Heterogenní svary trubek - porovnání technologií

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá porovnáním technologií pro vytváření heterogenních svarových spojů trubek z materiálů používaných v jaderné energetice. Hlavním cílem bylo vyhodnotit technologický potenciál a kvalitu provedení tří různých metod: laserové-ho svařování bez přídavného materiálu (LW), orbitálního TIG svařování (OR) a ručního laserového svařování s přídavným drátem (HLW). Dále bylo posouzeno, zda mohou tyto metody představovat vhodnou alternativu ke konvenčně používané orbitální TIG techno-logii při spojování nátrubků parogenerátorů. V teoretické části práce jsou popsány základní principy jednotlivých svařovacích me-tod, včetně jejich výhod, omezení a typických oblastí použití. Byla popsána problematika heterogenních svarových spojů a poznatky různých autorů, kteří se touto problematikou zabývali. Experimentální část zahrnovala přípravu svarových vzorků z nízkouhlíkové nelego-vané oceli P265GH a korozivzdorné austenitické oceli 1.4541. Pro orbitální TIG svařování (OR) byla použita automatizovaná svařovací hlava MUIV 115 a zdroj Polysoude P6 s ex-terním podavačem drátu Exaton Ni72HP. Nejdříve došlo k vytvoření kořenové vrstvy a následně k vrstvě krycí. S ohledem na úhel a polohu při svařování byly upraveny parame-try. Při ručním laserovém svařování (HLW), které realizovala firma ARC-H a.s. pomocí zařízení Larisa s výkonem 2kW, byl rovněž použit přídavný drát Exaton Ni72HP. Postup-ně došlo ke změně parametrů výkonu a rychlosti otáčení sklíčidla a rozkmitu laserového paprsku. Jednotlivé vzorky byly vyráběny postupně s cílem nalézt kombinaci parametrů zajišťující kvalitní svar. Metoda laserového svařování bez přídavného materiálu (LW) byla provedena pomocí diskového laseru o výkonu 4kW, přičemž rotace trubky byla zajiš-těna elektromotoricky poháněným sklíčidlem při konstantní poloze laserového paprsku. U všech metod byly svařovací parametry upravovány - zejména výkon, rychlost po-suvu, otáčky, rozkmit paprsku a nastavení podle polohy svaru. Kvalita spojů byla násled-ně hodnocena pomocí tahových zkoušek, měření tvrdosti a metalografické analýzy s cí-lem posoudit mechanické vlastnosti, strukturu, změny v přechodové oblasti a případné defekty. Na základě provedených zkoušek bylo zjištěno, že obě varianty laserového svařování (ruční i bez přídavného materiálu) jsou možnou alternativou vůči orbitálnímu TIG svařo-vání. Laserové metody nabízejí výhody ve formě vyšší rychlosti, opakovatelnosti a tech-nické proveditelnosti. Laserové svařování, a především ruční laserové svařování by moh-lo nahradit původní technologii. Výsledky potvrzují potenciál laserového svařování pro praktické využití v jaderné energetice i dalších odvětvích.