Vznik zvarového spoja

Vznik zvarového spoja


Zvarový kúpeľ

Výsledkom posobenia zváracích zdrojov tepla na zváraný materiál je, že sa roztavuje. Vytvára sa kúpeľ roztaveného kovu – zvarový kúpeľ. Natavovaný základný materiál sa vo zvarovom kúpeli premieša bez alebo s prídavným materiálom a vytvára spojovací kov odlišného chemického zloženia. Za zdrojom tepla sa znižuje teplota, tuhne roztavený kov a vzniká húsenica. (Výnimkou pri tavnom zváraní je odporové zváranie, kde namiesto húsenice vzniká tavný bod, šev alebo stykový spoj.)

Pri tavnom zváraní, pri ktorom vzniká zvarový kúpeľ, a to tak pri zváraní s prídavným, ako aj bez prídavného materiálu treba dobre nataviť základný materiál. Hĺbka pretavenia závisí od zdroja tepla a tvaru zvarového spoja. Pri zváraní treba splniť také podmienky zvárania, ktorými možno dosiahnuť čo najrovnomernejšiu hĺbku pretaveného kovu. Stupeň regulácie závisí od použitej technológie. Vysoký stupeň regulácie majú napr. automatické spôsoby zvárania elektrickým oblúkom, elektrotroskové zváranie, zváranie elektrónovým lúčom a pod.

Veľkosť a tvar zvarového kúpeľa závisí najmä od parametrov procesu zvárania, to znamená oíd tepelného príkonu, rýchlosti zvárania, termofyzikálnych vlastností zváraného materiálu, hrúbky zváraného materiálu a pod. Schematicky možno tvar zvarového kúpeľa považovať približne za elipsoid. Na čelnej strane zvarový kúpeľ ohraničuje línia tavenia a na zadnej línia tuhnutia (kryštalizácia roztaveného kovu).

Kov v zvarovom kúpeli nie je v pokoji, ale sa pohybuje v rôznych miestach, rôznymi smermi a rýchlosťou. Tieto pohyby umožňujú prenos tepla a látky vo vnútri zvarového kúpeľa a spôsobujú ich mechanické účinky elektrického oblúka, elektromagnetické sily a rozdielnosť povrchového napätia.

Kryštalizácia zvarového kúpeľa

Kryštalizácia zvarového kúpeľa začína pri podchladení roztaveného zvarového kovu pod teplotu tavenia na zadnej strane zvarového kúpeľa. Prebieha za stále sa meniacich podmienok a charakterizujú ju nasledujúce osobitosti :

kryštalizácia prebieha za prívodu tepla do zvarového kúpeľa, pričom kryštalizačný front je vo vzájomnej väzbe s pohybom tepelného zdroja
– prítomnosť vysokého teplotného gradientu v čelnej časti zvarového kúpeľa
– ohraničnosť tekutého kovu a jeho posuv v smere pohybu
– premiešavanie zvarového kovu zo základným
– malý objem zvarového kúpeľa a veľká rýchlosť kryštalizácie

Veľmi účinné možnosti ovplyvnenia kryštalizácie poskytuje zváranie pulzačným oblúkom. Pri impulze horí oblúk intenzívne a natavuje zváraný materiál. V čase základného prúdu oblúk horí, ale do základného materiálu odovzdáva tak málo tepla, že zvarový kúpeľ sa ochladzuje a tuhne. Výsledný zvar sa preto skladá z prekrývajúcich sa zvarových šošoviek, pričom prekrytie može byť veľké alebo malé. Prekrytie závisí od parametrov pulzačného zvárania.