Nowy wgląd w pękanie podczas krzepnięcia w procesie spawania stali
W nowym artykule opublikowanym w czasopiśmie »Scientific Reports«, zespół z Wydziału Inżynierii Uniwersytetu w Leicester, Zjednoczone Królestwo, donosi, że pęknięcia podczas krzepnięcia rozchodzą się poprzez łączenie mikroporowatości w strefie zazębiania w krzepnącym jeziorku spawalniczym. Co istotne, są to pierwsze naukowe obserwacje zjawiska pękania podczas krzepnięcia stali, które rzucają też nowe światło na przyczyny pęknięć w trakcie procesu. „Spawanie to najbardziej opłacalny i skuteczny sposób łączenia metali na stałe i ważny element naszej gospodarki produkcyjnej” – komentuje profesor Hong Dong z Leicester, współautor artykułu. „Szacuje się, że na świecie ponad 50% produktów gospodarstwa domowego oraz innych wyrobów technicznych zawiera spawy. W Europie z technologii spawalniczych korzystają różne branże, od przemysłu stoczniowego, poprzez rurociągowy, motoryzacyjny, lotniczy i kosmiczny, obronny po budowlany. Pękanie na gorąco/podczas krzepnięcia jest najczęstszym problemem w obróbce metali, takiej jak spawanie, odlewanie czy drukowanie przestrzenne (drukowanie 3D z metalu)”. Zespół uzyskał wyniki na podstawie trzydniowych obserwacji powstawania pęknięć w czasie rzeczywistym, wykorzystując do tego celu rentgenowskie promieniowanie synchrotronowe w Europejskim Ośrodku Synchrotronu Atomowego (ESRF) w Grenoble, Francja. Najnowsze postępy w technikach rentgenowskiego promieniowania synchrotronowego i obrazowania pozwoliły zespołowi zajrzeć w głąb metalu, co umożliwiło szczegółową analizę stopu. W ramach eksperymentu zbadano w sumie dwadzieścia siedem próbek pobranych z trzech odmian stali i przetestowanych z użyciem trzech różnych poziomów naprężeń. Każda próba powtórzona została trzykrotnie, aby wykazać powtarzalność wyniku. Wprawdzie nie są dostępne żadne oficjalne dane o przychodach branży spawalniczej w UE ze względu na zróżnicowane zastosowania spawów, ale szacuje się, że ponad 50% artykułów gospodarstwa domowego i produktów technicznych na świecie zawiera spawy, a obroty rynków sprzętu spawalniczego i produktów eksploatacyjnych osiągnęły w 2007 r. w Europie poziom 3,5 mld EUR. Oprócz tak dużego znaczenia przemysłowego, słabe punkty spawów mogą skutkować katastrofalnymi następstwami, między zagrożeniami dla życia ludzi oraz poważnymi reperkusjami gospodarczymi z powodu odszkodowań wypłacanych z tytułu wadliwych produktów. Mogą też doprowadzać do katastrof środowiskowych, np. zanieczyszczenia, jeśli wadliwie zespawane części wykorzystane zostaną we wrażliwym środowisku takim jak otwarte morze. Projekt MINTWELD zakończył się oficjalnie w sierpniu 2013 r. a wśród jego dorobku znajdują się pionierskie metody zapewniające prostsze, bezpieczniejsze i bardziej opłacalne procesy spawania dzięki nowym technologiom i nowoczesnym technikom modelowania komputerowego. Wyniki najnowszych badań to kolejny cenny wkład zespołu w innowacyjne rozwiązania na rzecz podnoszenia wydajności procesów spawania stali oraz otwierania nowych rynków przed europejską branżą spawalnictwa stali. Więcej informacji: strona projektu w serwisie CORDIS
Kraje
Zjednoczone Królestwo
