SVAŘOVÁNÍ TITANU KOMERČNÍ ČISTOTY POUŽÍVANÉHO V LETECKÉ VÝROBĚ WELDING PROCESS OF COMMERCIALLY PURE TITANIUM IN APLICATION FOR AEROSPACE INDUSTRY



Podobné dokumenty
SVAŘOVÁNÍ KOVOVÝCH MATERIÁLŮ LASEREM LASER WELDING OF METAL MATERIALS

ZPRACOVÁNÍ POVRCHU OCELÍ LASEREM LASER PROCESSING OF STEELS SURFACE. Jiří Cejp Roman Švábek

ZPRACOVÁNÍ POVRCHU HLINÍKOVÉ SLITINY LASEREM SURFACE TREATMENT OF ALUMINUM ALLOY BY LASER TECHNOLOGY. Jiří Cejp Irena Pavlásková

VÝZNAM A NENAHRADITELNOST VIZUÁLNÍ KONTROLY PŘI KVALIFIKACI PROCESU SVAŘOVÁNÍ

PLASTICKÉ VLASTNOSTI VYSOKOPEVNOSTNÍCH MATERIÁLŮ DĚLENÝCH NESTANDARDNÍMI TECHNOLOGIEMI

ZKOUŠKY MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC

PROBLEMATICKÉ SVAROVÉ SPOJE MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ

OPTIMALIZACE SVAŘOVACÍCH PARAMETRŮ PŘI ODPOROVÉM BODOVÉM SVAŘOVÁNÍ KOMBINOVANÝCH MATERIÁLŮ

Stavebnictví Energetika Tlaková zařízení Chemickz průmysl Dopravní prostředky

Příloha je nedílnou součástí osvědčení o akreditaci č.: 753/2015 ze dne:

PŘÍSPĚVEK K POVRCHOVÉ ÚPRAVĚ SKLOVITÝM SMALTOVÝM POVLAKEM CONTRIBUTION TO SURFACE ARRANGEMENT WITH VITREOUS ENAMEL COAT

B 550B ,10

VLIV TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ NA VLASTNOSTI VYSOCEPEVNÉ NÍZKOLEGOVANÉ OCELI. David Aišman

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A STRUKTURNÍ STABILITY SUPERSLITINY NA BÁZI NIKLU DAMERON. Karel Hrbáček a

TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ DOMEX 700MC SVOČ FST

durostat 400/450 Za tepla válcované tabule plechu Datový list srpen 2013 Odolné proti opotřebení díky přímému kalení

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ A POVLAKOVÁNÍ KOVOVÝCH MATERIÁLŮ LASEREM HEAT TREATMENT AND COATING OF METAL MATERIALS BY LASER

, Hradec nad Moravicí POLYKOMPONENTNÍ SLITINY HOŘČÍKU MODIFIKOVANÉ SODÍKEM

DEGRADACE MATERIÁLOVÝCH VLASTNOSTÍ OCELI A PŘÍČINY VZNIKU TRHLIN VYSOKOTLAKÝCH PAROVODŮ

Svařitelnost vysokopevné oceli s mezí kluzu 1100 MPa

1 Svařování Laser-Hybridem

Západočeská univerzita v Plzni fakulta Strojní

VLIV TECHNOLOGIE ŽÁROVÉHO ZINKOVÁNÍ NA VLASTNOSTI ŽÁROVĚ ZINKOVANÝCH OCELÍ

MECHANICKÉ A NĚKTERÉ DALŠÍ CHARAKTERISTIKY PLECHŮ Z OCELI ATMOFIX B (15127, S355W) VE STAVU NORMALIZAČNĚ VÁLCOVANÉM

VÝZKUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SVAROVÝCH SPOJŮ MODIFIKOVANÝCH ŽÁROPEVNÝCH OCELÍ T24 A P92. Ing. Petr Mohyla, Ph.D.

LASEROVÉ SVAŘOVÁNÍ OTĚRUVZDORNÝCH PLECHŮ Z OCELI HARDOX 450

OPTIMALIZACE REŽIMU TEPELNÉHO ZPRACOVÁNÍ PRO ZVÝŠENÍ MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ SLITINY ALSI9Cu2Mg

HODNOCENÍ MIKROSTRUKTURY A VLASTNOSTÍ ODLITKŮ ZE SLITINY AZ91HP EVALUATION OF MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF SAND CAST AZ91HP MAGNESIUM ALLOY

DIFÚZNÍ SVAŘOVÁNÍ V OCHRANNÉ ATMOSFÉŘE S POUŽITÍM PŘECHODOVÝCH MEZIVRSTEV

Strana 5, kap. 10, zařazen nový článek (navazující bude přečíslován)

Nikolaj Ganev, Stanislav Němeček, Ivo Černý

NEKONVENČNÍ VLASTNOSTI OCELI 15NiCuMoNb5 (WB 36) UNCONVENTIONAL PROPERTIES OF 15NiCuMoNb (WB 36) GRADE STEEL. Ladislav Kander Karel Matocha

ZKOUŠKY MECHANICKÝCH. Mechanické zkoušky statické a dynamické

TESTOVÁNÍ VLIVU INDIKAČNÍCH KAPALIN NA KŘEHKOLOMOVÉ VLASTNOSTI SKLOVITÝCH SMALTOVÝCH POVLAKŮ

MECHANICKÉ VLASTNOSTI A STRUKTURNÍ STABILITA LITÝCH NIKLOVÝCH SLITIN PO DLOUHODOBÉM ÚČINKU TEPLOTY

VLIV TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ NA ZMĚNY MECHANICKÝCH HODNOT U MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ

(ocelových výztuží) ČSN EN ISO Technické pravidlo CWS ANB TP C 027/I/07. doc. Ing. Ivo Hlavatý, Ph.D.

MĚŘENÍ ELASTICITRY OVLIVNĚNÝCH PÁSEM SVAROVÝCH SPOJŮ VYSOKOPEVNOSTNÍCH OCELÍ

DUPLEXNÍ POVLAKOVÁNÍ PM NÁSTROJOVÉ OCELI LEGOVANÉ NIOBEM DUPLEX COATING OF THE NIOBIUM-ALLOYED PM TOOL STEEL

Heterogenní spoje v energetice, zejména se zaměřením na svařování martenzitických ocelí s rozdílným obsahem Cr

Výrobní způsob Výrobní postup Dodávaný stav Způsob Symbol Výchozí materiál Skružování Svařování pod. (Za tepla) válcovaný Skružování za

FRACTOGRAPHIC STUDY OF FRACTURE SURFACES IN WELDED JOINTS OF HSLA STEEL AFTER MECHANICAL TESTING

Výzkum slitin titanu - od letadel po implantáty

Výrobky válcované za tepla z konstrukčních ocelí Část 2: Technické dodací podmínky pro nelegované konstrukční oceli

Ověření materiálových vlastností přídavných svařovacích materiálů při svařování ocelových konstrukcí

Pojednání ke státní doktorské zkoušce. Hodnocení mechanických vlastností slitin na bázi Al a Mg s využitím metody AE

Dělení a svařování svazkem plazmatu

Vladislav OCHODEK VŠB TU Ostrava Katedra mechanické technologie ústav svařování Vl. Ochodek 3/2012

Kvalifikace postupu svařování konstrukčních ocelí se zvýšenou mezí kluzu

INTERMETALICKÉ FÁZE NA BÁZI Ti-Al-Si PŘIPRAVENÉ METODOU PRÁŠKOVÉ METALURGIE. INTERMETALLIC PHASES BASED ON Ti-Al-Si PREPARED BY POWDER METALLURGY

DETEKCE SKRYTÝCH VAD U HLINÍKOVÉ SLITINY POMOCÍ POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE DETECTION OF HIDDEN DEFECTS IN ALUMINIUM ALLOY BY MEANS OF COMPUTER TOMOGRAPHY

VLIV VODÍKU NA MATERIÁLOVÉ A STRUKTURNÍ VLASTNOSTI OCELI CM 5 (ČSN )

Okruh otázek s odpověďmi pro vstupní test.

STATISTICKÉ PARAMETRY OCELÍ POUŽÍVANÝCH NA STAVBU OCELOVÝCH KONSTRUKCÍ

Energeticky redukovaný krátký světelný oblouk ke spojování tenkých plechů a smíšených spojů

Nikl a jeho slitiny. Ing. David Hrstka, Ph.D. -IWE

S VAŘOVÁNÍ BETONÁŘSKÉ VÝZTUŽE HOSPODÁRNÉ Ř E Š E N Í

TECHNOLOGIE I. (345303/02)

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola Příbram, Hrabákova 271. Příbram II Ing. Jaroslav Dražan

LASEROVÉ PÁJENÍ V AUTOMOBILOVÉM PRŮMYSLU LASER BRAZING IN THE CAR INDUSTRY


Úvod. Povrchové vlastnosti jako jsou koroze, oxidace, tření, únava, abraze jsou často vylepšovány různými technologiemi povrchového inženýrství.

Zkušební protokol č. 18/12133/12

Mn P max. S max 0,025 0,020 0,30. Obsah těchto prvků nemusí být uváděn, pokud nejsou záměrně přidávány do tavby. Prvek Mezní hodnota rozboru tavby

Obr. 2-1 Binární diagram Fe-Al [3]

PRASKÁNÍ VRTÁKŮ PO TEPELNÉM ZPRACOVÁNÍ Antonín Kříž

HODNOCENÍ HLOUBKOVÝCH PROFILŮ MECHANICKÉHO CHOVÁNÍ POLYMERNÍCH MATERIÁLŮ POMOCÍ NANOINDENTACE

VLIV MIKROSTRUKTURY SLINUTÝCH KARBIDŮ NA ŽIVOTNOST NÁSTROJŮ A STROJNÍCH SOUČÁSTÍ

Metalografie. Praktické příklady z materiálových expertíz. 4. cvičení

TEPELNÉ ZPRACOVÁNÍ RYCHLOŘEZNÝCH OCELÍ SVOČ FST 2010 Lukáš Martinec, Západočeská univerzita v Plzni, Univerzitní 8, Plzeň Česká republika

TECHNOLOGIE I. (345303/02)

DOM - ZO 13, s.r.o., školící středisko NDT. TD401-F701 Osnova kurzů NDT

STUDIUM MECHANICKÝCH VLASTNOSTÍ A CHOVÁNÍ V OKOLÍ MAKROVTISKŮ NA SYSTÉMECH S TENKÝMI VRSTVAMI

Technologie I. Část svařování. Kontakt : michal.vslib@seznam.cz Kancelář : budova E, 2. patro, laboratoře

Plazmové svařování a dělení materiálu. Jaromír Moravec

VLIV TECHNOLOGIE SVAŘOVÁNÍ NA ZMĚNY MECHANICKÝCH HODNOT U MIKROLEGOVANÝCH OCELÍ

VLIV SVAROVÉHO SPOJE NA VLASTNOSTI NANÁŠENÝCH TENKÝCH VRSTEV TIN INFLUENCE OF WELDING ON PROPERTIES DEPOSITED THIN FILMS TIN

Přehled způsobů svařování a základní dělení metod 2/2016 PŘEHLED ZPŮSOBŮ SVAŘOVÁNÍ A ZÁKLADNÍ DĚLENÍ METOD DLE EN ISO 4063

ZMĚNA ČESKÉHO OBRANNÉHO STANDARDU 1. Označení a název opravovaného ČOS , 2. Vydání SVAŘOVÁNÍ. OBALENÉ ELEKTRODY PRO RUČNÍ OBLOUKOVÉ SVAŘOVÁNÍ

Využití výkonových laserů ve strojírenské praxi svařování, dělení a další technologie

Laserové technologie

Černé označení. Žluté označení H R B % C 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

Svafiování elektronov m paprskem

VLIV OCHRANNÝCH PLYNŮ NA VLASTNOSTI SVAROVÉHO SPOJE PŘI SVAŘOVÁNÍ NELEGOVANÝCH KONSTRUKČNÍCH OCELÍ METODOU MAG

LASER MATERIAL PROCESSING HARDENING AND WELDING. Stanislav Němeček Tomáš Mužík

VLIV OBSAHU HLINÍKU NA VLASTNOSTI HOŘČÍKOVÝCH SLITIN PŘI ODLÉVÁNÍ DO BENTONITOVÝCH A FURANOVÝCH FOREM

Lisování nerozebíratelných spojů rámových konstrukcí

Nedestruktivní zkoušení - platné ČSN normy k

MOŽNOSTI TVÁŘENÍ MONOKRYSTALŮ VYSOKOTAVITELNÝCH KOVŮ V OCHRANNÉM OBALU FORMING OF SINGLE CRYSTALS REFRACTORY METALS IN THE PROTECTIVE COVER

TVÁŘENÍ KOVŮ Cíl tváření: dát polotovaru požadovaný tvar a rozměry

Česká svářečská společnost ANB Czech Welding Society ANB (Autorised National Body for Welding Personnel and Company Certification) IČO:

PERSPEKTIVNÍ METODY SPOJOVÁNÍ MATERIÁLŮ PŘIVAŘOVÁNÍ SVORNÍKŮ Perspective Methods of Material Joining Stud Welding

A U T O R : I N G. J A N N O Ž I Č K A S O Š A S O U Č E S K Á L Í P A V Y _ 3 2 _ I N O V A C E _ _ Z K O U Š K Y M A T E R I Á L U _ P W P

POROVNÁNÍ VLIVU DEPOSICE TENKÝCH VRSTEV A NAVAŘOVÁNÍ NA DEGRADACI ZÁKLADNÍHO MATERIÁLU

Obloukové svařování wolframovou elektrodou v inertním plynu WIG (TIG) - 141

E-B 420. SFA/AWS A 5.4: E EN 1600: (E Z 19 9 Nb B 2 2*)

OPRAVA ČESKÉHO OBRANNÉHO STANDARDU

Technické požadavky normy EN 1090 na výrobu konstrukcí z ocelí s vyšší mezi kluzu

KOROZNÍ CHOVÁNÍ Mg SLITIN V PROVZDUŠNĚNÉM FYZIOLOGICKÉM ROZTOKU

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU POMOCÍ DIFRAKČNÍ METODY DEBYEOVA-SCHERREROVA NA ZPĚTNÝ ODRAZ

Transkript:

SVAŘOVÁNÍ TITANU KOMERČNÍ ČISTOTY POUŽÍVANÉHO V LETECKÉ VÝROBĚ WELDING PROCESS OF COMMERCIALLY PURE TITANIUM IN APLICATION FOR AEROSPACE INDUSTRY Jiří Cejp Zdeněk Kinter Jan Prajer ČVUT v Praze,Fakulta strojní,ústav materiálového inženýrství Karlovo nám.13,121 35 Praha 2 ABSTRAKT Předkládaná práce hodnotí různé postupy svařování a na podkladě struktury a mechanických vlastností stanovuje nejvhodnější metodu spojování technicky čistého titanu používaného na aplikace v letecké výrobě. Na základě požadavků byly hodnoceny dvě technologie svařování a to tavná metoda TIG/WIG a speciální metoda svařování laserem. Experimentální program byl zaměřen na komerčně čistý titan GRADE 1 (Ti99,5) a GRADE 4 (Ti 99,0).Tento materiál, který má vynikající tažnost, tvařitelnost a výbornou svařitelnost, byl k dispozici jako za tepla válcovaný plech o tloušťce 1mm.Svařování TIG/WIG bylo provedeno na Fronius Magic Wave MW-200 a svařování laserem jednak na diodovém laseru typu DL 031 Q a jednak na pevnolátkovém laseru Nd:YAG JK701 GSI Lumonics. Pro posouzení kvality svarů byly použity jak nedestruktivní zkoušky svarů (vizuální zkouška a radiologická zkouška prozářením), tak mechanické zkoušky (příčná zkouška tahem, zkouška mikrotvrdosti) a analýza struktury svaru. ABSTRACT This contribution deals with a various procedures of welding and using a study of structure and mechanical properties selects of the best methods of joining titanium materials and alloys used in aircraft industry. In accordance with requirements, two technologies were evaluated first fusing method TIG/WIG, and a special laser welding method. Experimental programme were carried out with commercial GRADE 1 titanium, often marked as Ti99.5 and GRADE 4 (Ti 99,0). This material, demonstrating exceptional ductility, pliability and excellent weldability, was available as hot rolled sheet metal in thickness of 1 mm. Gas tungsten arc welding was done by Fronius Magic Wave MW-200 and Nd-YAG laser JK 701,GSI Lumonics and laser typu DL 031 Q were used for laser welding. Quality of welds was investigated using non-destructive tests (visual examination and radiology test) and destructive test (ray tracheid tension test, microhardness test) and analyse structure weld. 1

1. ÚVOD Titan a jeho slitiny díky vynikající korozní odolnosti a příznivému poměru pevnosti a měrné hmotnosti jsou úspěšně aplikovány v leteckém a kosmickém průmyslu, chemickém a potravinářském průmyslu, v energetice i ve zdravotnictví [1,2]. Čistý titan prochází při teplotě 883 o C alotropickou transformací od nízkoteplotní hexagonální těsně uspořádané mřížky Ti α k vysokoteplotní kubické plošně středěné Ti β a tato transformační teplota je silně závislá na legujících prvcích. Podle struktury se pak klasifikují titanové slitiny na titan komerční čistoty, slitiny α, slitiny α +β a slitiny β. Vlastní svařovací proces používaný při svařování titanu a jeho slitin se neliší od postupů pro jiné materiály a zahrnuje metody WIG/TIG, MAG, svařování plasmou, laserovým i elektronovým paprskem [ 3 ]. 2. EXPERIMENTÁLNÍ MATERIÁL A METODY Materiál pro experimenty, titan komerční čistoty GRADE 1 a GRADE 4, byl dodán firmou AERO Vodochody,a.s., která tento materiál používá při letecké výrobě. Materiál byl ve formě plechu o tloušťce 1,0 mm. Z plechu byly připraveny vzorky pro vlastní svaření a to jak ve směru válcování tak kolmo na směr válcování i v kombinaci obou směrů. Laserové svařování titanového plechu GRADE 1 bylo provedeno na diodovém laseru typu DL 031 Q, vlnová délka emitovaného záření v rozmezí 800-950 nm, výstupní výkon 3100W, frekvence 250 Hz, ohnisková vzdálenost 66 nm. Ke svařování plechů materiálu GRADE 4 byl použit pevnolátkový laser Nd:YAG JK701 GSI Lumonics, vlnová délka 1 062 nm, výstupní výkon 550 W, frekvence 500Hz, ohnisková vzdálenost 80-200 mm. Jako ochranný plyn byl při svařování použit argon. Pro zamezení přístupu okolní oxidické atmosféry do svarové lázně byl použit u všech postupů svařování na laseru svařovací přípravek, který zabezpečoval přívod ochranného plynu na povrch i kořen svaru. Svařování vzorků metodou TIG bylo provedeno ve firmě AERO Vodochody na zařízení MAGIC WAVE MW 2200, svařovací proud 25-30 A, pracovní napětí na elektrodě 14-16 V, ochranný plyn argon. Pro posouzení kvality svarů byly použity nedestruktivní zkoušky, vizuální zkouška dle ČSN EN 970 a radiologická zkouška prozářením dle ČSN EN 1435. V případě vizuální metody byly dle ČSN EN ISO13919-1 hodnoceny vady typu trhlin, studených spojů, neprovařeného kořene, převýšení a přesazení svaru co do velikosti a polohy vady. Protokol o zkoušce prozářením respektoval předpis ČSN EN 1435, hodnocení a označení vad bylo provedeno dle ČSN ISO 5817. Mechanické vlastnosti svarových spojů byly hodnoceny jednak zkouškou tahem na stroji INSTRON 5582 a jednak zkouškou mikrotvrdosti metodou dle Vickerse za podmínek normy ČSN EN ISO 6507-1 na přístroji LECO M-400 G1. K posouzení struktury svaru i ovlivněné oblasti byly připraveny metalografické výbrusy a po naleptání leptadlem na bázi kyseliny HF byly pozorovány na světelném mikroskopu ZEISS NEOPHOT 32. 2

3. VÝSLEDKY A JEJICH DISKUSE Velká pozornost byla věnována stanovení optimálních parametrů svařování pro obě používané metody. Metodou TIG/WIG bylo dosaženo nejvyšší kvality svarů při svařovacím proudu 27 A, svařovacím napětí 15 V a průtoku argonu 9 l/min.z těchto podmínek byla velikost svaru v hlavě 6 mm a v patě 4mm a tepelně ovlivněná oblast svaru o velikosti v hlavě svaru 25 mm a v patě svaru 23 mm. Dle kresby barev svaru bylo možné určit jakými teplotními fázemi svarový kov i svařovaný materiál prošel (Obr.1, 2). Obr.1 Kořen svaru, metoda TIG/WIG (GRADE 4) Fig.1 Weld root, fusing method TIG/WIG (GRADE 4) Obr.2 Hlava svaru, metoda TIG/WIG (GRADE 4) Fig.2 Weld head, fusing method TIG/WIG (GRADE 4) 3

Diodový laser DL 031 Q vytvořil kvalitní spojení při rychlosti svařování 1500mm/min a tlaku argonu 0,2 MPa. Při použití laseru Nd: YAG JK701H GSI Lumonics byl proveden rozsáhlý test optimalizace parametrů svařování, kdy se měnila frekvence, délka a výška pulsu, fokusace, výkon i energie pulzu, tlak ochranné argonové atmosféry a rychlost posuvu. Byl ověřen i vliv úpravy styčných ploch spoje před svařováním, čistoty povrchu plechů. NDT kontrola i výsledky zkoušky tahem potvrdily nejlepší výsledek pro tyto parametry: Frekvence 40 Hz, délka pulsu 4 ms, výška pulsu 61 %, průměrný výkon 535 W, energie pulzu 13,4 J, tlak plynu 2 bar, rychlost posuvu paprsku 400 mm/min, focus 650. Vlastní experimentální program hodnotil svarové spoje, kdy obě svařované části byly orientovány souhlasně buď ve směru válcování nebo kolmo ke směru válcování a také spoje kombinované s odlišnou orientací svařovaných částí. Detailní zhodnocení kvality svarů pomocí NDT metod bylo provedeno pro materiál GRADE 1, kdy byly zjištěny následující skutečnosti [4]: Svary provedené laserem: - 60% svarů bylo kvalitních bez detekovaných vad - nevyhovující svary vykazovaly nejčastěji vady typu okrouhlé plynové trhliny a vady související s neprovařeným kořenem s vrubovým účinkem - kvalitní svary byly na spojích, vytvořených ve směru válcování, naopak svary orientované kolmo na směr válcování většinou nevyhověly Svary provedené TIG: - pouze jedna třetina spojů byla kvalitní, ostatní s vadami typu protažených dutin a neprovařených kořenů - podobně jako u svařování laserem zcela nevyhovující se ukázaly spoje orientované kolmo na směr válcování Jak je vidět z uvedeného přehledu tak spoje provedené metodou laserového svařování vykazují při prozářením rentgenovým paprskem menší počet vad než u metody TIG. Zajímavostí také je že ve svaru, který byl svařen laserem a ochranný plyn argon byl přiveden jen na povrch svaru (kořen svaru zůstal bez ochranné atmosféry) se nevyskytují téměř žádné vnitřní vady a tento svar je dle ČSN EN 12 517 vyhovující. Zkouška tahem základního materiálu vykázala mechanické charakteristiky uvedené v Tab.1. Tabulka 1 Výsledky zkoušky tahem dle ČSN EN10 002-1 Table l Values of tensile test by ČSN EN10 002-1 Materiál Mez kluzu R p 0,2 ( MPa ) Mez pevnosti R m ( MPa ) Tažnost A 50 ( % ) GRADE 1 280 335 44 GRADE 4 550 660 20 Mechanické vlastnosti provedených spojů byly ověřeny příčnou zkouškou tahem dle ČSN EN 895 a výsledky vybraných vzorků materiálu GRADE 1 jsou uvedeny v Tab.2. Jak je patrné z tabulky, tak téměř všechny vzorky se při příčné zkoušce tahem porušily v tepelně ovlivněné oblasti. U vzorku č. 4A došlo k porušení přímo ve svaru což zapříčinil prohloubený kořen svaru patrný již při vizuální kontrole. 4

Tabulka 2 Výsledky příčné zkoušky tahem dle ČSN EN 895 (GRADE 1) Table 2 Values of tensile test by ČSN EN 895 (GRADE 1) č. vzorku R m [MPa] A 50 [%] místo lomu poznámka 1A 410 19,6 v LASER 2C 413 19,4 v LASER 3A 424 12,0 v LASER 4A 399 3,6 ve svaru LASER 4B 439 14,0 v LASER 4E 440 12,0 v LASER 5C 426 14,0 v LASER 7A 404 13,6 v LASER 8A 447 10,8 v LASER bez Ar 9B 400 12,4 v LASER 10B 450 16,2 v TIG 11B 456 9,4 v TIG bez Ar 12A 454 14,2 v TIG 14A 441 10,4 v TIG Změny struktury materiálu v oblasti svaru i TOZ byly u obou materiálů kontrolovány světelnou mikroskopií a jejich vliv na mechanické vlastnosti hodnocen mikrotvrdostí měřenou od základního materiálu přes TOZ a vlastní svar. Mikrostruktura sledovaných materiálů GRADE1 a GRADE 4 odpovídala čistému titanu, byla tvořena zrny fáze α o velikosti 55 µm (resp. 42 µm) místy s deformačními dvojčaty a drobnými částicemi uvnitř i na hranicích zrn. Profily mikrotvrdosti přes svarové spojení jasně detekovaly vlastní svar, jeho pevnostní hodnoty i velikost (Obr. 3-5). Jednoznačně vyšší tvrdost vykazovaly svary připravené laserem, zatímco u vzorků svařených metodou TIG tvrdost svaru je téměř shodná se základním materiálem (Obr. 5). Pevnostní hodnoty i rozměry svaru také významně ovlivňuje přítomnost argonu při svařování. Na obr. 4 je patrné až 80% zvýšení tvrdosti svarového kovu proti základnímu pro případ svařování bez použití ochranné atmosféry. 5

Mikrotvrdost - 2D tvrdost HV 200 190 180 170 160 150 140 130 120 110 100 OS OZM 0 2 4 6 8 10 12 vzdálenost [mm] Obr.3 Profil mikrotvrdosti, metoda laser, argon (GRADE 1) Fig. 3 Hardness profile, method laser,argon (GRADE 1) Mikrotvrdost- 8B tvrdost HV 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 OS 0 2 4 6 8 10 12 vzdálenost [mm] Obr.4 Profil mikrotvrdosti, metoda laser, bez argonu (GRADE 1) Fig. 4 Hardness profile, method laser, without argon (GRADE 1) 6

Mikrotvrdost - 12 170 tvrdost HV 160 150 140 130 120 110 OS 100 0 2 4 6 8 10 12 vzdálenost [mm] Obr.5 Profil mikrotvrdosti, metoda TIG/WIG, argon (GRADE 1) Fig. 5 Hardness profile, method TIG/WIG,argon (GRADE 1) U materiálu Grade 4 byla situace obdobná, vyšší tvrdost ve svaru laserovém až o 70%, u TIG/WIG pouze 20% s pozvolným růstem tvrdosti v. Po svařování laserem je výrazně menší jak svarový kov tak menší. ZÁVĚRY Po zhodnocení výsledků rozsáhlého experimentálního programu, na základě provedených zkoušek je možné učinit následující závěry: 1) Byly stanoveny optimální podmínky a parametry pro svařování titanu GRADE 1 a GRADE 4 jak pro svařování laserem tak pro metodu TIG/WIG na použitých zařízeních. 2) Z hlediska kvality provedených svarů je výhodnější svařování laserem. Při laserovém svařování je ale nutné použít ochranné atmosféry argonem, jinak se na povrchu svaru tvoří drobné trhlinky, které by se mohly vlivem cyklického zatížení začít šířit a způsobit destrukci svarového spoje. 3) Kvalita svarů je závislá na dokonalé přípravě svarových ploch. Každá nedbalost se prokáže již NDT zkouškou. 4) Kvalitu svarového spoje lze zkontrolovat odborně provedenou NDT zkouškou aniž je třeba dalších destruktivních zkoušek. 7

LITERATURA 1. SCHUBERT, E., KLASSEN, M., ZERNER, I.: Light-Weight Structures Produced by Laser Beam Joining for Future Applications in Automobile and Aerospace Industry. Journal of Materials Processing Technology. Volume 115, Issue 1, 2001, p.2 2. LUO GUOZHEN, ZHOU LIAN, DENG JU.: Rare Mater.Eng. 5 ( 1997)p.1. 3. M.B.D.ELLIS, M.F.GITOS: Weld. Met.Fabr. 63 ( 1995 ), p.9 4. KINTER,Z.-PRAJER,J.-CEJP,J.: Welding of Commercially Pure Titanium. In: Proceedings of WORKSHOP 2007, CTU Prague 2007. Předložené výsledky byly získány řešením projektu MSM 6840770021. 8