Przedmowa 19 O zespole autorskim 21. Klasyfikacja i charakterystyka procesów spawania i pokrewnych 23. Literatura... 35

Transkrypt

1 Spis treści Przedmowa 19 O zespole autorskim 21 1 Klasyfikacja i charakterystyka procesów spawania i pokrewnych 23 Literatura Przetwarzanie energii do celów spawalniczych [1] Wstęp Nagrzewanie skoncentrowanym światłem Nagrzewanie indukcyjne Nagrzewanie ciepłem wydzielonym na rezystancji Nagrzewanie łukiem elektrycznym Nagrzewanie strumieniem plazmy niskotemperaturowej Nagrzewanie wiązką elektronową Nagrzewanie wiązką laserową Nagrzewanie tarciowe Literatura Cieplne procesy spawalnicze Uwagi ogólne Przepływ ciepła i pole temperatur przy spajaniu... 57

2 6 SPIS TREŚCI Równanie różniczkowe przewodzenia ciepła Pole temperatur w przypadku napawania lub spawania ciała masywnego Pole temperatur w przypadku spawania i napawania Pole temperatur w przypadku zgrzewania płyt i prętów Napawanie wałków Wybrane zagadnienia topienia metalu, tworzenia się jeziorka spawalniczego i jego krystalizacji Jeziorko spawalnicze i jego wymiary Efektywność cieplna procesu spawania Nagrzewanie i topienie drutu elektrodowego Spawalniczy cykl cieplny Wielkość strefy wpływu ciepła Wielkości charakterystyczne cyklu cieplnego prostego Uwagi dotyczące cyklu cieplnego złożonego Metody określania pola temperatur i wyznaczania cyklu cieplnego w procesie spajania Metody numeryczne wyznaczania pola temperatur i cykli cieplnych Metoda termografii do oceny pola temperatur Pomiar bezpośredni temperatur i wyznaczenie cykli cieplnych Literatura Metalurgia spawania Różnorodność metalurgicznych procesów spawania Utlenianie i redukcja Odsiarczanie ciekłego metalu Odfosforowanie ciekłego metalu Wprowadzanie składników stopowych do spoiny Żużle spawalnicze Rozpuszczanie i wydzielanie gazów w ciekłym metalu Wodór w procesie spawania Azot w procesie spawania Tlen w procesie spawania Krystalizacja Pęcherze i pory gazowe w spoinach Wtrącenia niemetaliczne w spoinach Pęknięcia gorące w spoinach Literatura

3 SPIS TREŚCI 7 5 Podstawy metaloznawstwa spawalniczego i spawalność materiałów Proces spawania Cykl cieplny spawania Strefy ogólne złączy spawanych Strefy szczególne złączy spawanych Strefa starzenia w stalach niskowęglowych Strefa podhartowania w stalach C-Mn Strefa martenzytu odpuszczonego w stalach ulepszanych cieplnie Strefa wydzielania węglików w stalach austenitycznych Złącza spawane niejednorodne Obróbka cieplna złączy spawanych Określenie i definicja spawalności Rodzaje spawalności Metody oceny spawalności Metody teoretyczne Metody praktyczne Próby badania skłonności stali do pękania Literatura Stale stosowane na konstrukcje spawane Podział stali i ich oznaczanie Stale niestopowe Stale stopowe Węglowo-manganowe i mikrostopowe stale o podwyższonej wytrzymałości Stale walcowane termomechanicznie Stale ulepszone cieplnie Spawalność i wytyczne spawania drobnoziarnistych stali konstrukcyjnych Stale do pracy w bardzo niskich temperaturach (stale kriotechniczne) Stale konstrukcyjne do ulepszania cieplnego Stale na narzędzia Stale stopowe specjalne Stale do pracy w podwyższonych temperaturach Wprowadzenie

4 8 SPIS TREŚCI Stale energetyczne niestopowe Stale energetyczne stopowe Spawalność stali energetycznych niestopowych Spawalność stali energetycznych stopowych Wysokostopowe stale odporne na korozję Ogólna charakterystyka stali odpornych na korozję Klasyfikacja stali odpornych na korozję według mikrostruktury Chromowe stale martenzytyczne Chromowe stale ferrytyczne Chromowo-niklowe stale z miękkim martenzytem Chromowo-niklowe stale austenityczne Austenityczno-ferrytyczne stale odporne na korozję (stale typu duplex) Literatura Metale nieżelazne stosowane na konstrukcje spawane Nikiel i jego stopy Właściwości niklu Spawalność niklu Stopy niklu Spawalność stopów niklu Spawanie niklu i jego stopów Problemy występujące podczas spawania stopów niklu i zalecenia odnośnie do technologii ich łączenia Miedź i jej stopy Właściwości miedzi Spawalność miedzi Spawanie miedzi Stopy miedzi Aluminium i jego stopy Charakterystyka aluminium Spawalność aluminium i jego stopów Spawanie aluminium i jego stopów Badanie technologii spawania aluminium i jego stopów Zgrzewanie aluminium i jego stopów Lutowanie aluminium i jego stopów Magnez i jego stopy Charakterystyka magnezu i jego stopów

5 SPIS TREŚCI Stopy magnezu i ich spawalność Spawanie stopów magnezu Obróbka cieplna po spawaniu Zgrzewanie stopów magnezu Lutowanie stopów magnezu Tytan i jego stopy Wprowadzenie Spawanie tytanu i jego stopów Spawalność stopów tytanu Spajanie tytanu i jego stopów Problem zgrzewania tytanu i jego stopów Problem lutowania tytanu i jego stopów Metale specjalne Cyrkon Hafn Tantal Niob Beryl Uran Molibden i wolfram Srebro Złoto Platyna Ołów Literatura Inne materiały stosowane na konstrukcje spawane Materiały ceramiczne Obszar zastosowań materiałów ceramicznych Wybrane właściwości materiałów ceramicznych Podstawy procesów spajania materiałów ceramicznych Techniki spajania Konstrukcja złączy ceramiczno-metalowych Kompozyty metalowe Charakterystyka kompozytów metalowych Materiały wyjściowe Materiały faz wzmacniających Materiały osnowy Techniki spajania kompozytów metalowych

6 10 SPIS TREŚCI 8.3. Materiały do spajania materiałów ceramicznych i kompozytowych Spoiwa Inne materiały pomocnicze używane do spajania ceramiki i kompozytów Żeliwa Ogólna charakterystyka i podział żeliw Spawalność żeliw Wytyczne spawania żeliw Materiały dodatkowe do spawania żeliwa Tworzywa termoplastyczne Ogólne wiadomości o tworzywach termoplastycznych Ważniejsze właściwości tworzyw termoplastycznych Rodzaje tworzyw termoplastycznych Metody spajania tworzyw termoplastycznych Materiały dodatkowe do zgrzewania i spawania tworzyw termoplastycznych Materiały dodatkowe do zgrzewania Materiały dodatkowe do spawania Literatura Materiały dodatkowe do spawania Wstęp Rodzaje materiałów dodatkowych Spoiwa Charakterystyka ogólna spoiw Wymiary spoiw Stan dostawy spoiw Znakowanie spoiw Opakowanie Warunki transportu i magazynowania Przygotowanie spoiw do użycia Gazy techniczne Gazy osłonowe Gazy palne Gazy podtrzymujące palenie Topniki Topniki do spawania łukiem krytym Topniki do spawania innymi metodami

7 SPIS TREŚCI Inne materiały dodatkowe Elektrody wolframowe Elektrody węglowe Elektrody topliwe do cięcia i żłobienia Podkładki formujące Pierścienie ceramiczne Mieszanki termitowe Materiały pomocnicze Materiały do czyszczenia przed spawaniem Środki ochronne przed odpryskami Materiały termoizolacyjne Kredki termoindykatorowe Środki trawiące po spawaniu Literatura Dobór materiałów na konstrukcje spawane Zalecenia ogólne Charakterystyki mechaniczne stali na konstrukcje spawane Wybór kategorii wytrzymałości stali Dobór stali ze względu na pękanie kruche Dobór stali do pracy w podwyższonych temperaturach Stale trudno rdzewiejące Dobór stali na konstrukcje obciążone zmęczeniowo Charakterystyka i dobór stopów aluminium na konstrukcje spawane Literatura Materiały dodatkowe do spawania stali stosowanych na konstrukcje spawane Wstęp Materiały dodatkowe do spawania stali niestopowych i drobnoziarnistych Elektrody otulone do ręcznego spawania łukowego Druty elektrodowe do spawania łukowego elektrodą topliwą w osłonie gazów i ich stopiwo Pręty i druty do spawania łukowego w osłonie gazów elektrodą wolframową (TIG) oraz ich stopiwo

8 12 SPIS TREŚCI Druty elektrodowe i kombinacje drut-topnik do spawania łukiem krytym Druty proszkowe do spawania łukowego w osłonie i bez osłony gazowej Pręty do spawania tlenowo-gazowego Druty i kombinacje drut-topnik do spawania elektrożużlowego Materiały dodatkowe do spawania stali o wysokiej wytrzymałości Elektrody otulone do ręcznego spawania łukowego Druty elektrodowe, druty i pręty do spawania łukowego w osłonie gazów oraz ich stopiwo Druty elektrodowe i kombinacje drut-topnik do spawania łukiem krytym Druty proszkowe do spawania łukowego w osłonie gazowej Materiały dodatkowe do spawania stali żarowytrzymałych Elektrody otulone do ręcznego spawania łukowego Druty elektrodowe, druty i pręty do spawania łukowego oraz ich stopiwo Druty proszkowe do spawania łukowego w osłonie gazowej Pręty do spawania tlenowo-gazowego Materiały dodatkowe do spawania stali nierdzewnych iżaroodpornych Elektrody otulone do ręcznego spawania łukowego Druty elektrodowe, druty i pręty do spawania łukowego Druty proszkowe do spawania łukowego w osłonie i bez osłony gazowej Literatura Materiały dodatkowe do spawania metali nieżelaznych stosowanych na konstrukcje spawane Wstęp Materiały do spawania niklu i jego stopów Spoiwa niklowe Gazy osłonowe Topniki Materiały do spawania miedzi i jej stopów Spoiwa Gazy osłonowe Topniki Materiały do spawania aluminium i jego stopów Spoiwa aluminiowe

9 SPIS TREŚCI Gazy osłonowe Topniki Materiały do spawania magnezu i jego stopów Spoiwa Gazy osłonowe Materiały do spawania metali reaktywnych i ich stopów Materiały do spawania tytanu i jego stopów Materiały do spawania cyrkonu i berylu oraz ich stopów Materiały do spawania metali wysokotopliwych i ich stopów Materiały do spawania metali szlachetnych i ich stopów Materiały do spawania metali niskotopliwych i ich stopów Materiały do spawania cynku i jego stopów Materiały do spawania ołowiu i jego stopów Literatura Naprężenia i odkształcenia spawalnicze Cieplno-mechaniczne właściwości metali i stopów Powstawanie naprężeń własnych Rozkłady naprężeń własnych Odkształcenia spawalnicze Odkształcenia poprzeczne Odkształcenia podłużne Odkształcenia kątowe Zasady minimalizacji naprężeń i odkształceń spawalniczych Odprężanie mechaniczne Stabilność wymiarowa konstrukcji Stabilizacja wibracyjna Literatura Projektowanie połączeń spawanych Charakterystyka złączy i spoin Przygotowanie brzegów złączy do spawania Oznaczanie i wymiarowanie spoin na rysunkach Postanowienia ogólne Znaki spoin Umiejscowienie znaków spoin na rysunkach Oznaczenia uzupełniające Wymiarowanie spoin

10 14 SPIS TREŚCI Technologiczność konstrukcji spawanych Projektowanie połączeń spawanych zalecenia ogólne Literatura Wytrzymałość połączeń spawanych Obliczenia statyczne Obliczanie wytrzymałości zmęczeniowej Obliczanie odporności na kruche pękanie Literatura Klasyfikacja i certyfikacja w spawalnictwie Klasyfikacja wytwórców wyrobów spawanych Klasyfikacja zakładów przemysłowych na podstawie PN-87/M Klasyfikacja zakładów przemysłowych przez niektóre krajowe organizacje nadzorcze (UDT i PRS) Klasyfikacja zakładów przemysłowych w normach i przepisach europejskich Szkolenie i kwalifikowanie personelu spawalniczego System szkolenia i kwalifikowania personelu spawalniczego w Polsce Europejski system szkolenia i kwalifikowania personelu spawalniczego Zapewnienie jakości w spawalnictwie Zarządzanie przez jakość Systemy zapewnienia jakości System zapewnienia jakości według norm serii PN-ISO 9000: System zapewnienia jakości według norm serii PN-EN ISO 9000: Systemy zarządzania środowiskowego Systemy zarządzania bezpieczeństwem i higieną pracy Systemy zapewnienia jakości według normy PN-EN Procedura oceny zgodności wyrobu Moduły stosowane w ocenie zgodności wyrobu Dokumentacja techniczna

11 SPIS TREŚCI Deklaracja zgodności Jednostki notyfikowane Znakowanie CE Certyfikacja w spawalnictwie Certyfikacja wyrobów spawalniczych Certyfikacja personelu Certyfikacja systemów jakości Instytut Spawalnictwa jako jednostka certyfikująca Przebieg procesu certyfikacji systemu jakości Jednostki akredytujące i autoryzujące Polskie Centrum Akredytacji Europejska Federacja Spawalnicza Międzynarodowy Instytut Spawalnictwa Literatura Niezgodności spawalnicze złączy spawanych, zgrzewanych i lutowanych Wstęp Niezgodności spawalnicze złączy spawanych Pustki gazowe Wtrącenia stałe Przyklejenia Brak przetopu Pęknięcia Niezgodności spawalnicze dotyczące kształtu złączy spawanych Niezgodności spawalnicze złączy zgrzewanych Niezgodności spawalnicze złączy lutowanych Literatura Kontrola jakości w spawalnictwie Zakres kontroli procesów spawalniczych Nieniszczące metody badań połączeń spajanych Badania wizualne Badania szczelności Badania penetracyjne Badania magnetyczno-proszkowe Badania prądami wirowymi Badania radiologiczne

12 16 SPIS TREŚCI Badania ultradźwiękowe Niszczące metody badań Badania mechaniczne Badania metalograficzne Literatura Dokumentacja procesów spawalniczych System jakości w spawalnictwie Opracowanie dokumentacji systemu jakości w spawalnictwie Warunki techniczne przygotowania produkcji Analiza dokumentacji technicznej Technologiczny plan spawania Kwalifikowanie procedur spawalniczych Wstępna instrukcja technologiczna spawania pwps Instrukcja technologiczna spawania WPS Uznawanie technologii spawania Uznawanie technologii spawania na podstawie badań technologii spawania Uznawanie technologii spawania na podstawie stosowanych uznanych materiałów dodatkowych do spawania Uznanie technologii spawania na podstawie uzyskanego doświadczenia Uznanie technologii spawania na podstawie standardowej technologii spawania łukowego Uznanie technologii spawania na podstawie badania przedprodukcyjnego spawania Uznanie technologii spawania lądowych i pozabrzeżnych rurociągów przesyłowych Protokół uznania technologii spawania WPAR Technologiczny plan spawania belek dwuteowych mostu drogowego Literatura Ekonomika wytwarzania konstrukcji spawanych Wstęp Wpływ rozwiązań konstrukcyjnych na koszty spawania Przygotowanie konstrukcji do spawania

13 SPIS TREŚCI Organizacja produkcji Podstawowe wskaźniki wpływające na ekonomikę spawania Techniczna norma czasu spawania T n Współczynnik czasu jarzenia się łuku W j Współczynnik stapiania i wydajność stapiania Masa spoin Wskaźnik uzysku stopiwa U c Koszty spawania Charakterystyka kosztów spawania Koszt materiałów dodatkowych do spawania Koszy robocizny bezpośredniej K R Koszt energii elektrycznej K EL Koszt urządzeń K U Koszt remontów K R Koszt powierzchni produkcyjnej K P Wzory na obliczanie kosztów bezpośrednich spawania poszczególnymi metodami Struktura kosztów spawania Możliwości obniżki kosztów spawania Efektywność ekonomiczna stosowanych metod spawania Koszty jakości Literatura Technika komputerowa w spawalnictwie Wstęp Spawalnicze bazy danych Komputerowe wspomaganie projektowania technologii spajania Komputerowe wspomaganie projektowania konstrukcji spawanych Modularne pakiety programowe Komputerowe wspomaganie projektowania stanowisk spawalniczych Komputerowe sterowanie procesami technologicznymi Komputerowe wspomaganie zapewnienia jakości Komputerowe wspomaganie obliczeń ekonomicznych Komputerowe wspomaganie ochrony zdrowia i środowiska Komputerowe wspomaganie w szkoleniu i egzaminowaniu Komputerowe wspomaganie badań w spawalnictwie

14 18 SPIS TREŚCI Komputerowe wspomaganie w informacji naukowo-technicznej Spawalnictwo w Internecie Kryteria oceny i wyboru oprogramowania Literatura Bezpieczeństwo i higiena prac spawalniczych Zagrożenia zdrowia i bezpieczeństwa występujące przy pracach spawalniczych Zanieczyszczenia pyłowe i gazowe Promieniowanie łuku spawalniczego Hałas Pole elektromagnetyczne Wymagania bezpieczeństwa i higieny pracy podczas prac spawalniczych Wymagania bezpieczeństwa w organizacji spawalni i stanowiska spawalniczego Wymagania bezpieczeństwa podczas użytkowania urządzeń spawalniczych i osprzętu oraz podczas wykonywania prac spawalniczych Środki ochrony zbiorowej i indywidualnej stosowane na stanowiskach spawalniczych Środki ochrony zbiorowej. Wentylacja Środki ochrony indywidualnej. Ochrony oczu i twarzy Środki ochrony indywidualnej. Odzież ochronna Literatura Spis spawalniczych przepisów krajowych i zagranicznych 1035 Skorowidz 1061