Svařování vysokopevnostních kalených a popuštěných ocelí (S690–S960): doba ochlazování řídí vše

Co tyto oceli odlišuje

Oceli S690QL, S890QL a S960QL (EN 10025-6) dosahují meze kluzu 690–960 MPa z kalené a popuštěné mikrostruktury, nikoli z bohatosti legování — jejich uhlíkové ekvivalenty jsou překvapivě střední. Problém svařitelnosti je proto tepelný, nikoli chemický: nesprávný cyklus ochlazování buď zakalí tepelně ovlivněnou oblast (HAZ) do stavu citlivého na praskání, nebo ji popustí do měkké zóny, která se stane nejslabším článkem.

Koncept t8/5

Ochlazování svaru u těchto ocelí se specifikuje pomocí t8/5: doby, kterou oblast svaru potřebuje k ochlazení z 800 °C na 500 °C. Tento interval pokrývá rozsah fázové přeměny, který rozhoduje o tvrdosti a houževnatosti tepelně ovlivněné oblasti.

• Příliš krátká (velmi nízký příkon tepla, žádný předehřev na silném plechu): tvrdá, křehká tepelně ovlivněná oblast, riziko vodíkových trhlin.
• Příliš dlouhá (vysoký příkon tepla, nadměrný předehřev/interpass teplota): růst zrn a nadměrné popouštění — změkčení tepelně ovlivněné oblasti a ztráta houževnatosti.

Výrobci oceli obvykle doporučují okno t8/5 v řádu 5–20 sekund (užší pro S960), kterého se dosahuje koordinací tří proměnných dohromady: teploty předehřevu, příkonu tepla a tloušťky plechu. Postupy se kvalifikují vůči tomuto oknu, nikoli pouze vůči příkonu tepla.

Příkon tepla a teploty

Orientační praxe (rozhodují datové listy válcovny):

• Příkon tepla běžně omezený na zhruba 0.5–1.5 kJ/mm, klesající s rostoucí úrovní jakosti.
• Předehřev je mírný — často žádný až ~125 °C v závislosti na tloušťce a celkové tloušťce spoje — protože nadměrný předehřev prodlužuje t8/5 a změkčuje tepelně ovlivněnou oblast.
• Interpass teplota je omezena stropem, často na 150–250 °C v závislosti na jakosti; spoj, jehož teplota housenku po housence stále stoupá, se vychyluje z okna.

Přídavný materiál: odpovídající, nebo s nižší pevností?

Obě filozofie jsou legitimní:

• Odpovídající přídavné materiály (např. dráty třídy 690 nebo 890) se používají tam, kde spoj musí vyvinout plnou pevnost základního materiálu, s přísnou kontrolou vodíku (přídavné materiály třídy H5, čisté a suché skladování).
• Přídavné materiály s nižší pevností (měkké) se široce používají pro koutové svary a spoje bez plné pevnosti: tažný návar uvolňuje pnutí z upnutí a je mnohem tolerantnější k riziku nepřesného sestavení a praskání, při přijatém snížení pevnosti, které musí konstruktér schválit.

Ať je zvolen kterýkoli, nízký obsah vodíku je nepodkročitelný — tyto jakosti praskají při úrovních vodíku, které by S355 přešla bez povšimnutí.

Dílenská disciplína

• Dodržujte kvalifikovaný WPS se zaznamenanými skutečnými parametry relevantními pro t8/5; nedovolte svářečům „zrychlit“ zvyšováním proudu — rychlost posuvu vstupuje do příkonu tepla přímo.
• Předehřívejte rovnoměrně a měřte; interpass teplotu sledujte mezi housenkami, nejen na začátku.
• Žádné tepelné zpracování po svařování, pokud jej výrobce neschválí: konvenční cyklus ke snížení pnutí popustí celou součást pod její dodanou pevnost.
• Hrany z tepelného řezání by měly být upraveny a stehové svary provedeny se stejným předehřevem a přídavnými materiály jako samotný spoj — poddimenzované, nepředehřáté stehy jsou klasickým původcem trhlin.