaručujícími využít vysokých rychlostí drátu AruistoRod 12.50, bylo dosaženo požadované kvality svarového kovu a vzhledu povrchu navařených housenek. Pro stanovení chemického složení a mechanických hodnot svarového kovu z drátu 12.50 o průměru 1 mm byly zhotoveny podle WPS konvenční návary bez dalšího tepelného zpracování po svařování /1/. Parametry pro svařování jsou následující: 220A, 16,5 l/min., rychlost podávání 25m/min, rychlost svařování 23cm/min, teplotní příkon 15,5 kJ/cm. Chemické složení svarového kovu z drátu 12.50 je následující (hmot.%): C 0,085, Mn 1,48, Si 0,85, P 0,018, S 0,009, Ni 0,06, Cr 0,16, Mo 0,08, V 0,008, Cu 0,16, Al 0,006, Ti 0,03, Nb 0,02, B 0,001. Z chemického složení vyplývá, že svarový kov může být řazen mezi jemnozrnné materiály. Mechanické vlastnosti svarového kovu z drátu 12.50: Po svařování Reh 468MPa, Rm 555MPa, A5 27%, Z 26%. Po tepelném zpracování 600 °C/1 hod., Reh 384MPa, Rm 551MPa, A5 30%, Z 29%. Po svařování Po tepelném zpracování 600 °C/1hod.,
KCV: 20°C 138J, -20°C 94J, -40°C 55J KCV: 20°C 136J, -20°C 92J, -40°C 52J.
Na základě nově uskutečněných zkoušek ve shodě s ČSN EN 15614 (5 spojů), bylo potvrzeno, že mechanické hodnoty ve všech případech vyhověly a splnily požadavky, kladené na svařitelnost základních materiálů, tj byly vyhovující ve svarovém kovu a v TOO spoje.
Z rozboru mechanických vlastností svarového kovu vyplynulo a bylo znovu potvrzeno, že svarový kov lze zařadit do skupiny vysoce jakostních materiálů potvrzují vyhovující průběh hodnot spotřebované práce (vrubové houževnatosti) svarového kovu z drátu 12.50. Hodnoty rázové zkoušky v ohybu za teploty -40 °V jsou vyhovující. Znamená to, že svarový kov z drátu 12.50 lze použít pro svařování ocelí určených pro práci v prostředí kryogenní teploty 40 °C. Z hlediska metalurgie svarového kovu byly uskutečněny zkoušky, související s potlačením segregačních procesů ve svarovém kovu 12.50 a možnosti vzniku požadované jemnozrnné struktury v návaznosti na chemické složení a ochlazovací rychlost /1/. Tepelné zpracování konstrukcí svařených drátem AristoRod 12-50 Tepelné zpracování konstrukcí složitých tvarů, nebo konstrukcí velkých tlouštěk z ocelí S355N, S355+N a ocelí 355M svařených metodou 135 přídavným drátem AristoRod 12-50 musí být uskutečněno ve shodě s ČSN EN ISO 17663 - Požadavky na kvalitu tepelného zpracování souvisejícího se svařováním a příbuznými procesy. V podstatě ve všech případech se jedná o tepelné zpracování ke snížení stavu zbytkových napětí po svařování. Zásadní předpoklady procesu (technologie) žíhání jsou dány ČSN EN 17663 a to ve shodě s ČSN EN ISO 9001-2009 a 3834. Z technické praxe lze potvrdit, že před vydáním technologického předpisu žíhání je potřebné přezkoumat technické podklady z hlediska kontroly a procesu žíhání. Zadavatel zodpovídá za kvalitu technologie žíhání a tudíž musí mít záznam o verifikaci zařízení na kterém se uskuteční tepelné zpracování, případně musí se přesvědčit o měření stejnoměrnosti rozložení teploty v peci. Zadavatel specifikuje průběh tepelného zpracování s tím, že vyznačí měřená místa, ze kterých požaduje záznam procesu zpracování. Pracovní dokument průběhu tepelného zpracování přikládá zadavatel k dokumentům o výrobě svařované konstrukce. U všech konstrukcí svařených s drátem AristoRod 12-50 se na svědečných deskách nevyskytl případ, ve kterém došlo ke snížení předepsané hodnoty meze kluzu. Kontrola tvrdosti na vyžíhané konstrukci byla vždy v povolené toleranci dané normou ČSN EN 287. Drát AristoRod 12-50 vytváří základ k hodnocení svářečského personálu podle nově navržené EN ISO 9606-1 tj. podle základní proměnné, tj. podle přídavného materiálu, na rozdíl od stávající normy, ve které základní proměnnou je základní materiál. Cílem je vyrovnat rozdíly mezi ISO 9606-1 a ASME code IX. Bylo potvrzeno, že svarový kov z drátu 12.50, má podle ASTM velikost zrna 6 a je jemnozrnný. V průběhu tuhnutí svarového kovu jsou potlačeny segregační procesy s možností vzniku požadované jemnozrnné struktury a to v návaznosti na chemické složení a ochlazovací rychlost. Svarový drát 12.50 lze spolehlivě použít pro svařování jemnozrnných ocelí podle CR ISO 15608 skupiny 1.3. Jemnozrnnost svarového kovu velmi příznivě potlačuje náchylnost ke křehkému lomu oceli tj. posouvá tranzitní teplotu houževnatosti směrem k nízkým teplotám (doleva). Pro zajímavost lze uvést seznam WPQR pro svarové spoje plechů z oceli S 355+N svařených s použitím drátu AristoRod 12-50 (metoda 135) a elektrodami 0K 48.00 (metoda 111) EN ISO 2560-A: E42 4B 42 H5, které jsou potřebné pro svařování nízkotlakých skříní společnosti vyrábějící především parní turbiny: 1) Metoda 111: plech P10, rozsah 3÷20 mm, tupý V spoj jednostranný bez podložení, 2) metoda 111: plech P40, rozsah 20÷80 mm, tupý W spoj jednostranný bez podložení, 3) metoda 111: plech P140, rozsah 70÷280 mm, tupý W jednostranný, 4) metoda 111: plech P30 + P30, koutový spoj, rozsah t>5mm, 5) metoda 135: plech P10, rozsah 3÷20 mm, tupý V spoj jednostranný bez podložení,
6) metoda 135: plech P40, rozsah 20÷80 mm, tupý V spoj jednostranný bez podložení, 7) metoda 135: plech P140, rozsah 70÷280 mm, tupý ½ V jednostranný, 8) metoda 135: plech P30 + P30, koutový spoj, rozsah t>5mm, 9) metoda 111: P20+P100, rozsah (10÷40) + (50÷200), tupý ½ V spoj bez podložení, 10) metoda 135: P20+P100, rozsah (10÷40) + (50÷200), tupý ½ V spoj bez podložení. Měření teplot spojů, svařených podle WPQR, proběhlo ve shodě s ČSN EN 13 916. Všechny výsledky zkoušek podle ČSN EN 15614 byly vyhovující s tím, že splnily požadavky zákazníka. Ocel SG3 J2+AR Ve studii je pojednáno o ocelích v jakosti S 355N, S355+N a S355M. V technické praxi lze se setkat rovněž s ocelí S355+AR /2/. Jedná se o válcovanou ocel podle EN 10025-2 s označením AR (as rolled). Protože ocel nemá přesnou specifikaci tepelného zpracování, je nutné ocel hodnotit dříve používaným označením .0, což znamená, že ocel není tepelně zpracovaná po válcování. Struktura a tím i vlastnosti oceli jsou závislé na průběhu a na ochlazovacím režimu po válcování, který se může lišit, což v závislosti na době ochlazování může reprezentovat strukturní stavu počínaje martenzitickou strukturou a konče deformovaným feritem. Následně je obtížné zaručit se za jakost svarového spoje oceli S355+AR. Ocel +AR nemusí být pro svařování nevhodná, je nutné se však přesvědčit, zda svarové spoje vyhovují požadavkům kladeným na jakost svařované konstrukce. V každém případě je výhodné doporučit pro svařované konstrukce jakost použité oceli ve stavu +N.
Závěr Ve studii je pojednáno o svařování jemnozrnných normalizačně válcovaných (S355N), normalizačně žíhaných (S355+N) a termomechanicky zpracovaných (S355M) ocelí s využitím a ve shodě s ČSN EN 1011-2 Svařování – Doporučení pro svařování kovových materiálů – Část 2: Obloukové svařování feritických ocelí. ČSN EN 1011 zdůvodňuje rozdílnost výpočtu teploty předehřevu v případě použití metod AC.2 a BC.3. V obou případech jsou při výpočtu teploty předehřevu respektovány parametry chemického složení (CE, CET), tloušťky (kombinované nebo reálné), difúzního vodíku, tepelného příkonu a doby ochlazování doby T8/5 v návaznosti na strukturní stav v TOO, který určuje výsledné vlastnosti svarového spoje, tj. hodnoty tvrdosti, meze pevnosti a houževnatosti rázem v ohybu. V práci jsou uvedeny výsledky studie vhodnosti přídavného materiálu OK AristoRod 12.50 s klasifikací G 38 2 C G3Si1 a G 42 4 M G3Si1 podle ČSN EN 14341-A pro svařování studovaných ocelí S355N, S355+N a S355M. Z výsledků zkoušek, jmenovitě z rozboru mechanických vlastností svarového kovu, vyplynulo, že svarový kov lze zařadit do skupiny vysoce jakostních jemnozrnných materiálů – svarových kovů. Výsledky zkoušek (vrubové houževnatosti) potvrdily vhodnost použití svarového kovu z drátu OK AristoRod 12.50 do kryogenní teploty -40 °C včetně.
Literatura /1/ Pilous, V.: Sborník – Dny svařovací techniky, Dům techniky, Pardubice, 2011, s 3. /2/ Kuscher, G.: Zváranie-Svařování 9-10, 2012, s. 220. Dále jsou citovány normy ČSN EN ISO, jmenovitě ČSN EN 1011-2: Obloukové svařování feritických ocelí.
