Nitrované svařovací stoly: Negativní fakta, která byste měli znát! 

Nitrované svařovací stoly: Negativní fakta, která byste měli znát! 

Článek vychází z vědeckého výzkumu prezentovaného v článku „Degradace nitridované ocelové vrstvy působením svařovacího rozstřiku a záchvěvů elektrického oblouku“; 
Výzkum byl publikován v časopise Welding Technology Review -. www.pspaw.pl – Vol. 96, 2024, str. 155-160 

Autoři: Aleksander Orłowicz¹, Dariusz Pająk², Paulina Sobolewska³, Tomasz Galek⁴

Původní článek v polštině a jeho anglický překlad si můžete prohlédnout na konci tohoto článku. 

Má smysl nitridace svařovacích stolů? Výsledky výzkumu jsou jasné. 

Nitridace je proces, který teoreticky zlepšuje tvrdost a odolnost ocelových povrchů proti opotřebení. Z tohoto důvodu začali někteří výrobci tuto metodu aplikovat na svařovací stoly v naději, že jejich životnost bude delší. Nedávné studie však ukazují, že v praxi je nitridace svařovacích stolů nejen neefektivní a nákladná, ale dokonce škodlivá pro trvanlivost povrchu svařovacího stolu.

Proč by mělo fungovat nitridování? 

Nitridace spočívá ve vnášení dusíku do ocelových povrchů za účelem zvýšení jejich tvrdosti. Tento proces se zdál být atraktivní pro společnosti, které chtěly zvýšit odolnost svařovacích stolů proti odštípnutí a poškození. Problémem však je, že navzdory teoretickým výhodám nitridovaný povlak v praxi v podmínkách svařování příliš nefunguje, protože mu škodí vysoké teploty .

Co říká výzkum? 

Zkoušky ukázaly, že nitridovaný povrch je navzdory své větší tvrdosti velmi křehký, když je vystaven žhavému rozstřiku a elektrickému oblouku. Při vystavení žáru vrstva rychle praská a odlupuje se, což poškozuje svařovací stůl. Klíčovým problémem je, že nitridace proniká do vrchní vrstvy materiálu a vyplňuje ji do takové hustoty, že znemožňuje správnou tepelnou roztažnost. Výsledkem jsou praskliny způsobené vysokou teplotou, protože materiál se nemůže řádně rozpínat. To lze vysvětlit lokálním rychlým nárůstem hodnoty lineárního koeficientu tepelné roztažnosti v oblasti, kde se podle literatury již vyskytují tlaková napětí. To má za následek úplnou degradaci nitridované vrstvy. Takový stůl bude dobře fungovat pouze při operacích, při nichž se do horní vrstvy stolu nevnáší teplo.

Obrázek 2 ukazuje srovnání nitridovaných a nenitridovaných povrchů po vystavení svařovacímu rozstřiku. Je jasně vidět, že nitridovaný povrch, navzdory své teoretické tvrdosti, utrpí výrazně větší poškození. (Kresby převzaty z článku, strana 157)

Na následujících obrázcích (obr. 4 a obr. 5) jsou znázorněny účinky svařovacího rozstřiku na nitridovaný povrch, na kterém jsou patrné zřetelné trhliny a drobení a odlupování vrstvy. (Kresby převzaty z článku, strana 158)

Studie prokázaly, že teplota svařovacího rozstřiku způsobuje rychlou degradaci nitridovaného povrchu. Elektrický oblouk zase způsobuje rozpad nitridů, čímž se tvrdý povrch stává porézním a neplní svou funkci.

Jak ukazují obrázky (Obrázek 6 a Obrázek 7), působením oblouku dochází k rozpadu nitridů a vzniku porézního, poškozeného povrchu. (Kresby převzaty z článku, strana 159)

Nitridované svařovací stoly - více problémů než výhod. 

Ačkoli se nitridace zdá na první pohled rozumná, v praxi je nitridovaná vrstva příliš křehká na to, aby odolala náročným podmínkám svařování. Místo toho, aby stůl chránila, praská vlivem tepla a rozstřiku.

Nitridovaná vrstva nečiní svařovací stoly odolnými vůči degradačním účinkům svařovacích rozstřiků a zátěrů. V důsledku tepelných účinků kapiček tekutého kovu vznikají v nitridované vrstvě příčné trhliny, podélné trhliny a delaminace. Při odstraňování rozstřiku se z míst, kde došlo k degradaci nitridované vrstvy, odlupují její fragmenty.

Závěry pro klienty 

Pokud chcete odolný svařovací stůl, raději se vyhněte nitridovaným modelům. Ačkoli tento proces slibuje tvrdost a odolnost, ve skutečnosti se tyto stoly při svařování rychle ničí. Namísto přeplácení za nitridaci se vyplatí investovat do robustních svařovacích stolů bez této vrstvy. Stoly vyrobené z odolné oceli bez zbytečných dodatečných povlaků budou lépe fungovat v náročných podmínkách svařování a jsou odolnější vůči teplu a poškození. Jediným způsobem, jak zabránit ulpívání rozstřiků, je použití osvědčených chemických přípravků proti rozstřikům.

1. mgr inż. Aleksander Orłowicz, alekorlowicz[at]gmail.com  ↩︎
2. Rzeszow University of Technology, Poland; mgr inż. Dariusz Pająk, pajak[at]prz.edu.pl    ↩︎
3. Rzeszow University of Technology, Poland; dr inż. Tomasz Galek, t.galek[at]prz.edu.pl  ↩︎
4. Rzeszow University of Technology, Poland; dr inż. Paulina Sobolewska, psobolew[at]prz.edu.pl   ↩︎