Związek między prędkością spawania a jakością spoiny

Zależność między prędkością spawania a jakością spoiny należy rozumieć dialektycznie i nie należy jej pomijać. Znajduje ona odzwierciedlenie głównie w fazie nagrzewania i krystalizacji.

1. Etap grzania

W warunkach pracy rur spawanych prądami o wysokiej częstotliwości z prostym szwem, krawędź wykroju rury jest podgrzewana od temperatury pokojowej do temperatury spawania. W tym czasie krawędź wykroju rury jest pozbawiona jakiejkolwiek ochrony i jest całkowicie odsłonięta na działanie powietrza. Nieuchronnie prowadzi to do intensywnych reakcji z tlenem, azotem i innymi substancjami w powietrzu, co znacznie zwiększa zawartość azotu i tlenków w spoinie. Zmierzono, że w rezultacie zawartość azotu w spoinie wzrasta od 20 do 45 razy. Zawartość tlenu wzrasta zatem od 7 do 35 razy. Jednocześnie duża ilość pierwiastków stopowych, takich jak mangan i węgiel, które korzystnie wpływają na spoinę, ulega spaleniu i odparowaniu, co powoduje pogorszenie jej właściwości mechanicznych. Z tego wynika, że ​​w tym sensie im mniejsza prędkość spawania, tym gorsza jakość spoiny.

Co więcej, im dłużej krawędź rozgrzanego wykroju rury jest wystawiona na działanie powietrza, czyli im mniejsza prędkość spawania, tym więcej tlenków niemetalicznych powstanie na głębszej warstwie. Te głęboko osadzone tlenki niemetaliczne są trudne do całkowitego wytłoczenia ze spoiny podczas późniejszego procesu krystalizacji. Po krystalizacji pozostają w spoinie w postaci wtrąceń niemetalicznych, tworząc wyraźną, kruchą powierzchnię styku. Niszczy to spójność mikrostruktury spoiny i zmniejsza jej wytrzymałość. Im większa prędkość spawania, tym krótszy czas utleniania i tym mniej tlenków niemetalicznych, które są ograniczone do warstwy powierzchniowej, można łatwo wytłoczyć ze spoiny podczas późniejszego procesu wytłaczania. W spoinie nie będzie również nadmiernych pozostałości tlenków niemetalicznych, a jej wytrzymałość będzie wysoka.

2. Etap krystalizacji

Zgodnie z zasadami metalografii, aby uzyskać spoiny o wysokiej wytrzymałości, konieczne jest maksymalne rozdrobnienie ziaren mikrostruktury spoiny. Podstawowym podejściem do rozdrobnienia jest utworzenie wystarczającej liczby zarodków krystalizacji w krótkim czasie, tak aby zetknęły się one ze sobą, zanim znacząco wzrosną i proces krystalizacji się zakończy. Wymaga to zwiększenia prędkości spawania, aby spoina szybko opuściła strefę nagrzewania, umożliwiając jej szybką krystalizację przy większym stopniu przechłodzenia. Wraz ze wzrostem stopnia przechłodzenia, szybkość zarodkowania może znacznie wzrosnąć, podczas gdy szybkość wzrostu maleje, co pozwala na osiągnięcie celu, jakim jest rozdrobnienie ziarna spoiny.

Dlatego też, niezależnie od tego, czy rozpatrujemy proces spawania z punktu widzenia nagrzewania, czy chłodzenia po spawaniu, przy założeniu spełnienia podstawowych warunków spawania, im większa prędkość spawania, tym lepsza jakość spoiny.

Mavenrobotyczna spawarka laserowato laser światłowodowy, który łączy wysokoenergetyczną wiązkę laserową z laserem robota, pełniącym funkcję ruchomej platformy spawalniczej. Umożliwia spawanie po dowolnej trajektorii przestrzennej. Wielofunkcyjną spawarkę laserową można zaprogramować do spawania elementów trudno dostępnych dla tradycyjnych spawarek laserowych, zapewniając maksymalną elastyczność spawania. Wiązkę laserową można dzielić w czasie i energii, co umożliwia jednoczesne przetwarzanie wielu wiązek i zwiększa wydajność spawania.