Cílem této diplomové práce bylo posouzení míry vlivu procesu svařování na změny únavové životnosti koutových svarových spojů z jemnozrnné oceli S700MC, včetně posouzení jednotlivých aspektů majících vliv na únavovou životnost.
V teoretické části se podařilo představit podstatu zpevnění, rozdělení a výrobu jemnozrnných ocelí, včetně posouzení omezení při jejich svařování. Plynulým přechodem je seznámení se s obloukovou metodou svařování MAG a vlivy svařovacích parametrů na geometrii svarové lázně. Značná část pak byla věnována kinetice růstu a také chemická analýza. Výsledky ze statické zkoušky vycházely z tahového diagramu a výsledky z dynamické zkoušky z naměření Wöhlerovy křivky. Získané výsledky přinesly důležité informace o chování technologicky nezpracovaného materiálu.
Hlavním úkolem praktické části bylo posouzení vlivu svařování na změnu dynamických vlastností. Celý proces svařování byl kompletně monitorován, včetně vyhodnocení geometrie svarové lázně, měření tvrdosti v TOO i měření deformací po svařování. Bohužel se nepodařilo změřit deformace stojin u svařenců po provedení druhé svarové housenky. Důvodem byl trvalý průhyb pásnic a nepodařilo se stanovit rovinu, od které by se nechal odklon změřit. Naštěstí tento fakt neměl dopad na výsledky z měření cyklické únavy.
Měření únavové životnosti svarů bylo provedeno na třech typech vzorků. Lišily se v technologickém opracování a tvaru. Rozdílnost v tvarech byla popsána v praktické části a jejich vlivy jsou patrné z naměřených hodnot a jednotlivých Wöhlerových křivek. Velice prokazatelným přínosem je zjištění, jaký vliv má na mez únavy tvar vrubu - resp. místo koncentrace vrubového účinku.
Závěrem je však potřeba zdůraznit, že naměřené výsledky a získané informace jsou zajímavým přínosem jak pro teoretické poznání, tak pro průmyslovou praxi.
77
Zároveň je však třeba dodat, že se jedná jen o počáteční minimum informací v oblasti svařování jemnozrnných ocelí, z nichž by mohl těžit strojírenský průmysl.
78
Použitá literatura a zdroje
[1] PEŠÍK, Lubomír. Části strojů, 1.díl. 4. doplněné vyd. Liberec:
Technická univerzita v Liberci, 2010. s 226. ISBN 978-80-7372-573-0.
[2] Kolektiv autorů. Technologie svařování a zařízení. 1. vyd. Ostrava: Zeross, 2001. 395 s. ISBN 80-85771-81-0.
[3] MORAVEC, Jaromír. Vliv procesních parametrů na geometrii svarové lázně při svařování v ochranných atmosférách. 1. vyd. Technická univerzita v Liberci:
Polypress,2011. 102 s. ISBN 978-80-7372-805-2.
[4] RŮŽIČKA, Milan, Miroslav HANKE a Milan ROST. Dynamická pevnost a životnost. Dotisk. ČVUT, 1989. 212 s. Číslo publikace 6626.
[5] PLUHAŘ, Jaroslav, Josef KORITTA a kol. Strojírenské materiály. 3. vyd.
Praha: SNTL Nakladatelství technické literatury, n.p. 982. 562 s.
DT 621.002.3 (075.8).
[6] Kolektiv autorů. Materiály a jejich chování při svařování. 1. vyd.
Ostrava, 2016.404 s.
[7] W.HERTZBERG, Richard. Deformation and fracture mechanics of engineering meterials. fourthedition. Canada, 1996. 786 s. ISBN 0-471-01214-9.
[8] BENEŠOVÁ, Soňa. Termomechanické zpracování. MM Průmyslové
spektrum. Praha: MM Publishing, 2015, č. 6. Dostupné z: https://www.mmspektr um.com/clanek/termomechanicke-zpracovani.html. [cit. 27-02-2019].
[9] NOVÁK, Stanislav a Jiří MRÁČEK. Svařování ocelí s vyšší pevností.
All for power. 02/2009. Dostupné z: http://www.allforpower.cz/UserFiles/files /2009/svarovani%20oceli%20vys%20pevnosti.pdf. [cit. 01_03_2019].
[10] URBAN, Vratislav. Vliv velikosti vneseného tepla na vybrané vlastnosti svaru jemnozrrnné oceli. Brno, 2011. Diplomová práce. VUT v Brně.
[11] RYTÍŘOVÁ, Marie. Svařovací materiály [online].
Reg.č. CZ.1.07/3.2.05/05.0011. Dostupné z: https://docplayer.cz/24414451 -Studijni-materialy-svarovaci-materialy.html. [cit. 15-01-2019].
79
[12] Výpočet uhlíkového ekvivalentu Cekv [online]. Dostupné z:
https://www.svarbazar.cz/phprs/showpage.php?name=cekv.[cit. 15_03_2019].
[13] Značení ocelí [online]. Dostupné z: https://online.ferona.cz/znaceni-oceli /?typ=2. [cit. 03_01_2019]
[14] „S700MC“ [online]. Dostupné z: https://www.milforsteel.cz/S700MC.html.
[cit. 15_12_2018]
[15] Ekvivalent uhlíku [online]. CE. Techportal.cz. [1997-2019]. Dostupné z:
https://www.techportal.cz/searchcontent.phtml?getFile=2AXR_TUAMiBFGAg Uc6BzY5pKR4a_RmSdJyeRJhvvhWt6GT3USXlrOHEn2FFltCydMJ4L7AwRL CM0VEAL2E1Lww. [cit. 15_03_2019].
[16] S700MC [online]. European Steel and Alloy Grades/Numbers SteelNumber.
[2011-2019]. Dostupné z: http://www.steelnumber.com/en/steel_composition_eu .php?name_id=213. [cit. 03_01_2019].
[17] DOUBEK, Pavel. Výzkum deformačního chování vysokopevnostních plechů při vyšších rychlostech deforamce. Liberec, 2006. Disertační práce. TUL.
[19] MORAVEC, Jaromír. Kinetika růstu austenitického zrna. Liberec, 2016.
Habilitační práce. TUL.
[20] NĚMEČEK, Tomáš. Svařování jemnozrnných ocelí typu DOMEX vláknovým YBYAG laserem. Brno, 2012. Diplomová práce. VUT v Brně.
[21] HERMNA, Petr. Svařování jemnozrnných, vysokopevnostních ocelí.
Konstrukce - odborný časopis pro stavebnictví a strojírenství. 11/2010.
Dostupné z: http://www.konstrukce.cz/clanek/svarovani-jemnozrnnych-vysokopevnostnich-oceli/ [cit. 08_03_2019].
[22] JŮZA, Aleš. Vliv svařování na lomovou houževnatost
Konstrukce - odborný časopis pro stavebnictví a strojírenství. 01/2009.
Dostupné z: http://www.konstrukce.cz/clanek/vliv-svarovani-na-lomovou-houzevnatost/ [cit. 08_03_2019].
80
[23] VODIČKOVÁ, Věra. Mezní stavy materiálu - úvod do lomové mechaniky.
Liberec, 2019. 24 s. Učební text - přednáška. TUL.
[24] MORAVEC, Jaromír a Pavel SOLFRONK. Svařování koutových svarů z materiálu S460MC pro simulace a zkoušky únavové životnosti.
Liberec, 2018. 23 s. TUL.
[25] WeldMonitor[online]. Dostupné z:
http://www.electric.cz/weldmonitor_cz.htm. [cit. 15_03_2019].
[26] VEVERKA, Jan. Svařování vysocepevných jemnozrnných ocelí.
Omnitech spol. s.r.o. - odborné články a informace.
Dostupné z: ttps://www.omnitechweld.cz/cze/clanky/svarovani_vysocepevnych_
jemnozrnych_oceli2.html/ [cit. 19_03_2019].
[27] „vlastnosti PL_mechanicke“. Ústav chemie pevných látek, VŠCHT Praha.
Dostupné z: http://uchpel.vscht.cz/files/uzel/0022888/vlastnosti%20PL_mechani cke.pdf?redirected [cit. 30_04_2019].
[28] HAVELKA, Petr. Predikce tvaru a velikosti svarové lázně u metody svařování MAG. Liberec, 2010. Diplomová práce. TUL.
81
Samostatné přílohy
1 Svařování a měření deformací (kapitola 3.2.1)
1.1 Přehled svařovacích parametrů, Tabulka 1 82
1.2 Hodnoty naměřených deformací stojiny svařence č. 2, Tabulka 2 83 1.3 Hodnoty naměřených deformací stojiny svařence č. 3, Tabulka 3 83 1.4 Hodnoty naměřených deformací pásnice svařence č. 2, Tabulka 4 84 1.5 Hodnoty naměřených deformací pásnice svařence č. 3, Tabulka 5 84 2 Příprava svařenců (kapitola 3.2)
2.1 Příprava na měření deformací - stojiny, Fotografie 1 85 2.2 Příprava na měření deformací - pásnice, Fotografie 2 85 2.3 Dílčí vzorky ve fázi dělení materiálu, Fotografie 3 86 2.4 Stav povrchu jednoho z dílčích vzorků po operaci dělení materiálu,
Fotografie 4 86
2.5 Stav povrchu jednoho z dílčích vzorků po broušení na magnetické
brusce, Fotografie 5 87
2.6 Svařovaný vzorek bez úprav, Fotografie 6 87
2.7 Nařezaný vzorek pro metalografii, Fotografie 7 88 2.8 Svařovaný vzorek s částečně ofrézovanou pásnicí, Fotografie 8 88 2.9 Vzorek s ofrézovanou pásnicí a rádiusem R6, Fotografie 9 89 2.10 Zařízení na cyklickou únavu - INOVA FU-O-1600-V2, Fotografie 10 89
82
Tabulky s naměřenými údaji
Příloha 1.1 - Přehled svařovacích parametrů, Tabulka 1 Přehled svařovacích parametrů
Číselné označení svařence 2 3
Svarová housenka 1 2 1 2
Vzdálenost kontaktní špičky [mm] 15 Nastavované parametry
Svařovací proud [A] 315
Rychlost svařování [m·min-1] 0,5 Skutečně monitorované svařovací parametry
Svařovací proud [A] 351,4 346,8 350,5 354,3 Svařovací napětí [V] 29,8 29,9 29,7 29,7 Rychlost svařování [m·min-1] 0,500 0,500 0,500 0,500 Rychlost podávání drátu [m·min-1] 10,094 10,054 9,965 10,066 Délka svařené housenky [mm] 241 244 267 268
Průtok plynu [l·min-1] 15 15 15 15
Celkově vnesené teplo [kJ·cm-1] 12,566 12,443 12,492 12,627 Účinnost přenosu tepla [-] 0,84 0,84 0,84 0,84 Způsob přenosu kovu v oblouku Bezzkratový přenos
83
Příloha 1.2 - Hodnoty naměřených deformací stojiny svařence č. 2, Tabulka 2 Deformace stojiny vzorku č. 2
* špatný konec stojiny (zdeformovaný kraj)
Příloha 1.3 - Hodnoty naměřených deformací stojiny svařence č. 3, Tabulka 3 Deformace stojiny vzorku č. 3
84
Příloha 1.4 - Hodnoty naměřených deformací pásnice svařence č. 2, Tabulka 4 Deformace pásnice vzorku č. 2
Příloha 1.5 - Hodnoty naměřených deformací pásnice svařence č. 3, Tabulka 5 Deformace pásnice vzorku č. 3
85
Fotografie z praktické části
Příloha 2.1 - Příprava na měření deformací - stojiny, Fotografie 1
Příloha 2.2 - Příprava na měření deformací - pásnice, Fotografie 2
86
Příloha 2.3 - Dílčí vzorky ve fázi dělení materiálu, Fotografie 3
Příloha 2.4 - Stav povrchu jednoho z dílčích vzorků po operaci dělení materiálu, Fotografie 4
87
Příloha 2.5 - Stav povrchu jednoho z dílčích vzorků po broušení na magnetické brusce, Fotografie 5
Příloha 2.6 - Svařovaný vzorek bez úprav, Fotografie 6
88
Příloha 2.7 - Nařezaný vzorek pro metalografii, Fotografie 7
Příloha 2.8 - Svařovaný vzorek s částečně ofrézovanou pásnicí, Fotografie 8
89
Příloha 2.9 - Vzorek s ofrézovanou pásnicí a rádiusem R6, Fotografie 9
Příloha 2.10 - Zařízení na cyklickou únavu - INOVA FU-O-1600-V2, Fotografie 10