Tepelně ovlivněná zóna

Tepelně ovlivněná zóna (HAZ) je úsek základního materiálu ( kov nebo termoplast ), který se při zahřátí při zpracování neroztavil, ale změnila se jeho mikrostruktura a vlastnosti. HAZ se vyskytuje při svařování a tepelném řezání, ale může se také vytvořit během obrábění v důsledku třecího ohřevu.

Míra změny vlastností materiálu v zóně závisí na základním materiálu, přídavném kovu svaru, objemu a koncentraci tepla při procesu svařování. Výsledná mikrostruktura zase ovlivňuje jak pevnost svarového spoje, tak pevnost konstrukce [1] .

Například při plazmovém řezání nízkouhlíkových ocelí má tepelně ovlivněná zóna na hraně řezu pruh nízkouhlíkového martenzitu široký cca 50 μm, za ním je pás s přechodnou strukturou - z nízkouhlíkového martenzitu přes bainit a tenkou vrstvu feritu-perlitu až k ferito - perlitové struktuře základního kovu [2] .

Podle rozložení teplot ohřevu se tepelně ovlivněná zóna dělí na následující sekce [3] :

• Fusion line - hranice mezi svarovým kovem a neroztaveným obecným kovem;
• Oblast neúplného tání, teplota od bodu tání do 1250°C;
• Oblast přehřívání, teplota 1000-1250°C;
• Graf normalizace , teplota 840-1000 °C;
• Oblast neúplné rekrystalizace, teplota 700-870°C;
• Řez rekrystalizace ( temperování ), teplota 250-650°C;
• Oblast modré lámavosti ( stárnutí ), teplota 200-300°C.

Rozměry tepelně ovlivněné zóny jsou velmi ovlivněny tepelnou difuzivitou základního materiálu - při vysokém koeficientu tepelné difuzivity materiálu je rychlost ochlazování svaru vysoká a rozměry HAZ jsou relativně malé. Důležitou roli pro HAZ hraje také množství tepla uvolněného během procesu svařování. Takže proces svařování plynem probíhá při vysokém tepelném příkonu, což zvětšuje velikost tepelně ovlivněné zóny na 20 ... 25 mm. Procesy jako svařování laserem a elektronovým paprskem probíhají při vysoké koncentraci energie s omezeným množstvím uvolněného tepla, což vede ke zmenšení velikosti HAZ na několik milimetrů nebo méně. Obloukové svařování zaujímá střední polohu mezi těmito dvěma extrémními procesy pro HAZ (šířka HAZ od 2 do 10 mm). Pro výpočet tepelného příkonu při obloukovém svařování se používá následující vzorec:

kde Q je tepelný příkon ( kJ /mm), V  je napětí ( V ), I  je proud ( A ), S je rychlost svařování (mm/min). Faktor účinnosti závisí na svařovacím procesu. Pro svařování netavitelnou elektrodou má hodnotu 0,6; pro svařování obalenými elektrodami a svařování s ochrannými plyny  - 0,8; pro svařování pod tavidlem  - 1,0 [4] .

Literatura

• Weman, Klas (2003). Příručka svařovacích procesů. New York: CRC Press LLC. ISBN 0-8493-1773-8 .

Odkazy

• Tepelně ovlivněná zóna a její vlastnosti

Poznámky

1. ↑ Tepelně ovlivněná zóna . Získáno 22. června 2016. Archivováno z originálu 27. června 2016. (neurčitý)
2. ↑ Plazmové řezání Archivní kopie z 26. srpna 2021 na Wayback Machine // I. G. Shirshov
3. ↑ Struktura tepelně ovlivněné zóny při svařování . Získáno 26. srpna 2021. Archivováno z originálu dne 26. srpna 2021. (neurčitý)
4. ↑ Jaký je rozdíl mezi tepelným příkonem a energií oblouku? Archivováno 13. června 2021 na Wayback Machine