Nitrované zváracie stoly: Negatívne fakty, ktoré by ste mali vedieť! 

Nitrované zváracie stoly: Negatívne fakty, ktoré by ste mali vedieť! 

Článok je založený na vedeckom výskume prezentovanom v článku „Degradácia nitridovanej oceľovej vrstvy pod vplyvom rozstreku pri zváraní a záberov elektrického oblúka“; 
Zistenia boli uverejnené v časopise Welding Technology Review www.pspaw.pl – Vol. 96, 2024, str. 155-160 

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

Pôvodný článok v poľštine a jeho anglický preklad si môžete pozrieť na konci tohto článku. 

Má zmysel nitridovať zváracie stoly? Výsledky výskumu sú jasné. 

Nitridovanie je proces, ktorý teoreticky zlepšuje tvrdosť a odolnosť oceľových povrchov proti opotrebovaniu. Z tohto dôvodu začali niektorí výrobcovia túto metódu uplatňovať na zváracie stoly v nádeji, že ich životnosť bude dlhšia. Najnovšie štúdie však ukazujú, že v praxi je nitridovanie zváracích stolov nielen neefektívne a nákladné, ale dokonca škodí životnosti povrchu zváracieho stola.

Prečo by malo fungovať nitridovanie? 

Nitridovanie zahŕňa zavedenie dusíka do oceľových povrchov s cieľom zvýšiť ich tvrdosť. Tento proces sa zdal byť atraktívny pre spoločnosti, ktoré chceli zvýšiť odolnosť zváracích stolov voči odštiepeniu a poškodeniu. Problémom však je, že napriek teoretickým výhodám nitridovaný povlak v praxi v podmienkach zvárania nefunguje dobre, pretože mu škodia vysoké teploty..

Čo hovorí výskum? 

Testy ukázali, že nitridovaný povrch je napriek svojej väčšej tvrdosti veľmi krehký, keď je vystavený horúcim striekancom a elektrickému oblúku. Pri vystavení teplu vrstva rýchlo praská a odlupuje sa, čím poškodzuje zvárací stôl. Kľúčovým problémom je, že nitridovanie preniká do vrchnej vrstvy materiálu a vypĺňa ju do takej hustoty, že bráni správnej tepelnej rozťažnosti. Výsledkom sú praskliny spôsobené vysokou teplotou, pretože materiál sa nemôže správne rozpínať. Možno to vysvetliť lokálnym rýchlym nárastom hodnoty lineárneho koeficientu tepelnej rozťažnosti v oblasti, kde sa podľa literatúry už vyskytujú tlakové napätia. To má za následok úplnú degradáciu nitridovanej vrstvy. Takýto stôl bude dobre fungovať len pri operáciách, ktoré nevnášajú teplo do vrchnej vrstvy stola.

Obrázok 2 ukazuje porovnanie nitridovaných a nenitridovaných povrchov po vystavení zváracím rozstrekom. Je jasne vidieť, že nitridovaný povrch napriek svojej teoretickej tvrdosti utrpí podstatne väčšie poškodenie. (Kresby pochádzajú z článku, strana 157)

Na nasledujúcich obrázkoch (obr. 4 a obr. 5) sú znázornené účinky rozstreku zo zvárania na nitridovaný povrch, na ktorom je vidieť jasné praskanie, drobenie a odlupovanie vrstvy. (Kresby pochádzajú z článku, strana 158)

Štúdie ukázali, že zvárací rozstrek má teplotu, ktorá spôsobuje rýchlu degradáciunitridovaného povrchu. Elektrický oblúk zasa spôsobuje rozpad nitridov, čím sa tvrdý povrch stáva poréznym a neplní svoju funkciu.

Ako ukazujú obrázky (obrázok 6 a obrázok 7), pôsobenie oblúka spôsobuje rozpad nitridov a tvorbu porézneho, poškodeného povrchu. (Kresby pochádzajú z článku, strana 159)

Nitridované zváracie stoly - viac problémov ako výhod. 

Hoci sa nitridovanie zdá na prvý pohľad rozumné, v praxi je nitridovaná vrstva príliš krehká na to, aby odolala náročným podmienkam zvárania. Miesto toho, aby chránila stôl, praská v dôsledku tepla a rozstrekov.

Nitridovaná vrstva nezabezpečuje odolnosť zváracích stolov voči degradačným účinkom zváracích striekancov a záberov. V dôsledku tepelných účinkov kvapiek tekutého kovu vznikajú v nitridovanej vrstve priečne trhliny, pozdĺžne trhliny a delaminácie. Pri odstraňovaní rozstreku sa z miest, kde došlo k degradácii nitridovanej vrstvy, odlupujú jej fragmenty.

Závery pre zákazníkov 

Ak chcete odolný zvárací stôl, je lepšie vyhnúť sa nitridovaným modelom. Hoci tento proces sľubuje tvrdosť a odolnosť, v skutočnosti sa tieto stoly pri zváraní rýchlo znehodnotia. Na miesto preplácania za nitridovanie sa oplatí investovať do odolných zváracích stolov bez tejto vrstvy. Stoly vyrobené z odolnej ocele bez zbytočných dodatočných povlakov budú lepšie fungovať v náročných podmienkach zvárania a sú odolnejšie voči teplu a poškodeniu. Jediný spôsob, ako zabrániť priľnutiu striekancov, je použiť osvedčené chemické prípravky proti striekancom.

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   ↩︎