Nitroidut hitsauspöydät: Negatiiviset faktat, jotka sinun pitäisi tietää! 

Nitroidut hitsauspöydät: Negatiiviset faktat, jotka sinun pitäisi tietää! 

Artikkeli perustuu tieteelliseen tutkimukseen, joka on esitetty artikkelissa ”Nitroidun teräskerroksen hajoaminen hitsausroiskeiden ja valokaarikourujen vaikutuksesta”; 
Tulokset julkaistiin Welding Technology Review -lehdessä. www.pspaw.pl – Vol. 96, 2024, str. 155-160 

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

Voit tutustua alkuperäiseen artikkeliin puolaksi ja sen englanninkieliseen käännökseen tämän artikkelin lopussa. 

Onko hitsauspöytien nitroinnissa järkeä? Tutkimustulokset ovat selvät. 

Nitridointi on prosessi, jonka teorian mukaan se parantaa teräspintojen kovuutta ja kulutuskestävyyttä. Tästä syystä jotkut valmistajat ovat alkaneet soveltaa tätä menetelmää hitsauspöytiin toivoen, että ne kestäisivät pidempään. Viimeaikaiset tutkimukset kuitenkin osoittavat, että käytännössä hitsauspöytien nitrointi ei ole ainoastaan tehotonta ja kallista, vaan jopa vahingollista hitsauspöydän pinnan kestävyydelle.

Miksi nitridointi toimisi? 

Nitridoinnissa teräspintoihin lisätään typpeä niiden kovuuden lisäämiseksi. Prosessi vaikutti houkuttelevalta yrityksille, jotka halusivat tehdä hitsauspöydistä kestävämpiä lohkeamia ja vaurioita vastaan. Ongelmana on kuitenkin se, että teoreettisista eduista huolimatta nitriittipinnoite ei toimi hyvin käytännössä hitsausolosuhteissa, sillä korkeat lämpötilat ovat sille haitallisia..

Mitä tutkimus sanoo? 

Testit osoittavat, että nitridipinta on suuremmasta kovuudestaan huolimatta erittäin hauras, kun se altistuu kuumille roiskeille ja valokaarelle. Kuumuudelle altistuessaan kerros halkeaa ja kuoriutuu nopeasti, mikä vahingoittaa hitsauspöytää. Keskeinen ongelma on se, että nitridointi tunkeutuu materiaalin pintakerrokseen ja täyttää sen niin tiiviiksi, että se estää asianmukaisen lämpölaajenemisen. Tuloksena on korkeasta lämpötilasta johtuvia halkeamia, koska materiaali ei voi laajentua kunnolla. Tämä voidaan selittää lineaarisen lämpölaajenemiskertoimen arvon paikallisella nopealla kasvulla alueella, jossa kirjallisuuden mukaan esiintyy jo puristusjännityksiä. Tämä johtaa nitridikerroksen täydelliseen hajoamiseen. Tällainen pöytä toimii hyvin vain sellaisissa operaatioissa, joissa pöydän pintakerrokseen ei johdeta lämpöä.

Kuvassa 2 on vertailu nitridoitujen ja nitridoimattomien pintojen välillä hitsausroiskeille altistumisen jälkeen. On selvästi nähtävissä, että nitrattu pinta kärsii teoreettisesta kovuudestaan huolimatta huomattavasti enemmän vaurioita. (Piirustukset ovat peräisin artikkelista, sivu 157).

Jäljempänä olevissa kuvissa (kuvat 4 ja 5) on esitetty hitsausroiskeiden vaikutukset nitridipintaan, jossa on nähtävissä selvää halkeilua ja kerroksen murenemista ja kuorimista. (Piirustukset on saatu artikkelista, sivu 158).

Tutkimukset ovat osoittaneet, että hitsausroiskeet ovat lämpötilaltaan sellaisia, että nitridipinta hajoaa nopeasti. Valokaari puolestaan aiheuttaa nitridien hajoamisen, jolloin kovasta pinnasta tulee huokoinen ja se ei enää täytä tehtäväänsä.

Kuten kuvista (kuva 6 ja kuva 7) käy ilmi, valokaaren vaikutuksesta nitridit hajoavat ja muodostavat huokoisen, vaurioituneen pinnan. (Piirustukset ovat peräisin artikkelista, sivu 159).

Nitroidut hitsauspöydät - enemmän ongelmia kuin hyötyjä. 

Vaikka nitraus vaikuttaa ensi näkemältä järkevältä, käytännössä nitrattu kerros on liian hauras kestämään kovia hitsausolosuhteita. Pöydän suojaamisen sijasta se halkeilee kuumuuden ja roiskeiden vaikutuksesta.

Nitridikerros ei tee hitsauspöydistä kestäviä hitsausroiskeiden ja -purkausten heikentäviä vaikutuksia vastaan. Nestemäisten metallipisaroiden lämpövaikutusten seurauksena nitridikerrokseen muodostuu poikittaisia halkeamia, pituussuuntaisia halkeamia ja delaminaatiota. Hitsiroiskeen poistamisen yhteydessä nitridikerroksen palaset irtoavat alueilta, joissa se on hajonnut.Hitsiroiskeen poistamisen yhteydessä nitridikerroksen palaset irtoavat alueilta, joissa se on hajonnut.

Päätelmät asiakkaille 

Jos haluat kestävän hitsauspöydän, kannattaa välttää nitrattuja malleja. Vaikka tämä prosessi lupaa kovuutta ja kestävyyttä, todellisuudessa nämä pöydät heikkenevät nopeasti hitsauksessa. Sen sijaan, että maksaisit liikaa nitridoinnista, kannattaa investoida kestäviin hitsauspöytiin, joissa ei ole tätä kerrosta. Kestävästä teräksestä valmistetut pöydät, joissa ei ole tarpeettomia lisäpinnoitteita, toimivat paremmin vaikeissa hitsausolosuhteissa ja kestävät paremmin kuumuutta ja vaurioita. Ainoa tapa estää roiskeiden tarttuminen on käyttää todistetusti roiskeiden torjuntakemikaalia.

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   ↩︎