Każdy materiał ma utrzymać określone parametry wytrzymałościowe w konkretnych sytuacjach. W przypadku obciążeń dynamicznych tym parametrem jest udarność. Pozwala ona określić, przy jakiej sile materiał pęknie, a działanie jakiej wartości jest w stanie wytrzymać. Istnieje kilka metod badania tego parametru, a wynik nie zawsze jest jednakowy.
Z przyjemnością dzielimy się materiałem, który powstał dzięki współpracy z szkolneo.pl
Co to jest udarność stali?
Jak ocenić, czy dany produkt wytrzyma nagłe uderzenie i upadek? Skąd wiadomo, czy nogi od krzesła nie załamią się pod ciężarem tęgiej osoby, a dach samochodu nie załamie się pod ciężarem upadającego konaru? Udarność to jeden z parametrów, który ułatwia określenie wytrzymałości materiału na te i podobne zjawiska. Badana jest zarówno dla jednolitych materiałów, jak i łączeń i spawów.
Według definicji udarność to wytrzymałość na obciążenia dynamiczne o określonej energii. Badanie ma na celu wskazanie wartości energii, przy której próbka ulegnie pęknięciu. Do jej obliczenia wykorzystuje się wzór:
U=LA
gdzie:
U – parametr udarności;
L – wartość energii uderzenia podawana w J;
A – pole powierzchni przekroju, w którym prowadzone jest badanie próbki (karbu).
Jak przeprowadza się badania udarności?
Badania udarności prowadzone są za pomocą specjalistycznych maszyn, w których na próbkę oddziałuje dynamiczna energia. Próbkę ustawia się na dwóch podstawach i w połowie ich rozstawu za pomocą wahadła działa na nią określoną energią. Z reguły na próbkach pozostawia się karb, w którym spiętrza się materiał i dochodzi do pęknięcia.
Udarność jest większa dla materiałów ciągliwych, a mniejsza w kruchych. Dlatego w przypadku badania udarności stali zaleca się wykonanie próbek w różnych temperaturach. Najczęściej normy materiałowe dla stali, takie jak EN 10028-7 wskazują, żeby badania odbyły się w temperaturze – 196 stopni C i +20 stopni. Podane są też wartości, jakie próbka powinna wytrzymać.
Co ma wpływ na udarność spawu i ile powinna wynosić?
Udarność nie jest jednolita dla każdego materiału i w określonych warunkach może się zmienić. Wspominaliśmy już wcześniej o wpływie zróżnicowanej temperatury, jednak nie jest to jedyny czynnik. Na wartość tego parametru w przypadku spawania wpływają też takie czynniki jak:
- technika spawania;
- wartość energii liniowej spawania;
- zachowanie parametrów termicznych w trakcie i po spawaniu;
- obróbka mechaniczna i cieplna spawu;
- dodatkowe karby i słabsze miejsca.
Na forach internetowych i w rozmowach z technikami można znaleźć informację, że udarność stali spawanej powinna wynosić 27 J. Jednak to stwierdzenie już z założenia jest błędne, ponieważ udarność podawana jest w jednostce J/mm2. Z kolei sama wartość 27 J jest charakterystyczna dla techniki ciśnieniowej, gdzie materiały muszą minimalnie wytrzymywać taką pracę łamania.
Ile powinna wynosić udarność? Ten parametr badany dla danej próbki nie może być mniejszy, niż podaje norma i zalecenia klienta. Jeśli zamawiający życzy sobie, żeby próbka wytrzymywała wyższe parametry, należy dobrać odpowiedni materiał i jakość spawu, albo zmienić klienta.
Obliczenie udarności ma nie tylko zaspokoić zapotrzebowanie DKJ i norm materiałowych. Badania pozwolą określić, czy jakość produkowanych materiałów nie spada, a krzesło nadal będzie wytrzymywało ciężar tęgiej osoby.
