Streszczenie
JakoĞü wytwarzania połączeĔ spawanych zaleĪna jest od wielu czynników. Przedmiotowe normy okreĞlają warunki techniczne oceny jakoĞciowej spawów, co stanowi podstawĊ jest do uznania połączenia za zgodne z wymaganiami lub wadliwe. W praktyce wykonanie połączenia spawanego całkowicie pozbawionego wad jest trudne. Do kontroli wewnĊtrznej struktury połączenia wykorzystaü moĪna nienisz-cząca metodĊ z zastosowaniem przemysłowego tomografu komputerowego (ang. Computed Tomography – CT). Ta nowoczesna metoda diagnozowania, łączy badanie rentgenowskie z zaawansowaną technologią komputerową. Badanie tomograficzne umoĪliwia ocenĊ badanego materiału oraz przeprowadzenie wielokierunkowych ana-liz. Podstawową zaletą tomografii CT jest badanie obiektów w trzech wymiarach oraz moĪliwoĞü wykonania rekonstrukcji przestrzennych. Celem artykułu jest omówienie
wykorzystania do oceny jakoĞci połączeĔ spawanych stopów aluminium. MoĪliwoĞci tomografii komputerowej przedstawiono na przykładzie próbek spawalniczych wyko-nanych metodą TIG przy róĪnych parametrach procesu. Dokonano analizy jakoĞci próbek wykazujących najmniejsze i najwiĊksze zewnĊtrzne jak równieĪ wewnĊtrzne wady spawalnicze.
Słowa kluczowe: stopy aluminium, spawanie, wady spawalnicze, tomogram Wprowadzenie
Wykonanie połączeĔ spawanych wiąĪe siĊ z bezwzglĊdnym spełnieniem wielu warunków gwa-rantujących bezpieczną eksploatacjĊ konstrukcji spawanej. Podstawowymi kryteriami są wytrzymałoĞü i własnoĞci plastyczne połączenia spawanego, łączącego poszczególne elementy kon-strukcji. Ze wzglĊdu na korzystne właĞciwoĞci aluminium i jego odgrywają istotną rolĊ we współczesnych konstrukcjach. DuĪa podatnoĞü technologiczna oraz odpornoĞü korozyjna i che-miczna, a takĪe stosunkowo niewielki ciĊĪar właĞciwy decydują o atrakcyjnoĞci projektowej tego materiału. Z powyĪszych wzglĊdów stopy aluminium wykorzystywane są w przemyĞle lotniczym, motoryzacyjnym, maszynowym elektronicznym, spoĪywczym i chemicznym oraz w innych gałĊ-ziach przemysłu. Elementy aluminiowe o złoĪonych kształtach uzyskuje siĊ poprzez obróbkĊ plastyczną (wyciskanie) blach i profili, a w procesie odlewniczym uzyskuje siĊ obudowy i korpusy maszyn. W procesie wytwarzania typowych elementów wykorzystuje siĊ natomiast spajanie za po-mocą technologii spawalniczej. Ponadto stosowane jest równieĪ zgrzewanie, lutowanie i nitowanie. Spawanie to proces łączenia termicznego materiałów głównie metali, ich stopów przez ich miej-scowe stopienie z dodawaniem lub bez dodawania spoiwa [9,11,3]. UmiejĊtnoĞü właĞciwej oceny jakoĞci połączenia spawanego jest podstawowym elementem zapewniającym jego bezpieczną i nie-zawodną eksploatacjĊ. Wraz z rozwojem nowoczesnych metod diagnostycznych pojawiła siĊ moĪliwoĞü przeprowadzenia badaĔ nieniszczących połączeĔ spawanych za pomocą tomografii
kom-1. Stopy aluminium do przeróbki plastycznej i ich właciwoci
Podstawową cechą stopów aluminium do obróbki plastycznej jest ich podatnoĞü do łączenia termicznego. Wynika ona z szeregu właĞciwoĞci z których czĊĞü ma korzystny wpływ na proces spawania a niektóre stanowią jego utrudnienie. Wysokie powinowactwo chemiczne do tlenu powo-duje, Īe w kontakcie z powietrzem powierzchnia aluminium i jego stopy pokrywają siĊ warstwą tlenku glinu Al2O3. Ta szczelna powłoka moĪe byü przyczyną powstawania wad spawalniczych
a nawet całkowicie uniemoĪliwiü wykonanie połączenia. DuĪa podatnoĞü aluminium i jego stopów do rozpuszczania gazów (np. wodoru) w objĊtoĞci ciekłego jeziorka spawalniczego, jest przyczyną powstawania wad spawalniczych, najczĊĞciej porowatoĞci. Wysoki współczynnik przewodnoĞci cieplnej stanowi utrudnienie przy miejscowym nagrzewaniu i stapianiu metalu. W związku z tym w stosunku do elementów stalowych elementy ze stopów aluminium o podobnej gruboĞci muszą byü spajane np. wyĪszym prądem spawania co ma zapewniü wiĊkszą miejscową intensywnoĞü do-starczania ciepła. Z powodu duĪego współczynnika rozszerzalnoĞci cieplnej aluminium wystĊpujący w procesie spawania skurcz jest przyczyną powstawania duĪych naprĊĪeĔ i odkształceĔ spawanych elementów oraz pĊkniĊü w spoinach [3,5]. Istotny wpływ na właĞciwoĞci mechaniczne oraz spawalnicze stopów aluminium ma ich skład chemiczny. W tabeli 1 przedstawiono charakte-rystykĊ niektórych rodzajów stopów aluminium do przeróbki plastycznej.
Tabela 1. Spawalne gatunki stopów aluminium[11,5]
Gatunek WłaĞciwoĞci
EN AW-3103 stopy aluminium z
man-ganem Al-Mn
-wyĪsza odpornoĞü korozyjna oraz lepsze właĞciwoĞci mechaniczne od czy-stego aluminium;
-obróbka plastyczna zwiĊksza właĞciwoĞci wytrzymałoĞciowe w małym stop-niu;
-właĞciwoĞci spawalnicze podobne do czystego aluminium. EN AW-5754
stop aluminium z ma-gnezem
Al-Mg
-dobre właĞciwoĞci mechaniczne oraz podwyĪszona odpornoĞü na korozjĊ, szczególnie w Ğrodowisku morskim;
-właĞciwoĞci mechaniczne zaleĪą od zawartoĞci magnezu wraz ze wzrostem za-wartoĞci Mg zwiĊksza siĊ wytrzymałoĞü i twardoĞü, natomiast obniĪa siĊ plastycznoĞü;
-obróbka plastyczna na zimno zwiĊksza wytrzymałoĞü na rozciąganie; -bardzo dobre właĞciwoĞci spawalnicze, jednak ze wzglĊdu na gorsze właĞci-woĞci plastyczne wykazują podwyĪszoną podatnoĞü na powstawanie pĊkniĊü. EN AW-6003
stop aluminium z ma-gnezem i krzemem
Al-Mg-Si
-obecnoĞü Si powoduje wzrost odpornoĞci na korozjĊ oraz właĞciwoĞci wytrzy-małoĞciowych;
-wykazują duĪą skłonnoĞü do pĊkania podczas spawania; -zaliczane są do grupy o ograniczonej spawalnoĞci. EN AW-7072
stop aluminium z cyn-kiem i magnezem Al-Zn-Mg
-bardzo dobre właĞciwoĞci wytrzymałoĞciowe; -zmniejszona odpornoĞü na korozjĊ naprĊĪeniową;
-zaliczane do stopów trudno spawalnych ze wzglĊdu na podatnoĞü do powsta-wania pĊkniĊü.
2. Podstawowe metody spawania aluminium i właciwoci spoiny
Podstawową i najczĊĞciej stosowaną metodą spawania aluminium i jego stopów jest spawanie łukiem elektrycznym w osłonie gazowej przy pomocy elektrody topliwej i nietopliwej-metoda MIG i TIG (rys1, rys.2). W metodzie tej metodzie wykorzystuje siĊ prąd przemienny o przebiegu sinu-soidalnym oraz czĊstotliwoĞci napiĊcia zasilającego 50/60 Hz. W czasie trwania jednego półokresu, gdy elektroda jest anodą a katodą jest materiał spawany, wystĊpuje zjawisko „czyszczenia katodo-wego” strefy złącza. W czasie drugiego półokresu, gdzie elektroda jest katodą nastĊpuje jej chłodzenie oraz intensywne podgrzewanie jeziorka spawalniczego i topnienie materiału. W celu zapewnienia powtarzalnego zajarzenia łuku w półokresach, stosowane są impulsy prądu o wysokiej czĊstotliwoĞci i napiĊciu w granicach 9000÷15000 V. Impulsy te jonizują przestrzeĔ gdzie zaja-rzany jest łuk, umoĪliwiając ponowne zajarzenie łuku elektrycznego z małym opóĨnieniem. Szczególnie waĪną rolĊ odgrywa to w tej połówce cyklu, gdzie elektroda stanowi biegun dodatni. W celu uzyskania skutecznego zjawiska „czyszczenia katodowego” stosuje siĊ gazy osłonowe takie jak argon, hel lub mieszaniny tych gazów, jednak to argon wykazuje siĊ najwyĪszym współczynni-kiem efektywnoĞci „czyszczenia katodowego”. Działanie gazu osłonowego polega na rozbijaniu powstałych podczas spawania warstw tlenków aluminium poprzez bombardowanie katody alumi-niowej dodatnimi jonami gazu osłonowego [11,6,10]. Istnieją równieĪ inne metody spawania ale ze wzglĊdu na ograniczone zastosowanie są one coraz rzadziej wykorzystywane. Zaletą metody TIG i MIG jest moĪliwoĞü spawania zarówno rĊcznie jak i w sposób półautomatyczny czy w pełni zau-tomatyzowany.
Rysunek 1. Przebieg procesu spawania metodą MIG [13] ħródło: [13].
Rysunek 2. Przebieg procesu spawania metodą TIG ħródło: [13].
Skład chemiczny materiału spawanego oraz kształt i typ złącza decyduje o koniecznoĞci stoso-wania okreĞlonego gatunku spoiwa [11]. Przy doborze gatunku spoiwa naleĪy uwzglĊdniaü skłonnoĞü spoiny do powstawania pĊkniĊü. Na skład chemiczny spoiny wpływa stopieĔ wymiesza-nia zastosowanego spoiwa z roztopionym materiałem podstawowym. Im mniejszy stopieĔ wymieszania tym mniejsza skłonnoĞü spoiny do powstawania pĊkniĊü. Podobnie zastosowanie spo-iwa o temperaturze topliwoĞci równej lub niĪszej od temperatury topliwoĞci materiału spawanego w znacznym stopniu zmniejsza skłonnoĞü do powstawania pĊkniĊü miĊdzykrystalicznych w strefie wpływu ciepła. Spowodowane jest to mniejszymi naprĊĪeniami skurczowymi powstającymi w czasie krystalizacji spoiny, gdy w strefie wpływu znajdują siĊ nie zakrzepniĊte fazy o niĪszej temperaturze topliwoĞci. TakĪe stosując spoiwo o wiĊkszej zawartoĞci pierwiastków stopowych moĪna ograniczyü powstawanie pĊkniĊü spoin. Im materiał spoiny jest bardziej plastyczny od ma-teriału spawanego tym mniejsze naprĊĪenia skurczowe powstające podczas stygniĊcia. Ponadto przy doborze spoiwa naleĪy uwzglĊdniü wymagania wytrzymałoĞciowe złącza spawanego, odpor-noĞü na korozjĊ i temperaturĊ pracy połączenia. Odporodpor-noĞü na korozjĊ uzyskuje siĊ poprzez zapewnienie składu chemicznego spoiny takiego jak materiału spawanego lub poprzez zastosowa-nie spoiw o duĪej czystoĞci [11].
3. Przemysłowa tomografia komputerowa
Tomografia przemysłowa przestrzenna jest obecnie najszybciej rozwijającą siĊ dziedziną badaĔ nieniszczących. UmoĪliwia ogląd i kontrolĊ zewnĊtrznych i wewnĊtrznych struktur badanego przedmiotu w przestrzeni trójwymiarowej. Tomografia komputerowa polega na wykonywaniu setek lub tysiĊcy przekrojowych rzutów radiograficznych w trakcie obrotu obiektu o 360 stopni. NastĊp-nie, za pomocą opatentowanych algorytmów, z projekcji przekrojowych wykonuje siĊ obraz przestrzenny (3D), który moĪna oglądaü pod dowolnym kątem i z podziałem na dowolnie wybrane warstwy. Obraz w tomografii powstaje w wyniku pomiaru pochłaniania przez badany obiekt pro-mieniowania rentgenowskiego. ObjĊtoĞü tego obiektu podzielona jest komórki zwane vokselami
o takim samym liniowym współczynniku pochłaniania. Utworzony obraz przekrojowy jest wiĊc iloĞciową mapą współczynnika pochłaniania w vokselach skanowanej warstwy. Rozkład współ-czynnika pochłaniania obliczany jest przez komputer za pomocą odpowiedniego algorytmu. Wiązka promieniowania X po przejĞciu przez badany obiekt pada na detektor gdzie nastĊpuje pomiar jej natĊĪenia (osłabienia). Osłabienie wiązki jest funkcją energii promieniowania i zaleĪy od gruboĞci i rodzaju materiału badanego obiektu. Zmiana natĊĪenia promieniowania równoległej wiązki o jed-nakowej energii, po przejĞciu przez obiekt opisane jest zaleĪnoĞcią [7]:
gdzie:
I-natĊĪenie promieniowania po przejĞciu przez obiekt;
I0-początkowe natĊĪenie promieniowania;
e- liniowy współczynnik absorpcji promieniowania charakterystyczny dla danego materiału i okreĞlonej długoĞci fali promieniowania X; g – gruboĞü badanego materiału;
µ-liniowy współczynnik osłabienia promieniowania jest zaleĪny od liczby atomowej i gĊstoĞci materiału obiektu.
W przemysłowych tomografach lampa i panel detektorów zajmują stałe pozycje a przemiesz-czaniu ulega badany obiekt (rys. 3). RównieĪ czas naĞwietlenia w przeciwieĔstwie do diagnozowania w medycynie nie ma wpływu na obiekt a decyduje tylko o czasochłonnoĞci badania. DziĊki tym właĞciwoĞciom tomografia komputerowa znalazła zastosowanie w ocenie jakoĞci połą-czeĔ spawanych gdzie istotą jest ujawnienie wpływających na wytrzymałoĞü nieciągłoĞci materiału, pĊkniĊü, wtrąceĔ, zanieczyszczeĔ i pĊcherzy[2,8,7,12].
Rysunek 3. Model badania przemysłowym tomografem komputerowym ħródło: [2,7,8,12].
4. Przykładowe wady spawalnicze ujawnione przy pomocy tomografu
Przykładem zastosowania rentgenowskiej tomografii komputerowej w defektoskopii jest ocena struktury wewnĊtrznej połączeĔ spawanych stopów aluminium. Wszystkie połączenia spawane mogą byü obarczone róĪnymi wadami czyli odchyleniami struktury od obowiązujących wymagaĔ. Wykorzystując promieniowanie rentgenowskie i zaawansowaną technologiĊ komputerową, moĪna przeprowadziü jakoĞciową ocenĊ badanego połączenia oraz przeprowadziü wielokierunkowe ana-lizy. Ponadto badanie pozwala na przedstawienie wad wewnĊtrznych w postaci dwuwymiarowej, jak i przestrzennej co umoĪliwia dokładną ich lokalizacjĊ (rys.4). DziĊki wygenerowanej na tomo-gramie podziałce milimetrowej moĪliwe jest szacowanie wielkoĞci zidentyfikowanych niezgodnoĞci. Na poniĪszych tomogramach podziałkĊ oznaczono literą p.
Rysunek 4. Tomogramy obrazujące strukturĊ wewnĊtrzną połączenia spawanego wykonanego metodą TIG
Tomogram (rys.4.) przedstawia połączenie spawane obarczone brakiem przetopu (a) od strony grani do głĊbokoĞci około 3 mm wystĊpujące na całej szerokoĞci próbki. Ponadto w strefie wpływu ciepła zauwaĪono pojedyncze pĊcherzyki powietrzne (b).
Rysunek 5. Tomogramy obrazujące strukturĊ wewnĊtrzną połączenia spawanego z zastosowaniem metody TIG
ħródło: [1].
Tomogram (rys.5.) przedstawia połączenie spawane obarczone niezgodnoĞcią spawalniczą do-tyczącą kształtu polegającą na nadmiarze materiału spoiny (a) od strony grani wielkoĞci około 1,5 mm na całej długoĞci połączenia.
Rysunek 6. Tomogramy obrazujące strukturĊ wewnĊtrzną połączenia spawanego z zastosowaniem metody TIG
Tomogram (rys.6.) przedstawia połączenie spawane obarczone niezgodnoĞcią spawalniczą do-tyczącą: nielicznych pĊcherzyków gazowych (a) wielkoĞci 0,2–0,8mm, kształtu polegającą na braku stopienia materiału podstawowego od strony grani (b) do głĊbokoĞci około 1 mm na całej długoĞci połączenia oraz na przesuniĊciu elementów spawanych wzglĊdem siebie. Ponadto na całej długoĞci widaü nadmierny nadlew lica spawu (c).
DziĊki obrazom transparentnym moĪna okreĞliü iloĞciowe wartoĞci wtrąceĔ gazowych i nieme-talicznych w strukturze połączenia.
Rysunek 7. Obraz transparentny próbki z widocznymi wtrąceniami niemetalicznymi (a) i brakiem przetopu od strony grani (b)
ħródło: [1].
Rysunek 8. Obraz transparentny próbki o jednolitej strukturze materiału bez widocznych wtrąceĔ, zanieczyszczeĔ i pĊcherzy gazowych
a
5. Badania własne
Do wykonania badanych połączeĔ uĪyto blach ze stopu aluminium z magnezem EN AW 5754 H22 zaklasyfikowany jako stop do przeróbki plastycznej o bardzo dobrych właĞci-woĞciach spawalniczych [11].Skład chemiczny wybranego materiału przedstawiono w tabeli 1, natomiast jego właĞciwoĞci mechaniczne zawarto w tabeli 2.
Tabela 1. Skład chemiczny stopu EN AW-5754 H22 Rodzaj pierwiastka ZawartoĞü pierwiastka [% wag.]
Mg 3,21 Mn + Cr 0,35 Mn 0,31 Fe 0,38 Si 0,30 Cr 0,04 Zn 0,05 Cu 0,06
Inne razem max. 0,15
Al PozostałoĞü
ħródło: atest producenta.
Tabela 2. WłaĞciwoĞci mechaniczne stopu EN AW-5754 H22 Stan utwardzenia WytrzymałoĞü na rozciąganie Rm [MPa] Granica plastycznoĞci Rp0,2 [MPa] WydłuĪenie A[%] H 22 229 107 15
ħródło: atest producenta.
Do badaĔ przygotowano 12 zestawów próbek. KaĪdy zestaw próbek poddawano spawaniu me-todą TIG stosując inne parametry procesu.
Ocenie poddano połączenia spawane doczołowe (rys.10) blach o gruboĞci 6 mm. Na rys.11. przedstawiono elementy odpowiednio przygotowane do połączenia metodą TIG.
Rysunek 10. Przekrój poprzeczny połączenia doczołowego ħródło: [4].
Rysunek 11. Elementy przygotowane do połączenia ħródło: opracowanie własne.
Celem badaĔ było uzyskanie spawu o jak najmniejszych wadach spawalniczych moĪliwych do oceny poprzez oglĊdziny zewnĊtrzne. Zmianom podlegało natĊĪenie prądu spawania, wydatek gazu osłonowego oraz prĊdkoĞü spawania i rodzaj spoiwa. W artykule przedstawiono wyniki badaĔ to-mografem dwóch próbek, które w wyniku oglĊdzin zewnĊtrznych wykazywały najwiĊksze (SP II pr.7) i najmniejsze( SP VIII pr.1) zewnĊtrzne niezgodnoĞci spawalnicze.
Rysunek 12. Próbki nr.: SP I pr.4; SP I pr.3; SP I pr.2 ħródło: opracowanie własne.
Tabela.3. Parametry procesu TIG dla próbek SP I pr.4; SP I pr.3; SP I pr.2 Próbka
SP I
NatĊĪenie prądu [A]
Wydatek gazu osło-nowego [l/min] Rzeczywista prĊdkoĞü spawania [m/min] Drut spawalniczy Gat./ Ğrednica 2 130 13 0,045 AlMg3 2,4 3 130 13 0,044 AlMg3 2,4 4 130 13 0,06 AlMg3 2,4
ħródło: opracowanie własne.
Argon/Elektroda WT20 / CzĊstotliwoĞü 90Hz /balans -28
Rysunek 13. Próbki nr.: SP II pr.7; SP II pr.2; SP II pr.1 ħródło: opracowanie własne.
Tabela.4. Parametry procesu TIG dla próbek SP II pr.7; SP II pr.2; SP II pr.1 Próbka SP II NatĊĪenie prądu [A] Wydatek gazu osłonowego [l/min] Rzeczywista prĊdkoĞü spawania [m/min] drut spawalniczy Gat./ Ğrednica 1 130 20 0,039 AlMg3 2,4 2 130 20 0,035 AlMg3 2,4 7 130 20 0,05 AlMg3 2,4
ĩródło: opracowanie własne.
Rysunek 14. Próbki nr.: SP VII pr.3; SP VII pr.2; SP VII pr.1 ĩródło: opracowanie własne.
Tabela 5. Parametry procesu TIG dla próbek SP VII pr.3; SP VII pr.2; SP VII pr.1 Próbka SP VII NatĊĪenie prądu [A] Wydatek gazu osłonowego [l/min] Rzeczywista prĊdkoĞü spawania [m/min] Drut spawalniczy Gat./ Ğrednica 1 130 14 0,05 AlMg5 2,4 2 130 14 0,06 AlMg5 2,4 3 130 14 0,06 AlMg5 2,4
ĩródło: opracowanie własne.
Rysunek 15. Próbki nr.: SP VIII pr.3; SP VIII pr.2; SP VIII pr. 1 ĩródło: opracowanie własne.
Tabela 5. Parametry procesu TIG dla próbek SP VIII pr.3; SP VIII pr.2; SP VIII pr. 1 Próbka SP VIII NatĊĪenie prądu [A] Wydatek gazu osłonowego [l/min] Rzeczywista prĊdkoĞü spawania [m/min] Drut spawalniczy Gat./ Ğrednica 1 140 20 0,015 AlMg5 2,4 2 140 20 0,012 AlMg5 2,4 3 140 20 0,01 AlMg5 2,4
ĩródło: opracowanie własne.
Argon/Elektroda WT20 / CzĊstotliwoĞü 90Hz /balans-10
OcenĊ próbek dokonano przy pomocy obrazów uzyskanych tomografem komputerowym firmy GE Oil&Gas model v/tome/m300 z detektorem panelowym(rys.16.). Na rys.17. przedstawiono próbkĊ zamocowaną w uchwycie tomografu.
Rysunek 16. Tomograf komputerowy firmy GE Oil&Gas model v/tome/m300 ĩródło: opracowanie własne.
Rysunek 17. Zamocowanie próbki w uchwycie ĩródło: opracowanie własne.
próbka
Uchwyt obrotowy
Rysunek 18. Tomogramy obrazujące strukturĊ wewnĊtrzną połączenia spawanego z zastosowa-niem metody TIG próbka nr- SPII pr. 7
ħródło: [1].
a
a
a
Rysunek 19. Obraz transparentny próbki nr. SPII pr.7 ħródło: [1].
Tomogram (rys.18) przedstawia połączenie spawane obarczone niezgodnoĞcią spawalniczą do-tyczącą kształtu polegającą na braku przetopu (a) od strony grani do głĊbokoĞci około 2 mm na całej długoĞci połączenia oraz na przesuniĊciu elementów spawanych wzglĊdem siebie. Natomiast obraz transparentny tej samej próbki(rys.19.) nie wykazuje wewnĊtrznych wad spawalniczych.
Rysunek 20. Tomogramy obrazujące strukturĊ wewnĊtrzną połączenia spawanego z zastosowaniem metody TIG próbka nr- SPVIII pr. 1
ħródło: [1].
Z uzyskanego tomogramu wynika, Īe połączenie nie wykazuje wad wewnĊtrznych poza poje-dynczym pĊcherzykiem powietrza o wielkoĞci około 1 mm. Ponadto na obrazie transparentnym (rys.21.) zaobserwowano pojedyncze wtrącenie niemetaliczne (b)
Rysunek 21. Obraz transparentny próbki nr. SPVIII pr.1 ħródło: [1].
6. Podsumowanie
Przedstawione przykłady wykorzystania rentgenowskiej tomografii komputerowej są dowodem na jej szerokie moĪliwoĞci przy ocenie połączeĔ spawanych. Celem badaĔ było ustalenie wpływu parametrów procesu spawania na jakoĞü otrzymanych połączeĔ. Z przeprowadzonych analiz tomo-gramów wnioskowaü moĪna, Īe zmiana gatunku drutu spawalniczego z AlMg3 (próbka SP II pr.7) na AlMg5 (próbka SPVIII pr.1) oraz podniesienie wartoĞci natĊĪenia prądu spawania z 130 na 140 A przy jednoczesnym obniĪeniu prĊdkoĞci spawania spowodowało podniesienie jakoĞci badanych połączeĔ (rys.18. oraz rys.20). Ponadto zmieniono proporcje ustawienia balansu z -28% na -10% co wpłynĊło na lepsze czyszczenie warstwy wierzchniej aluminium z tlenków utrudniających spawa-nie (rys.19. oraz rys.21.). Dalsze badania wytrzymałoĞciowe powinny potwierdziü właĞciwy kierunek zmian parametrów prowadzących do polepszenia właĞciwoĞci połączeĔ spawanych bada-nego stopu aluminium.
Bibliografia
[1] Błachnio J., Kułaszka A., Chalimoniuk M., GiewoĔ J.,WoĨny P., Raport z badaĔ, ITWL, Warszawa, 2016.
[2] Cierniak R., Tomografia komputerowa. Budowa urządzeĔ CT. Algorytmy rekonstrukcyjne. Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT. Warszawa 2005.
[3] Ciszewski A., Radomski T., Szummer S., Materiałoznawstwo, OWPW, Warszawa, 2003. [4] Czuchryj J., B. Kupisz B., Badania złącz spawanych. Przegląd metod, KaBe, Krosno, 2009. [5] DobrzaĔski L.A., Podstawy nauki o materiałach, WNT, Warszawa, 2003.
[6] Ferenc K., Nita Z., SobiĞ T., Spawalnictwo, OWPW, Warszawa, 1999.
[7] Jezierski G., Radiografia przemysłowa. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa [8] 1993.
[9] Kielczyk J., Radiografia przemysłowa. Wydawnictwo Gamma. Warszawa 2006. [10] Mizerski J, Spawanie, wiadomoĞci podstawowe, REA, Warszawa, 2008. [11] Mizerski J., Spawanie w osłonie gazów metodą TIG, REA, Warszawa, 2008. [12] Pilarczyk J., Poradnik inĪyniera. Spawalnictwo, WNT, Warszawa, 2003.
[13] Ratajczyk, E., Rentgenowska tomografia komputerowa (CT) do zadaĔ przemysłowych. Pomiary, Automatyka, Robotyka, 16(5), 2012.
QUALITY EVALUATION OF WELDED JOINTS OF ALUMINUM ALLOYS BY COMPUTED TOMOGRAPHY
Summary
The quality preparation of welded joints depends on many factors. These stand-ards define the technical evaluation of the quality of welds, which is the basis for the recognition of a connection in accordance with the requirements or defective. In prac-tice, realization of the weld joint without the defects is difficult. To control the internal structure of the connection can be used non-destructive method by using an CT (Com-puted Tomography) scanner. This modern method of diagnosis, combined X-ray with advanced computer technology. CT allows to evaluate of the test material and con-ducting multi-analysis. The major advantage of CT is the study of objects in three dimensions and the ability to perform spatial reconstruction. Aim of this article is to discuss the use of evaluate the quality of welded joints of aluminum alloys. CT possi-bility is exemplified by the samples taken by TIG welding at different process parameters. An analysis of the quality of the samples showing the smallest and largest external as well as internal welding defects.
Keywords: aluminum alloys, welding, welding defects, tomogram Piotr WoĨny
Wojskowe Zakłady Lotnicze nr 2 S.A. 85-915 Bydgoszcz, ul. SzubiĔska 107 e-mail: metrologia@wzl2.mil.pl Józef Błachnio
Instytut Techniczny Wojsk Lotniczych, ul. KsiĊcia Bolesława 6, 01-494 Warszawa 46, e-mail: jozef.blachnio@itwl.pl
