Temperatura międzyściegowa przy spawaniu wielościegowym
Temperatura międzyściegowa to temperatura spoiny wielościegowej i metalu tuż obok niej w chwili przed położeniem następnego ściegu (ISO 13916). Ma dwie granice: dolną wyznacza podgrzewanie wstępne, górna chroni udarność i odporność korozyjną. Dla S355 zwykłe okno to od temperatury podgrzewania do 250 °C, dla nierdzewki austenitycznej do 150 °C, dla aluminium 6xxx około 120 °C.
Krótka odpowiedź
Mierzy się na spoinie albo tuż przy niej, bezpośrednio przed następnym ściegiem. Poniżej minimum — dogrzać, powyżej maksimum — odczekać. Typowe górne granice: stale niestopowe i drobnoziarniste 250 °C, stale ulepszane cieplnie 200 °C, nierdzewka austenityczna 150 °C, duplex 150 °C, aluminium 6xxx około 120 °C. Wiąże cię wartość z twojej WPS; tabela niżej pokazuje, skąd takie wartości się biorą.
Maksymalna temperatura międzyściegowa według grup materiałów
Minimum to temperatura podgrzewania i obowiązuje dla każdego ściegu, nie tylko pierwszego. Maksimum zależy od tego, co ciepło robi z materiałem.
| Grupa ISO/TR 15608 | Materiały | Minimum | Maksimum | Po co górna granica |
|---|---|---|---|---|
| 1, 2 | S235, S355, S460N/M | podgrzewanie wg EN 1011-2 z kalkulatora podgrzewania; metal poniżej +5 °C zawsze się ogrzewa | 250 °C | udarność spoiny i SWC; t8/5 rośnie z każdym ściegiem |
| 3.1 | S690Q i inne stale ulepszane cieplnie | podgrzewanie według danych producenta stali | 200 °C | SWC traci wytrzymałość uzyskaną z ulepszania |
| 5.2 | 10CrMo9-10 (P22) | 200 °C | 350 °C | stal żarowytrzymała Cr-Mo: utrzymywana gorąca przeciw pęknięciom wodorowym, zakres z karty elektrody |
| 8.1 | 1.4301 (304), 1.4404 (316L) | brak | 150 °C | uczulenie na korozję międzykrystaliczną, pęknięcia gorące, odkształcenia |
| 10 | duplex 1.4462 (2205) | brak | 150 °C | fazy międzymetaliczne, zaburzony udział ferrytu i austenitu |
| 10 | superduplex 1.4410 (2507) | brak | 100–150 °C | jak wyżej, jeszcze czulszy; wiele specyfikacji projektowych daje 100 °C |
| 22, 23 | aluminium 5xxx z Mg powyżej 3 %, 6xxx (6060, 6082) | brak; grube elementy ogrzewa się, żeby odparować wilgoć | około 120 °C, najwyżej 15 min | SWC stopów utwardzanych wydzieleniowo trwale mięknie |
Skąd liczby: 250, 200 i 150 °C to wartości domyślne generatora pWPS i kalkulatora podgrzewania na tej stronie; 200–350 °C dla 10CrMo9-10 — karta elektrody CrMo2 firmy Böhler; 150 °C dla duplex — wytyczne International Molybdenum Association (IMOA); 100 °C dla superduplex — granica ze specyfikacji offshore opartych na NORSOK; 120 °C dla aluminium — granica AWS D1.2 w przytoczeniu Hobart i ESAB. Twoja WPS i karty stali oraz spoiwa mają pierwszeństwo przed nimi wszystkimi.
Po co w ogóle górna granica
- Stal konstrukcyjna. Każdy ścieg ponownie nagrzewa złącze. Im wyższa temperatura wyjściowa, tym wolniej spoina stygnie od 800 do 500 °C: ziarno rośnie, udarność spada. O ile — pokazuje przykład niżej.
- Stal ulepszana cieplnie. Jej wytrzymałość pochodzi z obróbki cieplnej; za dużo ciepła w SWC ją niszczy.
- Nierdzewka austenityczna. Czas w zakresie 450–850 °C wydziela węgliki chromu na granicach ziaren (patrz spawanie stali nierdzewnej); gorące złącze także bardziej się odkształca i łatwiej pęka na gorąco.
- Duplex. Ciepło jest ograniczone z obu stron: za zimno daje za dużo ferrytu, za gorąco — kruche fazy międzymetaliczne.
- Aluminium 6xxx. SWC stopu utwardzanego wydzieleniowo traci wytrzymałość powyżej około 120 °C i bez ponownej obróbki cieplnej jej nie odzyska (spawanie aluminium).
Jak mierzyć temperaturę międzyściegową (ISO 13916)
- Gdzie. Na spoinie albo na materiale rodzimym tuż przy niej. Podgrzewanie sprawdza się w odległości 4·t od krawędzi rowka, ale nie dalej niż 50 mm; powyżej 50 mm grubości materiał rodzimy musi być nagrzany na szerokości co najmniej 75 mm.
- Kiedy. Tuż przed następnym ściegiem, nie po przerwie na kawę.
- Z której strony. Jeśli się da — z przeciwnej niż nagrzewanie. Gdy dostępna jest tylko strona grzana, odsunąć palnik i odczekać około 2 min na każde 25 mm grubości, potem odczytać.
- Czym. Kredki termometryczne, termometr kontaktowy, termopara albo pirometr. Kredki bierze się parami: dolna (podgrzewanie) ma się topić, górna (maksimum) nie. Pirometr na błyszczącej nierdzewce albo aluminium pokazuje za mało, jeśli nie ustawi się emisyjności dla tej powierzchni.
Temperatura międzyściegowa a t8/5: przykład
S355J2, złącze doczołowe, MAG 135, 28 V, 250 A, prędkość 280 mm/min. Energia liniowa Q = k·U·I·60 / (v·1000) = 0,8·28·250·60 / (280·1000) = 1,2 kJ/mm (ten sam wzór co w kalkulatorze energii liniowej). Przy CET 0,34 i drucie niskowodorowym (HD 4) wzór EN 1011-2 daje dla 20 mm podgrzewanie 80 °C, więc okno to 80–250 °C. Czas stygnięcia ze wzoru kalkulatora t8/5, z temperaturą międzyściegową jako T₀:
| Temperatura międzyściegowa T₀ | t8/5 przy 10 mm, s | t8/5 przy 20 mm, s |
|---|---|---|
| 20 °C | 14,7 | 5,7 |
| 80 °C | 19,2 | 6,8 |
| 150 °C | 27,5 | 8,5 |
| 200 °C | 37,2 | 10,3 |
| 250 °C | 53,1 | 13,3 |
Przy 20 mm czas rośnie z 6,8 s przy temperaturze podgrzewania do 13,3 s przy 250 °C — nadal w zwykłym zakresie 5–25 s dla stali konstrukcyjnej. Przy 10 mm ciepło może odpływać tylko w płaszczyźnie blachy: 19,2 s przy podgrzewaniu, 27,5 s przy 150 °C i 53,1 s przy 250 °C. Na cienkiej blasze z dużą energią liniową rzeczywista granica leży więc niżej niż maksimum z WPS — trzeba odczekać albo zmniejszyć Q. Dla pierwszego ściegu T₀ to temperatura podgrzewania, dla kolejnych — międzyściegowa.
Temperatura międzyściegowa w WPS i WPQR
WPS podaje maksimum (a z podgrzewaniem także minimum). Według EN ISO 15614-1 temperatura międzyściegowa zmierzona na złączu próbnym kwalifikuje do 50 °C więcej: 250 °C na próbie daje 300 °C w WPS. Dla stali austenitycznych, duplex i stopów niklu tego dodatku nie ma — zostaje wartość z próbki. Kalkulator zakresu WPQR stosuje obie zasady, a generator pWPS wypełnia ten wiersz wartościami z tabeli wyżej.
Jak utrzymać okno na hali
- Spawać dwa, trzy złącza na zmianę zamiast czekać przy jednym.
- Mierzyć przed każdym ściegiem, nie według zegarka: spoina pachwinowa a6 i złącze doczołowe 30 mm stygną zupełnie inaczej.
- Wymuszone chłodzenie (sprężone powietrze, woda) tylko wtedy, gdy WPS na nie pozwala.
- Gdy złącze między ściegami spadnie poniżej minimum, dogrzać przed dalszym spawaniem — częste przy grubej stali i na mrozie (pęknięcia spoin).
- Zapisać. Zmierzona temperatura międzyściegowa trafia do zapisu spawania obok temperatury podgrzewania.
Częste pytania
Co to jest temperatura międzyściegowa?
Temperatura spoiny wielościegowej i przyległego materiału rodzimego tuż przed położeniem następnego ściegu (ISO 13916). W WPS zwykle ma maksimum; minimum to temperatura podgrzewania.
Jaka jest maksymalna temperatura międzyściegowa dla S355?
250 °C to zwykła wartość z WPS dla stali niestopowych i drobnoziarnistych i ta, której używa kalkulator podgrzewania. Minimum to obliczona temperatura podgrzewania, w przykładzie dla 20 mm na tej stronie 80 °C.
Jaka temperatura międzyściegowa dla stali nierdzewnej?
Dla gatunków austenitycznych, takich jak 1.4301 i 1.4404, 150 °C; dla duplex 2205 — 150 °C; dla superduplex 2507 często 100 °C. Górna granica chroni odporność korozyjną — przed wydzieleniami węglików w austenicie i fazami międzymetalicznymi w duplex.
Gdzie mierzy się temperaturę międzyściegową?
Na spoinie albo materiale rodzimym tuż obok, bezpośrednio przed następnym ściegiem. Podgrzewanie sprawdza się 4·t od rowka, nie dalej niż 50 mm; przy grubości ponad 50 mm materiał rodzimy musi być nagrzany na co najmniej 75 mm.
Czy temperatura międzyściegowa zmienia t8/5?
Tak, to T₀ każdego ściegu po pierwszym. W przykładzie na tej stronie blacha 10 mm przy 1,2 kJ/mm stygnie od 800 do 500 °C w 19,2 s z 80 °C i w 53,1 s z 250 °C — do sprawdzenia w kalkulatorze t8/5.
Aktualizacja: