Streszczenia / Abstracts 9 / Wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania próżniowego na lutowność Inconelu 718 lutem Palnicro 36

Transkrypt

1 Irena Dul Jacek Senkara Mariusz Bober Jerzy Jakubowski Wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania próżniowego na lutowność Inconelu 718 lutem Palnicro 36 The effect of high-temperature vacuum annealing on the brazeability of Inconel 718 by Palnicro 36 brazing filler metal Lutowanie twarde Inconelu 718 jest utrudnione ze względu na zawartość w materiale dodatków stopowych o wysokim powinowactwie do tlenu. Ponadto w praktyce przemysłowej detale przed lutowaniem przechodzą szereg operacji technologicznych w podwyższonej temperaturze w próżni. Celem pracy było zbadanie, jaki wpływ mają procesy wyżarzania próżniowego na lutowność Inconelu 718 lutem Palnicro 36. Badano zwilżalność i rozpływność ciekłego lutu na powierzchni materiału wyżarzanego uprzednio w próżni w różnych warunkach czasu i temperatury, a także mikrostrukturę złączy lutowanych. Ustalono, iż lutowność Inconelu 718 lutem Palnicro 36 pogarsza się ze wzrostem temperatury uprzedniego wyżarzania w próżni. Słowa kluczowe: wysokotemperaturowego wygrzewania próżniowego, lutowność, Inconel 718 Brazing of Inconel 718 is difficult due to the presence of alloying material with high affinity for oxygen. Moreover, in commercial practice, the machine parts before brazing pass a number of technological operations at elevated temperature in vacuum. The aim of this study was to investigate the effect of vacuum annealing processes of Inconel 718 on the brazeability of Palnicro 36 brazing filler metal. The wetting and spreading of the liquid brazing filler metal were studied on the surface of the material previously annealed in vacuum at different conditions of time and temperature, and the structure of brazed joints. It was found that the brazeability of Inconel 718 by Palnicro 36 brazing filler metal deteriorates with increasing the previous annealing temperature in the vacuum. Keywords: high-temperature vacuum annealing, brazeability, Inconel 718 Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 1

2 Piotr Białucki Andrzej Ambroziak Wiesław Derlukiewicz Artur Lange Tomasz Bednarek Wpływ lutospawania łukowego na właściwości złączy stali ocynkowanej ogniowo Influence of arc braze welding on the properties of joints of hot-dip galvanized steel W spawaniu grubych elementów pokrytych ogniowo cynkiem częstą praktyką jest mechaniczne usuwanie warstwy cynku i wykonywanie spoin metodą MAG, następnie spoiny oczyszcza się i zabezpiecza warstwą farby antykorozyjnej na bazie cynku, aluminium lub Al-Zn w sprayu. Podczas procesu spawania grubych blach wydziela się tak dużo ciepła, że często ulega uszkodzeniu nawet warstwa cynkowa wewnątrz stalowych profili lub po przeciwnej stronie blach, co wpływa na zmniejszenie odporności korozyjnej części. W pracy przedstawiono wyniki badań nad lutospawaniem takich części z wykorzystaniem dwóch niskoenergetycznych metod spawania MIG oraz trzech spoiw na bazie miedzi: CuSi3, CuAl8 i CuSn6. Wykonane złącza lutospawane poddano badaniom wizualnym, wytrzymałościowym, metalograficznym i korozyjnym. Uzyskano złącza bez nadtopienia stali wykazujące wytrzymałość na ścinanie w granicach MPa dla spoiw CuSi3 i CuAl8 oraz MPa dla spoiwa CuSn. Słowa kluczowe: lutospawanie łukowe, właściwości złączy, stal ocynkowana ogniowo In welding of thick elements covered with fire deposited layer of zinc is common practice the removing of the layer of zinc and then welding of joint by the MAG method. After that joint is cleaned up and is protected by layer of anticorrosive paint on base of zinc, aluminum or Al-Zn in spray. During welding of thick sheet metals arises so a lot of warmth, that the zinc layer undergoes the damage often even the inside steel profiles or on opposite side of sheet metals which influences on decrease the resistance of corrosive part. The paper presents results of research on soldering of such elements using two low-energy methods of MIG welding and three copper base filler metal, grade CuSi3, CuAl8 and CuSn6. The completed brazed joints were tested visually and metallographically. Corrosion resistance and shear strength tests were determined also. The obtained joints without melting of steel showed shear strength in the range MPa for filler metal CuSi3 and CuAl8 and MPa for CuSn. Keywords: arc braze welding, properties of joints, hot-dip galvanized steel Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 2

3 Piotr Białucki Andrzej Ambroziak Wiesław Derlukiewicz Michał Kowalski Wpływ rodzaju lutu mosiężnego na właściwości złączy lutowanych The influence of the brass solder type on the brazed joints properties W pracy przedstawiono wyniki badań złączy lutowanych końcówek elastycznych przewodów hamulcowych. Do lutowania indukcyjnego użyto czterech lutów na osnowie miedzi oraz topnika w postaci pasty. Przeprowadzono badania wizualne, metalograficzne i wytrzymałości złączy na ścinanie. Zaprezentowano zależność wytrzymałości złączy lutowanych od rodzaju użytego lutu. Opracowano instrukcję technologiczną lutowania. Słowa kluczowe: luty mosiężne, właściwości, złącza lutowane This paper presents the results of soldered joints flexible brake hoses endings. The induction brazing with the use four copper-based solders and flux in paste form was applied. Visual tests, metallographic investigation as well as shear strength tests of soldered joints were carried out. The relationship between strength of soldered joints and the type of solder was given. The Brazing Proceedings Specification BPS was developed. Keywords: brass solder, properties, brazed joints Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 3

4 Sylwia Mosińska Artur Lange Janusz Pstruś Tomasz Gancarz Badania właściwości stopów lutowniczych na bazie eutektyki Zn-Al z dodatkiem miedzi Research on the properties solder alloys based on Al-Zn eutectic with the addition of copper W artykule przedstawiono wyniki badań lutu bezołowiowego do lutowania miękkiego wysokotemperaturowego z przeznaczeniem do lutowania płomieniowego stopów mosiężnych i aluminiowych. Opracowano stop na osnowie eutektyki Zn-Al i badano wpływ dodatku 0,5; 1,0; 1,5 at. % Cu. Przeprowadzono wytop stopów o założonym składzie na podstawie danych literaturowych, a także układów fazowych dwu- i trójskładnikowych. Wykonano pomiary rozpływności i zwilżalności (temperatura 500 O C, topnik Eurotop Al700) oraz badania mikrostruktury złączy lutowanych. Słowa kluczowe: stopy lutowanicze, miedź, właściwości The paper presents the results of lead-free solder properties for high-temperature soldering. The aim of study was to determine the physicochemical properties of new high temperature lead free solder based on eutectic Zn-Al alloy with additions of 0.5, 1.0, 1.5 wt.% Cu. Wettability on copper and aluminum substrates was studied in order to assess solder-substrate compatibility (temperature: 500 C, flux: Eurotop Al700). Keywords: solder alloys, copper, properties Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 4

5 Piotr Białucki Andrzej Ambroziak Wiesław Derlukiewicz Artur Lange Michał Glezman Właściwości złączy lutospawanych aluminium ze stalą Properties of braze welded joints between aluminum and steel Cienkie blachy ze stali ocynkowanej łączono ze stopem aluminium za pomocą lutospawania. Zastosowano niskoenergetyczną metodę spawania AC puls MIG z użyciem spoiwa AlSi5. Przeprowadzone badania wizualne, metalograficzne i wytrzymałościowe złączy lutospawanych potwierdziły korzystny wpływ łuku pulsującego MIG ze składową prądu zmiennego na właściwości złączy. Badania metalograficzne wykazały wysoką jakość połączeń, bez wewnętrznych niezgodności oraz śladów uszkodzenia warstwy cynku. Średnia wytrzymałość na ścinanie złączy zakładkowych wynosiła ok. 200 MPa. Słowa kluczowe: lutospawanie, aluminium, stal, złącza różnorodne, właściwości Thin sheet of zinc galvanized steel and aluminum alloy were braze welded. A low-energy AC pulse MIG method of welding with the use of filler metal AlSi5 was applied. The visual, metallographic and strength studies of brazed welded joints confirmed the beneficial effect of pulsed MIG arc with an AC component on the properties of the connectors. Metallographic examination showed high quality connections without internal imperfections and signs of damage to the zinc coating. Average strength of lap shear joints was about 200 MPa. Keywords: brazing, aluminum, steel, dissimilar joints, properties Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 5

6 Jerzy Jakubowski Mariusz Bober Tomasz Rudaś Struktura złączy lutospawanych metodą CMT stali ocynkowanej ogniowo The structure of CMT brazed hot-dip galvanized steel joints Badano strukturę złączy doczołowych stali ocynkowanej ogniowo, otrzymanych niskoenergetyczną metodą CMT. Wykazano, że tworzą się złącza o wysokiej jakości, bez naruszenia powłoki cynku w pobliżu spoiny. Cynk tworzy roztwór z miedzią, natomiast krzem segreguje na granicy międzyfazowej ze stalą, a w miejscach, gdzie dochodzi do niewielkich nadtopień podłoża, tworzą się roztwory Fe-Si. Słowa kluczowe: lutospawanie, CMT, stal ocynkowana ogniowo, mikrostruktura The structure of hot-dip galvanized steel butt joints, obtained by the CMT low energy method was investigated. It has been shown that high quality joints are formed, without damaging the zinc coating near the weld. The zinc forms a solution of copper, and silicon segregate at the interface with the steel. In places where there is a small partial melting of the substrate the Fe-Si solutions are being formed. Keywords: CMT, brazing, hot-dip galvanized steel, microstructure Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 6

7 Maciej Różański Kontrola jakości połączeń lutowanych Quality inspection of brazed joints W artykule zawarto zestawienie norm jakościowych stosowanych dla połączeń lutowanych twardym lutem. Przedstawiono najczęściej występujące niezgodności lutownicze w połączeniach lutowanych i główne przyczyny ich powstawania. Przeprowadzono przegląd klasycznych metod badań niszczących i nieniszczących oraz określono ich przydatność do badań połączeń lutowanych w zależności od ich konstrukcji. Przedstawiono wyniki badań jakości połączeń lutowanych z wykorzystaniem termografii aktywnej jako nowatorskiej metody badań nieniszczących. Słowa kluczowe: kontrola jakości, złącza lutowane, niezgodności Specification of quality standards using for brazed joints. Imperfection which are most often in brazed joint and reasons for coming into existence. Review of classic of non-destructive testing (NDT) and destructive (DT). Usability of NDT and DT to examination of different type of brazed joints. Results of quality examination of brazed joints with the aim of active thermography as a modern non destructive testing method. Keywords: quality control, brazed joints, imperfections Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 7

8 Tomasz Piwowarczyk Zbigniew Mirski Andrzej Winiowski Hubert Drzeniek Dokumentowanie procesu lutowania oraz egzaminowanie lutowaczy i operatorów lutowania twardego wg PN-EN ISO 13585:2012 Documenting of brazing process and qualification test of brazers and brazing operators acc. to PN-EN ISO 13585:2012 W artykule przedstawiono obowiązujące procedury dokumentowania procesu lutowania. Porównano aktualne przepisy dotyczące egzaminowania lutowaczy i operatorów lutowania twardego z dotychczasowymi przepisami obowiązującymi do sierpnia 2012 r. Scharakteryzowano zmienne zasadnicze i zakres kwalifikacji wg PN-EN ISO 13585:2012. Opisano procedury egzaminowania i badań złączy próbnych. Przedstawiono świadectwo egzaminu kwalifikacyjnego lutowacza i operatora. Opisano także korzyści wynikające z wprowadzenia nowej normy. Słowa kluczowe: dokumentowanie, egzaminowanie, kwalifikowanie, lutowanie twarde The paper presents the current procedures for documenting the brazing process. The assessment of current rules on qualification test for brazers and brazing operators, with applicable to August Characterized key variables and range of qualifications acc. to PN-EN ISO 13585:2012. Describes the procedures for examination and testing of test joints. It is presented qualifying examination certificate for brazers and brazing operators. There are described the advantages of the new standard. Keywords: documentation, qualification, testing, brazing Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 8

9 Thomas Uhlig Sebastian Weis Stefan Schuberth Bernhard Wielage Co-based brazing fillers Luty na bazie kobaltu Cobalt-based superalloys are used under high-temperature service conditions. It is often necessary to join parts made of these alloys to construct components with complex geometries. Hightemperature brazing is a suitable joining technology. To ensure a good corrosion resistance, the brazing filler and the base material should have similar chemical compositions. This paper deals with the development of near eutectic cobalt-based brazing fillers based on the alloy system Co-ZrC-TaC. The alloys are prepared by arc-melting on a water-cooled copper hearth in an argon atmosphere using a non-consumable tungsten electrode. Geometrical shaping is done by suction casting into a sectioned copper mould. Microstructure and melting behaviour are characterized by means of light microscopy and differential scanning calorimetry. Keywords: cobalt, brazing fillers, high-temperature brazing Nadstopy na bazie kobaltu są stosowane do pracy w wysokiej temperaturze. Często pojawia się konieczność łączenia elementów wykonanych z tych materiałów w celu uzyskania zaprojektowanej konstrukcji. Lutowanie twarde jest odpowiednią metodą łączenia tych stopów, ponieważ zapewnia dobrą odporność na korozję, przy czym zarówno materiał dodatkowy, jak i materiał lutowany powinny mieć taki sam skład chemiczny. W artykule przedstawiono wyniki prac nad trójskładnikowym lutem przyeutektycznym opracowanym na bazie stopu kobaltu Co-ZrC-TaC. Stopy wytwarzane są przez topienie łukowe elektrodą wolframową na podkładce miedzianej chłodzonej wodą i w osłonie argonu. Kształt geometryczny nadawany jest w procesie odlewania próżniowego do dzielonej miedzianej formy. Mikrostruktura i zachowanie się topionego metalu analizowano z wykorzystaniem mikroskopii świetlnej i kalorymetrii skaningowej. Słowa kluczowe: kobalt, luty, lutowanie wysokotemperaturowe Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 9

10 Johannes Wilden Thomas Wirtz Thermodynamische Berechnungsmethoden zur Beurteilung der Phasenausbildung in Hochtemperaturlötverbindungen Termodynamiczne metody obliczeniowe wyznaczania tworzących się faz w połączeniach lutowanych wysokotemperaturowo Heute industriell eingesetzte Lote sowie die angewandten Temperatur-Zeit-Zyklen wurden mit hohem Aufwand experimentell entwickelt. Die Abschätzung der sich in Multikomponentensystemen ausbildenden Phasen sowie die Vorhersagen des Schmelzbereiches bzw. möglicher Arbeitstemperaturen ist, insbesondere wenn auch die Diffusion zwischen schmelzflüssigem Lot und den zu fügenden Werkstoffen Berücksichtigung finden soll, schwierig. Moderne thermophysikalische Berechnungsmethoden bieten diesbezüglich heute weitgehend ungenutzte Möglichkeiten. Ausgehend von den thermodynamischen Grundlagen werden exemplarisch Berechnungen zur Phasenausbildung und dem Schmelzverhalten von Nickelbasisloten vorgestellt. Im Rahmen einer Toleranzanalyse wird der Einfluss der in den Normen vorgegebenen zulässigen Toleranzen der Legierungsgehalte ermittelt und diskutiert. In einem zweiten Schritt wird die Diffusion zwischen Lot und Grundwerkstoff untersucht und deren Einfluss auf die Phasenausbildung dargestellt. Die berechneten Ergebnisse werden abschließend mit den in der Literatur verfügbaren Werten verglichen. Keywords: Hochtemperaturlötverbindung, Thermodynamische Berechnungsmethoden, Multikomponentensystemen Stosowane dzisiaj luty w przemyśle dla określonych cykli temperatura czas są dzisiaj rozwijane dużym nakładem środków. Oszacowanie tworzących się faz w układach wieloskładnikowych jest trudne podobnie jak określenie zakresu temperatury topnienia lub temperatury lutowania zwłaszcza przy uwzględnieniu dyfuzji zachodzącej między ciekłym lutem a łączonymi materiałami. Nowoczesne termofizyczne metody obliczeniowe oferują dzisiaj daleko idące niewykorzystane możliwości. Wychodząc z podstaw termodynamicznych przedstawiono obliczenia tworzących się faz i zachowanie lutów na osnowie niklu podczas ich topienia. W ramach analizy określono i przedyskutowano wpływ podanych w normach dopuszczalnych tolerancji zawartości składników stopowych lutu. Następnie badano oddziaływanie dyfuzji między ciekłym lutem a materiałem łączonym i przedstawiono jej wpływ na tworzące się fazy. Obliczone wartości porównano z dostępnymi danymi z literatury. Słowa kluczowe: lutowanie wysokotemperaturowe, termodynamika, układy wieloskładnikowe Strony / Pages: PRZEGLĄ D SPAWALNICTWA 9/2013 Strona 10