| Opis: | V doktorski disertaciji so predstavljeni rezultati obsežnega programa lomno mehanskih
preizkusov zvarov z izrazito heterogenimi mehanskimi lastnostmi. Namen tega
eksperimentalnega programa je bil določitev lomne žilavosti za heterogene zvare. Uporaba
standardnih metod za določitev lomne žilavosti v takšnem primeru daje precenjeno ali
podcenjeno lomno žilavost zvarov, kar vodi do napak pri oceni celovitosti konstrukcij. To je
poseben izziv, ki do danes ni povsem razrešen. Razlog je ta, da regije zvara z različnimi
mehanskimi lastnostmi vplivajo na razvoj polja deformacij na konici razpoke in posledično na
gonilno silo za razvoj razpoke. Z namenom, da se ta izziv reši, so bili zvari najprej detajlno
preučeni, kot je opisano v 2. poglavju te disertacije.
Pri eksperimentalnem delu, ki je bilo opravljeno v sklopu te raziskave, so bili najprej
pripravljeni vzorčni zvari. Ti so bili izdelani z varjenjem plošč iz nizko legiranega visoko
trdnostnega jekla S690 QL, ki se v industriji pogosto koristi za gradnjo zahtevnih konstrukcij.
Za varjenje je bil uporabljen MAG postopek. Posebna značilnost izdelanih zvarov je ta, da sta
pri izdelavi bili uporabljeni dve varilni žici, ki sta se razlikovali po mehanskih lastnostih. Prva
varilna žica je imela višjo mejo plastičnosti, druga pa nižjo v primerjavi z osnovnim
materialom. Meje plastičnosti uporabljenih varilnih žic so se v tem primeru razlikovale več kot
30 % glede na mejo plastičnosti osnovnega materiala. Na ta način so bile v vzorčnih zvarih
umetno poustvarjene povečane neenakosti v trdnosti posamičnih regij zvara. Natančneje, pol
žleba, ki je bil izdelan na ploščah pred varjenjem, je bilo polnjenega z varilno žico, ki ima višjo
trdnost. Druga polovica žleba je bila polnjena z varilno žico, ki ima nižjo trdnost. Takšno stanje
se v praksi pogosto ustvari pri popravljanju obstoječih zvarov, kjer se za popravilo uporabi
drugačna elektroda ali varilna žica kot za izdelavo zvara. Za primerjavo so bili izdelani še
zvari, ki so bil polnjeni samo z eno varilno žico. Izdelani zvari so bili detajlno preučeni. Najprej
so bile opravljene metalografske preiskave, ki so pokazale na povečano vsebnost bainita in
martenzita v mikrostrukturi. Omenjena mikrokonstituenta sta posledica kompleksne termalne
zgodovine zaradi varjenja z več varki in pomembno vplivata na trdnost zvarnega materiala. V
naslednjem koraku so bile opravljene meritve trdote po Vickersu na vzorcu zvara. Opravljene
meritve so pokazale velika nihanja trdote med regijami v osnovnem stanju in pogretimi regijami
posamičnih varkov. Povečana trdota je bila opažena tudi v toplotno vplivanem področju (TVP).
To nakazuje, da je med varjenjem prišlo do utrjevanja TVP. Dodatno so bile določene lokalne
mehanske lastnosti v posameznih regijah zvara z nateznim testiranjem miniaturnih
preizkušancev. Preizkusi so pokazali, da mehanske lastnosti, v smislu meje plastičnosti in
natezne trdnosti, nihajo v zvaru skladno z izmerjeno trdoto. Hkrati so rezultati preizkusov
pokazali, da material zvara z višjo trdnostjo kaže dodatno utrjevanje v pogretem področju.
Nasprotno je bilo opaženo pri testiranju materiala zvara z nižjo trdnostjo. V tem primeru pride
do mehčanja materiala v pogretem področju. Največji meji plastičnosti in natezne trdnosti sta
bili izmerjeni v finozrnatem delu TVP. Dodatno so bili izvedeni še natezni preizkusi standardnih
nateznih preizkušancev valjaste oblike. Ti preizkusi so podali povprečne mehanske lastnosti
materiala v zvaru in osnovnega materiala. Rezultati teh preizkusov so pokazali relativno dobro
ujemanje z rezultati miniaturnih nateznih preizkusov. To pomeni, da je za poenostavljene
analize heterogenih zvarov možno koristiti povprečne mehanske lastnosti za izdelavo
materialnih modelov, ki se kasneje uporabljajo v simulacijah po metodi končnih elementov ali
v analitičnih modelih za oceno celovitosti konstrukcij v skladu s standardom BS 7910. V
naslednjem koraku so bili izvedeni preizkusi u |
|---|
