201001_PSpaw.pdf

Czytelnikom, Sympatykom, Radzie Programowej,

Kolegium Redakcyjnemu, Autorom,

Współpracownikom i Zespołowi Redakcyjnemu

Przeglądu Spawalnictwa serdecznie życzę

zdrowia, pomyślności i szczęścia w 2010 Roku.

Z podziękowaniem zwracam się do wszystkich

wspierających rozwój czasopisma.

Redaktor Naczelny

Przegląd sPawalnictwa 1/2010

… zrobotyzowane stanowiska spawalnicze

– technologia,

– projekt,

– wdrożenie,

– dostawa „pod klucz”

ISO 9001 : 2008

System jakości wdrożono

przy udziale funduszy EU

… i nie tylko

20 lat doświadczenia w spawalnictwie

robotyzacje

Jesteśmy na rynku od 1989 roku. Prowadzimy sprzedaż i serwis

urządzeń spawalniczych. Zajmujemy się zagadnieniami cięcia

plazmowego – ręcznego i na stołach CNC. Dostarczamy wyso-

kiej jakości materiały spawalnicze. Dysponujemy środkami ochro-

ny osobistej z zakresu spawania i chemią spawalniczą. Realizu-

jemy systemy iltracji wentylacji przemysłowych. Jesteśmy dystry-

butorem elementów automatyki. Od ponad 5-ciu lat realizujemy

zrobotyzowane stanowiska spawalnicze w oparciu o komponenty

japońskiej irmy OTC-Daihen. Rozwiązujemy kompleksowo (pro-

jekt i realizacja) zagadnienia z automatyki i robotyki przemysło-

wej. Współpracujemy z Politechniką Poznańską w zakresie prak-

tycznego kształcenia studentów – przyszłych inżynierów.

urządzenia spawalnicze

przecinarki plazmowe

materiały spawalnicze

wentylacje przemysłowe

automatyka przemysłowa

robotyka przemysłowa

Otrzymaliśmy

Złoty Medal Międzynarodowych

Targów Poznańskich

za innowacyjne produkty OTC-Daihen:

W 2008r za DW 300 MIG PULS -

spawarka MIG prądu przemiennego.

W 2009r za AC SERVO TORCH

- w pełni sterowalny podajnik do robota.

61-343 Poznań, ul. Oświęcimska 86

e-mail: robotyka@sap.poznan.pl

2 Przegląd sPawalnictwa 1/2010

www.sap.poznan.pl

Wydawca

FORUM SPAWALNIKÓW POLSKICH

Redakcja PRZEGLĄD SPAWALNICTWA

agenda wydawnicza siMP, ul. Świętokrzyska 14a, 00-050 warszawa

tel./fax: 0-22 827 25 42, 0-22 336 14 79

e-mail: pspaw@ps.pl, http://www.pspaw.ps.pl

Adres do korespondencji:

00-950 warszawa 1, skr. poczt. 56

Redaktor naczelny

MIESIęCZNIK NAUKOWO-TEChNICZNy AGENDA WyDAWNICZA SIMP

prof. dr hab. inż. Jerzy nowacki

zachodniopomorski Uniwersytet technologiczny w szczecinie

rok założenia 192 8

dawniej

Z-ca redaktora naczelnego ds. naukowych

prof. dr hab. inż. andrzej Klimpel – Politechnika Śląska

Z-ca redaktora naczelnego ds. współpracy z przemysłem

nr 1/2010

Pl issn 0033-2364

lXXXii

mgr inż. włodzimierz Jacek walczak – linde gaz Polska

Spis treści

Z-ca redaktora naczelnego ds. wydawniczych

Prace doktorskie

Wpływ struktury i obciążenia na naprężenia i odkształcenia

połączenia lutowanego stal nierdzewna – cermetal ............................................. 2

mgr inż. irena wiśniewska

Redaktorzy działów

Andrzej Klimpel, Damian Janicki, Agnieszka Rzeźnikiewicz, Ziemowit Wilk

Napawanie laserowe z materiałem dodatkowym w postaci drutu

proszkowego cermetalowego Ni-WC

Laser surfacing by welding with a filler in the form

of a metal-ceramic flux-cored wire Ni-WC .......................................................... 3

dr h.c. prof. dr hab. inż. leszek dobrzański – Politechnika Śląska (Materiały)

dr h.c. prof. dr hab. inż. władysław Karol włosiński – Polska akademia

nauk (zaawansowane technologie)

dr hab. inż. zbigniew Mirski prof. Pwr – Politechnika wrocławska

(lutowanie i klejenie)

dr hab. inż. Jacek słania – instytut spawalnictwa (Praktyka spawalnicza)

dr inż. Kazimierz Ferenc – Politechnika warszawska (Konstrukcje spawane)

dr inż. gracjan wiśniewski – Urząd dozoru technicznego (Przepisy, normy)

mgr inż. Michał wińcza – rywal-rHc (technologie)

PTS – XVII Konferencja Spawalnicza „Spawanie w Energetyce” .................. 7

ITM Polska: Innowacje Technologie Maszyny: Poznań, 8-11 czerwca ......... 8

Andrzej Klimpel, Damian Janicki, Ziemowit Wilk

Naprawa precyzyjnych odlewów lotniczych z nadstopu kobaltu HS 31

Repair of aircraft precision castings made from HS 31 cobalt base superalloy ........ 9

Przewodniczący Rady Programowej

prof. dr hab. inż. Jan Pilarczyk – instytut spawalnictwa

Maciej Lachowicz, Wojciech Nosko

Spawanie stali konstrukcyjnej Weldox 700

Welding of structural steel Weldox 700 ............................................................ 13

Zastępca Przewodniczącego Rady Programowej

dr hab. inż. andrzej ambroziak prof. Pwr – Politechnika wrocławska

Marian Piątek, Piotr Rękasowski, Maciej Różański

Zastosowanie nagrzewania indukcyjnego w procesach

lutowania twardego materiałów paramagnetycznych

Application of induction heating in processes

of hard soldering of paramagnetic materials .................................................... 19

Rada Programowa

prezes Marek Bryś – Messer eutectic castolin sp. z o.o.

dr inż. Hubert drzeniek – euromat

dyrektor eugeniusz idziak – KwB Bełchatów sa

prof. dr hab. inż. andrzej Kolasa – Politechnika warszawska

dr hab. inż. Jerzy Łabanowski prof. Pg – Politechnika gdańska

prezes Mirosław nowak – technika spawalnicza Poznań

prezes zbigniew Pawłowski – lincoln electric Bester

dr inż. Jan Plewniak – prezes zg sekcji spawalniczej, Pol. częstochowska

dr inż. anna Pocica – Politechnika Opolska

prezes lesław Polak – esab Polska

prezes Jacek rutkowski – Kemppi Polska

prof. dr hab. inż. Jacek senkara – Politechnika warszawska

prezes andrzej siennicki – cloos Polska

prof. dr hab. inż. andrzej skorupa – akademia górniczo-Hutnicza Kraków

prof. dr hab. inż. edmund tasak – akademia górniczo-Hutnicza Kraków

mgr inż. włodzimierz Jacek walczak – linde gaz Polska

prezes Marek walczak – Urząd dozoru technicznego

dyrektor Jan wójcik – Polski rejestr statków

Janusz Cebulski, Stanisław Lalik

Badania strukturalne złączy spawanych ze stopu

na osnowie fazy międzymetalicznej Fe-Al

Research of the structure welded of Fe-Al

intermetallic phase based alloys ...................................................................... 24

Andrzej Klimpel, Tomasz Kik, Rafał Skiba

Zrobotyzowane napawanie TIG krawędzi przedmiotów

Robotized tig surfacing of tools edges ........................................................... 27

Andrzej Klimpel, Jacek Górka, Artur Czupryński, Tomasz Kik, Paweł Sitarz

Napawanie łukiem krytym stali niskostopowej spoiwem

o strukturze superferrytu

Saw surfacing of low-alloyed steel with super-ferrite additional material ....... 32

Stanisław Lalik, Janusz Cebulski

Wpływ wtrąceń niemetalicznych na pękanie złączy zgrzewanych

prądem o dużej częstotliwości

Non-metallic inclusions influence on cracking of joints welded

with high requency currents ............................................................................. 36

Sekretarz redakcji

Michał dudziński

Skład i druk

Informacje wydawcy ....................................................................................... 40

skład i łamanie: redakcja Przeglądu spawalnictwa aw siMP

druk: drukarnia Piotra włodarskiego – warszawa

Firmy prezentujące się w numerze

INSTYTUT

SPAWALNICTWA

44-100 Gliwice

ul. Bł. Czesława 16/18

www.is.gliwice.pl

SAP

61-343 Poznań

ul. Oświęcimska 86

www.sap.poznan.pl

KEMPPI

Sp. z o. o.

03-565 Warszawa

ul. Borzymowska 32

www.kempi.com

Stała współpraca

Czasopismo jest częściowo dotowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego

Przegląd sPawalnictwa 1/2010

Prace doktorskie

Wpływ struktury i obciążenia na naprężenia i odkształcenia

połączenia lutowanego stal nierdzewna – cermetal

15 grudnia 2009 r. w Szczecinie odbyła się publiczna dys-

kusja nad rozprawą doktorską mgr. inż. Michała Kawiaka nt.

„Wpływ struktury i obciążenia na naprężenia i odkształcenia

połączenia lutowanego stal nierdzewna - cermetal”.

Promotorem pracy był prof. dr hab. inż. Jerzy Nowacki

(Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczeci-

nie), a recenzentami – dr hab. inż. Jerzy Łabanowski prof.

PG (Politechnika Gdańska) i dr hab. inż. Janusz Grabian

prof. AM (Akademia Morska w Szczecinie).

Rozprawa dotyczyła problematyki połączeń lutowanych

materiałów o różnych właściwościach izykochemicznych,

w szczególności wpływu mikrostruktury spojenia, właściwości

materiałów rodzimych i dodatkowych, obciążenia oraz geo-

metrii złącza lutowanego stal nierdzewna–węglik spiekany lub

węglikostal na występujące w nim naprężenia i odkształcenia.

Główną przyczyną powstawania rozciągających naprężeń

w płytkach spieków cermetalicznych w czasie ich lutowania

do elementów stalowych, jest ich mniejszy współczynnik roz-

szerzalności cieplnej w porównaniu ze stalą. Wielkość i roz-

kład tych naprężeń zależy od: szerokości szczeliny lutowni-

czej, właściwości izykochemicznych materiałów rodzimych

i dodatkowych, mikrostruktury spojenia, możliwości kompen-

sacji naprężeń, obecności elementów dystansujących, wymia-

rów elementów łączonych, pola i stanu powierzchni lutowanej,

oraz warunków i parametrów lutowania. W wielu publikacjach

pokazano przykłady uszkodzeń złączy lutowanych powstałych

w czasie ich wytwarzania w wyniku działania naprężeń o war-

tościach niebezpiecznych. Dostępne dane dotyczące minima-

lizacji naprężeń własnych złączy lutowanych są fragmenta-

ryczne i dotyczą nielicznych wybranych przypadków, przez co

nie mogą być uogólniane.

Na podstawie analizy stanu zagadnienia oraz badań wła-

snych złączy lutowanych sformułowano tezę dotyczącą moż-

liwości obniżenia wielkości naprężeń własnych i eksploata-

cyjnych w złączach lutowanych cermetali ze stalą na dużych

powierzchniach lutowania, w wyniku właściwego kształto-

wania parametrów geometrycznych i mikrostruktury złącza

oraz doboru składu chemicznego spoiwa. W pracy określono

wpływ mikrostruktury i obciążenia złącza lutowanego stal nie-

rdzewna – węglik spiekany/węglikostal na występujące w nim

naprężenia oraz odkształcenia na przykładzie złączy lutowa-

nych: stal X5CrNiMoCuNb14-5 – lut CU 106 – węglik spieka-

ny G30 oraz stal X5CrNiMoCuNb14-5 – lut BNi2 – węgliko-

stal Ferro Titanit Nicro 128.

Na wartość naprężeń własnych cieplnych i eksploatacyj-

nych powstających w złączach lutowanych ma wpływ: geo-

metria złącza (szerokość szczeliny lutowniczej oraz wymiary

i kształt łączonych materiałów), skład chemiczny materiałów

dodatkowych i rodzimych, mikrostruktura spojenia (udział ob-

jętościowy w spojeniu faz międzymetalicznych, faz umacnia-

jących, roztworów stałych nadających spojeniu różne właści-

wości mechaniczne), granica plastyczności zależna od sze-

rokości szczeliny lutowniczej i mikrostruktury spojenia.

W wyniku badań metalograicznych, składu chemiczne-

go i właściwości mechanicznych wytworzonych złączy luto-

wanych określono wpływ szerokości szczeliny lutowniczej,

Dr inż. Michał Kawiak

Wydział Inżynierii Mechanicznej

i Mechatroniki Zachodniopo-

morskiego Uniwersytetu Tech-

nologicznego

właściwości izykochemicznych materiałów rodzimych i lutu

na mikrostrukturę, skład chemiczny, mikrotwardość spojenia

oraz wytrzymałość na ścinanie złącza.

Badania numeryczne przeprowadzono na modelach

w płaskim stanie naprężenia. Podstawowy model zbudo-

wano z płyty ze stali utwardzanej wydzieleniowo i dziesię-

ciu płytek z węglika spiekanego lub węglikostali połączo-

nych lutem. Założono, że model obliczeniowy wykonany zo-

stał z materiałów idealnych: płyta stalowa – materiał sprę-

żysto-plastyczny z liniowym umocnieniem, lut materiał sprę-

żysto-idealnie plastyczny, węglik spiekany/węglikostal – ma-

teriał sprężysty. Obliczenia wykonano dla szerokości spoin

0,05; 0,10 i 0,15 mm, dla dwóch wartości granicy plastycz-

ności lutu 70 i 180 MPa. Modele obciążano ujemnym przy-

rostem temperatury (od temperatury solidusu lutu do tem-

peratury otoczenia) lub dodatnim (od temperatury otocze-

nia do temperatury pracy złącza), lub działającym jednocze-

śnie przyrostem temperatury i obciążeniem mechanicznym.

W wyniku badań numerycznych określono ilościowo

wpływ szerokości szczeliny lutowniczej i granicy plastyczno-

ści lutu oraz liczby i wielkości płytek ze spieków cermetalicz-

nych w złączu oraz warunków lutowania na wielkość naprę-

żeń własnych w złączu.

Problematyka rozprawy dotyczy jednego z ważniejszych

obszarów prac badawczych Zakładu Spawalnictwa Zachod-

niopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego w Szczeci-

nie, a wpływ geometrii złącza lutowanego o dużej powierzch-

ni spieków cermetalicznych ze stalą utwardzaną wydzielenio-

wo na jego mikrostrukturę oraz stan naprężeń i odkształceń

jest obecnie przedmiotem projektu badawczego MNiSW.

Na wniosek recenzentów praca została wyróżniona

uchwałą Rady Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Mechatro-

niki Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologiczne-

go w Szczecinie. Promotor i doktorant dziękują Ministerstwu

Nauki i Szkolnictwa Wyższego za inansowanie projektu ba-

dawczego MNiSW, Nr N N507 356635 nt. Wpływ geometrii

złącza lutowanego o dużej powierzchni spieków cermetalicz-

nych ze stalą utwardzaną wydzieleniowo na jego mikrostruk-

turę oraz stan naprężeń i odkształceń, w ramach którego zo-

stała wykonana końcowa część pracy doktorskiej.

Oprac.: prof. dr hab. inż Jerzy Nowacki

2 Przegląd sPawalnictwa 1/2010

Andrzej Klimpel

Damian Janicki

Agnieszka Rzeźnikiewicz

Ziemowit Wilk

Napawanie laserowe z materiałem

dodatkowym w postaci drutu

proszkowego cermetalowego Ni-WC

laser surfacing by welding with a filler in the form

of a metal-ceramic flux-cored wire ni-wc

Streszczenie

Abstract

W artykule przedstawiono próby napawania laserowe-

go na podłożu ze stali S355NL drutem proszkowym cerme-

talowym zawierającym w osnowie stopu niklu węgliki wol-

framu WC. Określono wpływ podstawowych parametrów

napawania: mocy wiązki laserowej, prędkości napawania

oraz prędkości podawania drutu na jakość, kształt oraz wy-

miary geometryczne napoin.

In the article the inluence of technological conditions

of laser surfacing using cermetal cored wire EnDoTec

DO*11 on the quality, shape and size and dilution of the

deposits surfaced on the substrate of S355NL steel has

been described.

Wstęp

odporność na zużycie ścierne i erozyjne, żarowytrzy-

małość, odporność na korozję itd. [1÷5].

W ostatnich latach coraz powszechniej w przemy-

śle światowym stosowana jest technologia napawa-

nia laserowego, zapewniająca najwyższą jakość na-

pawanych warstw wierzchnich i dużą dokładność re-

gulacji ich właściwości użytkowych [3, 6]. Szczegól-

nie przydatne do tego celu są lasery diodowe dużej

mocy HPDL. Szczególne cechy lasera diodowego du-

żej mocy HPDL, do których należy zaliczyć: równo-

mierny rozkład energii w miejscu ogniskowania wiązki,

tzw. rozkład wielodomowy , prostokątny kształt ogniska

oraz dużą sprawność energetyczną, ok. 30÷50%, czy-

nią go idealnym spawalniczym źródłem ciepła w tech-

nologii napawania (tabl. I) [3, 6]. Odpowiedni dobór

materiałów dodatkowych oraz parametrów napawania

laserowego zapewnia wykonanie warstw wierzchnich

o wysokiej jakości, bardzo jednorodnych metalurgicz-

nie, przy łatwo regulowanym udziale materiału podłoża

w szerokim zakresie [1÷6].

Wzrastające zapotrzebowanie przemysłu na części

maszyn i urządzeń o coraz wyższych właściwościach

eksploatacyjnych wymaga doskonalszych materiałów

metalowych, ceramicznych, cermetalowych i tworzyw

sztucznych, a także lepszych sposobów ich nakłada-

nia na podłoża metalowe [1÷5]. Niewątpliwie materia-

ły cermetalowe są jednymi z najbardziej zaawansowa-

nych materiałów inżynierskich, które dzięki połączeniu

cech materiałów ceramicznych oraz metalowych nie tyl-

ko polepszają właściwości wytrzymałościowe, ale także

zapewniają dobre właściwości eksploatacyjne, takie jak

Prof. dr hab. inż. Andrzej Klimpel, dr inż.

Damian Janicki, dr inż. Agnieszka Rzeźnikiewicz,

mgr inż. Ziemowit Wilk – Politechnika Śląska.

Przegląd sPawalnictwa 1/2010

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: