Nitruotos suvirinimo lentelės: neigiami faktai, kuriuos turėtumėte žinoti! 

Nitruotos suvirinimo lentelės: neigiami faktai, kuriuos turėtumėte žinoti! 

Straipsnis parengtas remiantis moksliniais tyrimais, pateiktais straipsnyje "Nitriduoto plieno sluoksnio degradacija veikiant suvirinimo purslams ir lanko blyksniui" 
Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale „Welding Technology Review“ www.pspaw.pl – Vol. 96, 2024, str. 155-160 

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

Originalų straipsnį lenkų kalba ir jo vertimą į anglų kalbą rasite šio straipsnio pabaigoje. 

Ar prasminga nitriduoti suvirinimo stalus? Tyrimų rezultatai aiškūs. 

Azotinimas - tai procesas, kuris teoriškai pagerina plieno paviršių kietumą ir atsparumą dilimui. Dėl šios priežasties kai kurie gamintojai pradėjo taikyti šį metodą suvirinimo stalams, tikėdamiesi, kad jie ilgiau tarnaus. Tačiau naujausi tyrimai rodo, kad praktiškai suvirinimo stalų nitridavimas yra ne tik neefektyvus ir brangus, bet netgi žalingas suvirinimo stalų paviršiaus ilgaamžiškumui.

Kodėl nitridavimas būtų veiksmingas? 

Nitriduojant į plieno paviršius įterpiamas azotas, kad padidėtų jų kietumas. Šis procesas atrodė patrauklus įmonėms, kurios norėjo suvirinimo stalus padaryti atsparesnius įskilimams ir pažeidimams. Tačiau problema ta, kad, nepaisant teorinių privalumų, nitriduota danga praktikoje suvirinimo sąlygomis veikia prastai, nes jai kenkia aukšta temperatūra .

Ką rodo tyrimai? 

Bandymai rodo, kad nitridinis paviršius, nepaisant didesnio kietumo, yra labai trapus, kai jį veikia karšti purslai ir elektros lankas. Veikiamas karščio, sluoksnis greitai įtrūksta ir nusilupa, pažeisdamas suvirinimo stalą. Pagrindinė problema yra ta, kad nitridavimas įsiskverbia į viršutinį medžiagos sluoksnį ir užpildo jį tokiu tankiu, kad neleidžia tinkamai šilumiškai plėstis. Dėl to atsiranda įtrūkimų dėl aukštos temperatūros, nes medžiaga negali tinkamai plėstis. Tai galima paaiškinti vietiniu sparčiu linijinio šiluminio plėtimosi koeficiento vertės padidėjimu toje srityje, kurioje, literatūros duomenimis, jau yra gniuždymo įtempiai. Dėl to visiškai suyra nitriduotas sluoksnis. Tokia lentelė gerai veiks tik atliekant operacijas, kurių metu į viršutinį lentelės sluoksnį nepatenka šiluma.

2 paveiksle pateiktas nitriduotų ir nnitriduotų paviršių po suvirinimo purslų poveikio palyginimas. Aiškiai matyti, kad nitriduotas paviršius, nepaisant jo teorinio kietumo, patiria gerokai daugiau pažeidimų. (Braižiniai pateikti iš straipsnio, 157 puslapis)

Toliau pateiktuose paveikslėliuose (4 ir 5 pav.) parodytas suvirinimo purslų poveikis nitriduotam paviršiui, kuriame matomi aiškūs įtrūkimai, sluoksnio trupėjimas ir lupimasis. (Braižiniai pateikti iš straipsnio, 158 puslapis)

Tyrimai parodė, kad suvirinimo purslų temperatūra yra tokia, kadnitridinis paviršius greitai suyra. Savo ruožtu dėl elektros lanko nitridai suyra, todėl kietas paviršius nustoja būti porėtas ir neatlieka savo funkcijos.

Kaip matyti iš paveikslėlių (6 ir 7 pav.), dėl lanko poveikio nitridai suyra ir suformuoja porėtą, pažeistą paviršių. (Rašiniai pateikti iš straipsnio, 159 puslapis)

Nitriduoti suvirinimo stalai - daugiau problemų nei naudos. 

Nors iš pirmo žvilgsnio nitridavimas atrodo prasmingas, praktiškai nitridinis sluoksnis yra per trapus, kad atlaikytų sunkias suvirinimo sąlygas. Užuot apsaugojęs stalą, jis įtrūksta dėl karščio ir purslų.

Dėl nitriduoto sluoksnio suvirinimo stalai netampa atsparūs suvirinimo purslų ir įtrūkimų bloginančiam poveikiui. Dėl skysto metalo lašelių šiluminio poveikio nitriduotame sluoksnyje susidaro skersiniai, išilginiai įtrūkimai ir išsisluoksniavimas. Pašalinant purslus, nitriduoto sluoksnio fragmentai nulupami nuo vietų, kuriose jis suiręs.

Išvados klientams 

Jei norite patvaraus suvirinimo stalo, geriau venkite nitriduotų modelių. Nors šis procesas žada kietumą ir atsparumą, iš tikrųjų šie stalai suvirinant greitai genda. Užuot permokėję už nitridavimą, verta investuoti į tvirtus suvirinimo stalus be šio sluoksnio. Iš patvaraus plieno, be nereikalingų papildomų dangų, pagaminti stalai geriau veiks sudėtingomis suvirinimo sąlygomis ir bus atsparesni karščiui bei pažeidimams. Vienintelis būdas išvengti purslų prilipimo - naudoti patikrintą cheminę medžiagą nuo purslų.

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   ↩︎