Mirosław Łomozik - Morfologia i własności plastyczne obszarów strefy wpływu ciepła w stalowych złączach spawanych w aspekcie użycia ściegów odpuszczających

AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2007

Praca habilitacyjna dr inż. M. Łomozika w syntetyczny sposób ujmuje zagadnienia dotyczące morfologii i własności plastycznych strefy wpływu ciepła w stalowych złączach spawanych w warunkach zastosowania ściegów odpuszczających. W części teoretycznej przeprowadzono analizę literatury dotyczącej problematyki pracy. Przedstawiono wpływ spawalniczych cykli cieplnych na zmiany strukturalne w obszarze SWC stali niestopowych i niskostopowych. Scharakteryzowano poszczególne obszary strukturalne w SWC złącza spawanego takie jak:: obszary gruboziarniste CGHAZ, ICCGHAZ, SRCGHAZ oraz obszar drobnoziarnisty FGHAZ. Ponadto przedstawiono charakterystykę procesu spawania z użyciem tzw. ściegów odpuszczających. W sytuacji, kiedy ze względów technicznych przeprowadzenie po spawaniu konwencjonalnej obróbki cieplnej złącza jest ograniczone lub niemożliwe (np. podczas spawania remontowego), skutecznym sposobem zapewniającym odpowiednio wysokie własności plastyczne obszaru SWC jest zastosowanie podczas spawania ściegów odpuszczających. Metoda ściegów odpuszczających polega na takim sposobie i takiej kolejności wykonywania poszczególnych ściegów spoiny, aby w wyniku regulowanego cyklu cieplnego spawania spowodować odpuszczenie struktur hartowania w obszarach SWC poprzednio wykonanych ściegów zarówno w spoinie jak i w spawanej stali. Następnie wyjaśniono istotę ściegów odpuszczających oraz opisano różne odmiany technik spawania z użyciem ściegów odpuszczających. Na końcu części teoretycznej przedstawiono własności plastyczne stali z symulowanymi obszarami strefy wpływu ciepła. Na wstępie części dotyczącej badań własnych określono cel i zakres badań oraz sformułowano tezę pracy. W części badawczej można wyróżnić trzy główne kierunki badań własnych . Są to;

• pomiary cykli cieplnych spawania,
• modelowanie pól temperatury w obszarach SWC stali przy pomocy programu ANSYS,
• badanie zmian własności SWC stali pod wpływem wielokrotnych cykli cieplnych w oparciu o technikę symulacji.

W części pracy dotyczącej modelowania numerycznego przy użyciu ANSYS przedstawiono:

• modelowanie pól temperatury w SWC w warunkach napawania bez podgrzewania wstępnego i porównano uzyskane wyniki do danych eksperymentalnych,
• opracowanie koncepcji modelu geometrycznego i wygenerowanie siatki obliczeniowej do modelowania procesu spawania;
• modelowanie pól temperatury w obszarze SWC w czasie spawania bez i z podgrzewaniem wstępnym,
• modelowanie numeryczne wielokrotnych cykli cieplnych przy spawaniu wielowarstwowym uwzględniające warunki spawania remontowego.

W ramach badania zmian własności SWC stali pod wpływem wielokrotnych cykli cieplnych w oparciu o technikę symulacji przeprowadzono:

• symulowanie wielokrotnych cykli cieplnych spawania odwzorowujących różne obszary strukturalne w SWC,
• badania pracy łamania symulowanych obszarów SWC,
• badania twardości symulowanych obszarów SWC,
• badania metalograficzne mikroskopowe symulowanych obszarów SWC.