Sposób oznaczania spoin na rysunkach technicznych

Jedną z głównych metod łączenia elementów metalowych jest proces spawania. Spawanie jest procesem specjalnym i wymaga dokładnego określenia parametrów procesów. Jednym z ważnych aspektów jest określenie wymagań co do spoiny. Oznaczanie spoiny na rysunku oraz ich nazwy są ściśle określone. Przyjęło się w polskim przemyśle, iż spoiny występujące dzielą się na trzy kategorie: czołowe, pachwinowe i inne. Występuje również szereg podkategorii spoin.

Szczegółowy opis wraz z przykładami na nowej stronie http://inzynierjakosci.pl/2017/11/spoiny-na-rysunku-technicznym/


Badania makro i mikroskopowe spawów / spoin

W celu ostatecznej eliminacji lub potwierdzenia podejrzeń dotyczących niezgodności spawów / spoin wykonuje się badania makroskopowe lub mikroskopowe spoin. Potocznie nazwa to badania makro spawów.

Jak widać na poniższej tabelce, badania te pozwalają na wykrycie większości niezgodności spawalniczych (po kliknięciu wyświetla się większa tabela):

Próbki do badań mikro- i makroskopowych najczęściej pobiera się prostopadle do osi spoiny (przekrój poprzeczny).

Próbkę należy wykonać tak, aby na zgładzie zawarty był obszar spoiny i strefy wpływu ciepła po obydwu jej stronach.

Umiejscowienie, kierunek i liczbę badanych próbek należy określać zgodnie z normą lub według specjalnych uzgodnień klienta.



W zależności od niezgodności jakie chcemy wykryć stosujemy badania makro, makro z trawieniem, mikro, mikro z trawieniem . Próbki do badań należy przygotować poprzez: cięcie, szlifowanie i/lub polerowanie i/lub odpowiednie wytrawianie.  Przygotowanie powierzchni warunkuje uzyskane wyniki badań.

Poniżej przykładowy protokół badań (po kliknięciu - większe zdjęcie):

objaśnienie:
a - powołane normy

b - oznaczenie badania
c - kierunek pobierania próbki
d - protokół uznania technologii spawania (WPAR)
e - rodzaj odczynnika trawiącego
f - opisa badanej powierzchni
g - fotografia i wielkość powiększenia

z poważaniem
mgr inż. Artur Mydlarz

Inżynieria powierzchni: wytwarzanie powłok.


„Powłoka jest to warstwa materiału wytworzona w sposób naturalny lub sztuczny albo nałożona sztucznie na powierzchnię przedmiotu wykonanego z innego materiału, w celu uzyskania określonych właściwości technicznych lub dekoracyjnych”[10]




Powłoki mogą być jednowarstwowe, wielowarstwowe, jednoskładnikowe, wieloskładnikowe.

Znany jest szereg sposobów otrzymania powłok. Najważniejsze z nich to:

- powłoki galwaniczne,

- powłoki zanurzeniowe,

- powłoki natryskowe,

- powłoki platerowe,

- powłoki krystalizacyjne,

- powłoki natryskowe.

Podział powłok ze względu na przeznaczenie:

1. Powłoki ochronne (antykorozyjne)

- ochrony czasowej – służą do zabezpieczenia , głównie metali, przed korozją podczas transportu lub magazynowania przez określony czas,

- ochrony trwałej – zabezpieczenie powierzchni w trakcie eksploatacji.

2. Powłoki dekoracyjne:

- służą do nadawania estetycznego wyglądu, barwy, połysku, odporności na pokrywanie się nalotem. Powłoki dekoracyjne są również w wielu przypadkach dobrymi powłokami ochronnymi.

3. Powłoki techniczne:

- poprawiające własności tribologiczne,

- poprawiające własności elektryczne,

- poprawiające zdolność lutowania,

- zabezpieczające przed dyfuzją,

- powłoki regeneracyjne,

- powłoki katalityczne,

- powłoki optyczne.


Problematyka nakładania powłok


Jednym z największym problemów w aspekcie wytwarzania powłok jest otrzymanie trwałych połączeń, między materiałami o różnych własnościach. Jest to ważne zagadnienie w celu minimalizacji kosztów. Nakładanie powłok umożliwia osiągnięcie wysokich własności elementu na jego powierzchni. W ten sposób możliwe jest wykonanie rdzenia z tańszego materiału i nałożenie powłoki, która będzie spełniać wymagania technologiczne. Nie jest konieczne wykonywanie całego elementu z drogiego i wytrzymałego materiału.

Główne problemy wynikające z łączenia różnych elementów wynikające z występowania fazy ciekłej w procesie to:

- różny współczynnik rozszerzalności materiałów,

- różny skład chemiczny,

- dyfuzja pierwiastków z jednego materiału do drugiego,

- segregacja siarki i fosforu,

- naprężenia termiczne przy chłodzeniu.

W celu uniknięcia tych niezgodności jedynym wyjściem, jest uniknięcie występowania fazy ciekłej. Najlepsze połączenie powłoki do podłoża, występuje wtedy gdy dochodzi do wymieszania materiałów lub dyfuzji jednych pierwiastków w głąb drugich. Przy połączeniach w niskich temperaturach nie możemy uzyskać tych zjawisk. Jedynymi siłami, które odpowiadają za przyczepność powłoki to siły adhezji.

Autor: mgr inż. Artur Mydlarz
(fragment pracy dyplomowej magisterskiej: „Laserowe przetapianie powłok Cu-Fe natryskiwanych metodą CGS na stali węglowej”)

Dopuszczalność niezgodności spawalniczych dla spawów typu D



W poniższej tabelce chciałbym przedstawić dopuszczalność niezgodności spawalniczych ze względu na poziom jakości spoin D (najniższy poziom jakości dla spawów) wg normy PN-ISO 5817

Nr
Określenie niezgodności spawalniczej
Oznaczenie wg ISO 6520
Uwagi
Wymiary graniczne niezgodności spawalniczych
1
Pęknięcia
100
Wszystkie rodzaje pęknięć
Nie dopuszcza się
2
Pęknięcia w kraterze
104

Dopuszcza się
3
Pęcherze i pory
2011
2012
2014
2017
Warunki występowania niezgodności spawalniczych powinny być następujące:
a)       Maksymalna wymiar pojedynczego pęcherza lub pora dla:
- spoin pachwinowych

b) Maksymalna wielkość dla pojedynczego pęcherza lub poru




d  <  0,5a

5 mm
4
Gniazdo pęcherzy
2013
Powierzchnie wszystkich pęcherzy w gnieździe należy dodać i obliczyć ich udział procentowy w powierzchni ograniczonej obwiednią wszystkich pęcherzy lub w kole o średnicy równej szerokości lica. Obliczenia należy dokonać dla wyższego udziału.

Maksymalny wymiar pojedynczego pęcherza lub pora dla:
- spoin pachwinowych
b) Maksymalna wielkość dla pojedynczego pęcherza w gnieździe lub poru









d < 0,5 a

4 mm
5
Pęcherze podłużne, pęcherze kanalikowe
2015
2016
Niezgodności spawalnicze długie dla spoin pachwinowych

Niezgodności spawalnicze krótkie dla spoin pachwinowych
Nie dopuszcza się


h < 0,5 a

maks 2mm
6
Wtrącenia stałe
300
Niezgodności spawalnicze długie dla spoin pachwinowych

Niezgodności spawalnicze krótkie dla spoin pachwinowych

Maksymalny wymiar wtrąceń stałych
h < 0,5 a


h < 0,5 a


4 mm lub nie większej od grubości
7
Wtrącenia miedzi
3042

Nie dopuszcza się
8
Brak wtopienia (przyklejenie)
401

Dopuszcza się pojedyncze bez wychodzących na powierzchnie
9
Brak przetopu (niepełny przetop)
402
Niezgodności spawalnicze krótkie

h < 0,2 s
max. 2 mm
10
Niewłaściwy odstęp i niepełny przetop spoin pachwinowych


Zbyt duży odstęp w stosunku do wartości granicznej może zostać skompensowany większą grubością spoiny pachwinowej





h < 1 mm + 0,3 a
max. 3 mm
11
Podtopienie
5011
5012
Wymagane jest łagodne przejście

 h < 1,5 mm
12
Nadmierny nadlew
502
Wymagane jest łagodne przejście

h < 1 mm + 0,255 b,
max. 10mm
13
Nadmierny nadlew spoiny pachwinowej
503

h < 1 mm + 0,25b
max. 5 mm
14
Nadmierna grubość spoiny pachwinowej w odniesieniu do grubości nominalnej
-

h < 1 mm + 0,3 a,
max. 5mm
15
Zbyt mała grubość spoiny pachwinowej w odniesieniu do grubości nominalnej
-

 Niezgodności spawalnicze długie: nie dopuszcza się

Niezgodności spawalnicze krótkie:
h < 0,3 mm + 0,1 a
max. 2 mm
16
Nadmierna asymetria spoiny pachwinowej
512

h < 2 mm + 0,2 a
17
Rozprysk
602

Dopuszcza się





Oznaczenie stali konstrukcyjnych

Oznaczenie stali konstrukcyjnych

Co oznacza skrót S235K3G2 ? Wytłumaczenie poniżej.


Numery i nazwy procesów spawalniczych zgodnie z normą PN-EN ISO 4063:2002



1 Spawanie łukowe

101 Spawanie łukowe elektrodą metalową

11 Spawanie łukowe elektrodą metalową bez osłony gazowej

111 Ręczne spawanie łukowe, MMA spawanie łukowe elektrodą otuloną

112 Spawanie grawitacyjne elektrodą otuloną

114 Spawanie łukowe samoosłonowym drutem proszkowym

12 Spawanie łukiem krytym

121 Spawanie łukiem krytym jednym drutem elektrodowym

122 Spawanie łukiem krytym elektrodą taśmową

123 Spawanie tukiem krytym wieloma drutami elektrodowymi

124 Spawanie tukiem krytym z dodatkiem proszku metalowego

125 Spawanie tukiem krytym drutem proszkowym

13 Spawanie łukowe w osłonie gazu

131 Spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów obojętnych; spawanie metodą MIG;

135 Spawanie elektrodą metalową w osłonie gazów aktywnych; spawanie metodą MAG

136 Spawanie łukowe w osłonie gazu aktywnego drutem proszkowym

137 Spawanie łukowe w osłonie gazu obojętnego drutem proszkowym

14 Spawanie elektrodą nietopliwą w osłonie gazu

141 Spawanie elektrodą wolframową w osłonie gazów obojętnych; spawanie metodą TIG

15 Spawanie plazmowe

151 Spawanie plazmowe metodą MIG

152 Spawanie plazmowe proszkowe

18 Inne metody spawania łukowego

185 Spawanie łukiem wirującym



2 Zgrzewanie rezystancyjne

21 Zgrzewanie punktowe

211 Zgrzewanie punktowe pośrednie

212 Zgrzewanie punktowe bezpośrednie

22 Zgrzewanie liniowe

221 Zgrzewanie liniowe na zakładkę

222 Zgrzewanie liniowe zgniotowe

225 Zgrzewanie liniowo- doczotowe z folią

226 Zgrzewanie liniowo- doczotowe z taśmą

23 Zgrzewanie garbowe

231 Zgrzewanie garbowe pośrednie

232 Zgrzewanie garbowe bezpośrednie

24 Zgrzewanie iskrowe

241 Zgrzewanie iskrowe z podgrzewaniem wstępnym

242 Zgrzewanie iskrowe bez podgrzewania wstępnego

25 Zgrzewanie rezystancyjne zwarciowe doczołowe

29 Inne metody zgrzewania rezystancyjnego

291 Zgrzewanie rezystancyjne prądem o podwyższonej częstotliwości



3 Spawanie gazowe

31 Spawanie gazowo-tlenowe

311 Spawanie acetylenowo- tlenowe

312 Spawanie propanowo- tlenowe

313 Spawanie wodorowo tlenowe



4 Zgrzewanie

41 Zgrzewanie ultradźwiękowe

42 Zgrzewanie tarciowe

44 Zgrzewanie wysoką energią mechaniczną

441 Zgrzewanie wybuchowe

45 Zgrzewanie dyfuzyjne

47 Zgrzewanie gazowo- tlenowe

48 Zgrzewanie zgniotowe



5 Spawanie wiązką

51 Spawanie wiązką elektronów

511 Spawanie wiązką elektronów w próżni

512 Spawanie wiązką elektronów w atmosferze

52 Spawanie laserowe

521 Spawanie laserem na ciele stałym

522 Spawanie laserem gazowym



7 Inne procesy spawania/zgrzewania

71 Spawanie aluminotermiczne

72Spawanie elektrożużlowe

73Spawanie elektrogazowe

74 Zgrzewanie indukcyjne

741 Zgrzewanie indukcyjne doczołowe

742 Zgrzewanie indukcyjne liniowe

75 Spawanie wiązką światła

753 Spawanie promieniami podczerwonymi

77 Zgrzewanie udarowe

78 Przypawanie kołków

782 Zgrzewanie rezystancyjne kołków

783 Przypawanie łukiem ciągnionym kołków w osłonie łuku tuleją ceramiczną lub gazem osłonowym

784 Przypawanie krótkotrwałym łukiem ciągnionym kołków

785 Zgrzewanie kondensatorowe łukiem ciągnionym kołków

786 Zgrzewanie kondensatorowe łukiem ciągnionym kołków z końcówką zapłonową

787 Zgrzewanie kondensatorowe łukiem ciągnionym kołków z niskotopliwym pierścieniem

788 Zgrzewanie tarciowe kotków



8 Cięcie i żłobienie

81 Cięcie tlenowe

82 Cięcie łukowe

821 Cięcie tukowo-powietrzne

822 Cięcie łukowo-tlenowe

83 Cięcie plazmowe

84 Cięcie laserowe

86 Żłobienie płomieniowe

87 Żłobienie łukowe

871 Żłobienie łukowo- powietrzne

872 Żłobienie łukowo-tlenowe

88 Żłobienie plazmowe



9 Lutowanie twarde, lutowanie miękkie i lutospawanie

91 Lutowanie twarde

911 Lutowanie twarde promieniami podczerwonymi

912 Lutowanie twarde płomieniowe

913 Lutowanie twarde piecowe

914 Lutowanie twarde kąpielowe

915 Lutowanie twarde w kąpieli solnej

916 Lutowanie twarde indukcyjne

918 Lutowanie twarde rezystancyjne

919 Lutowanie twarde dyfuzyjne

924 Lutowanie twarde próżniowe

93 Inne metody lutowania twardego

94 Lutowanie miękkie

941 Lutowanie miękkie promieniami podczerwonymi

942 Lutowanie miękkie płomieniowe

943 Lutowanie miękkie piecowe

944 Lutowanie miękkie kąpielowe

945 Lutowanie miękkie w kąpieli solnej

946 Lutowanie miękkie indukcyjne

947 Lutowanie miękkie ultradźwiękowe

948 Lutowanie miękkie rezystancyjne

949 Lutowanie miękkie dyfuzyjne

951 Lutowanie miękkie falowe

952 Lutowanie miękkie lutownicą

954 Lutowanie miękkie próżniowe

956 Lutowanie miękkie z transportem przez kąpiel

96 Inne metody lutowania miękkiego

97 Lutospawanie

971 Lutospawanie gazowe

972 Lutospawanie łukowe

Normy dotyczące BHP w spawalnictwie



PN-EN 175:1999
Ochrona indywidualna - Środki ochrony oczu i twarzy stosowane podczas spawania i w procesach pokrewnych

PN-EN 348:1994
Odzież ochronna - Metoda badań - Wyznaczanie odporności materiałów na działanie drobnych rozprysków stopionego metalu

PN-EN 1598:2004
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Przezroczyste zasłony spawalnicze, taśmy i ekrany do procesów spawania łukowego

PN-EN ISO 6942:2005
Odzież ochronna - Ochrona przed gorącem i ogniem Metoda badania Ocena materiałów i zestawów materiałów poddanych działaniu promieniowania cieplnego

PN-EN ISO 9185:2009
Odzież ochronna - Ocena odporności materiału na działanie rozprysków płynnego metalu

PN-EN ISO 10882-1:2004
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Pobieranie próbek cząstek zawieszonych w powietrzu i gazów w strefie oddychania spawacza - Część 1: Pobieranie próbek cząstek zawieszonych w powietrzu

PN-EN ISO 10882-2:2005
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Pobieranie próbek cząstek zawieszonych w powietrzu i gazów w strefie oddychania spawacza - Cześć 2 Pobieranie próbek gazów

PN-EN ISO 15012-1:2005
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Wymagania dotyczące badania i znakowanie sprzętu do oczyszczania powietrza - Część 1: 8adanie skuteczności oddzielania pyłu spawalniczego (oryg.)

PN-EN ISO 15012-2:2008
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Wymagania dotyczące badania i znakowanie sprzętu do oczyszczania powietrza - Część 2: Określanie minimalnego strumienia objętości powietrza w okapach wyciągowych i dyszach (oryg.)

PN-EN ISO 15011-1:2005
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Metoda laboratoryjna pobielania próbek pyłu i gazów powstających przy spawaniu łukowym - Część 1: Określanie wielkości emisji i pobieranie próbek pyłu do analizy

PN-EN ISO 15011-2:2007
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Metoda laboratoryjna pobierania próbek pyłu i gazów powstających podczas spawania łukowego - Część 2: Określanie wielkości emisji gazów z wyjątkiem ozonu

PN-EN ISO 15011-4:2008
Zdrowie i bezpieczeństwo przy spawaniu i procesach pokrewnych - Metoda laboratoryjna pobierania próbek pyłu i gazów - Część 4: Karty danych pyłu