Από τον Γιάννη Ωραιόπουλο

Συχνά ακούμε ή διαβάζουμε για μια περιοχή γύρω από την ραφή συγκόλλησης που λέγεται Θερμικά Επηρεαζόμενη Ζώνη – ΘΕΖ. Μάλιστα είναι τόσο σημαντική η αναγκαστική παρουσία της εκεί ώστε οι μελετητές και οι μηχανικοί συγκολλήσεων όταν μιλούν για ποιότητα συγκόλλησης εκτός από τόν έλεγχο της κυρίως ραφής ζητούν και τον έλεγχο αυτής με τήν μορφή κυρίως της σκληρομέτρησής της. 

Για να πετύχουμε με ηλεκτρικό τόξο μια αυτογενή συγκόλληση, θα πρέπει να μεταφέρουμε μέσω τηκόμενου ή μή τηκόμενου ηλεκτροδίου αρκετά υψηλή ενέργεια η οποία θα τήξει τα προς συγκόλληση μέταλλά μας. Η ενέργεια αυτή εκδηλώνεται με την μορφή θερμοκρασίας και μπορεί να μετρηθεί ανά μονάδα μήκους της ραφής μας. Ειναι μια πολύ σημαντική παράμετρος επειδή, όπως η προθέρμανση και θέρμανση ενδιάμεσα των πάσων, μας επηρεάζει την ταχύτητα ψύξης της ραφής και κατά συνέπεια τις μηχανικές ιδιότητες καθώς και την μεταλλουργική δομή τόσο της ραφής μας όσο και της ΘΕΖ.

Η ΘΕΖ είναι η περιοχή που αρχίζει από το όριο της ραφής, εκτείνεται δεξιά και αριστερά κατά μήκος της, σε πλάτος αρκετά χιλιοστά και είναι η ζώνη όπου η υψηλή θερμοκρασία του τόξου έχει επηρεάσει και μεταβάλλει την δομή του μετάλλου. Έχει αλλάξει την μορφή και το μέγεθος του κόκκου του μετάλλου. Αυτή η μεταβολλή επηρεάζει την αντοχή του υλικού στο σημείο αυτό και είναι σημαντικό να γνωρίζουμε, εφ όσον είναι αδύνατον να μήν συμβεί, από ποιούς παράγοντες επηρεάζεται ώστε να μειώσουμε όσον το δυνατόν τό φαινόμενο αυτό. Οι παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος της ΘΕΖ είναι:

α) Η διαδικασία συγκόλλησης
β) Ο τύπος και το μέγεθος του ηλεκτροδίου
γ) Οι ρυθμίσεις του ρεύματος
δ) Η ταχύτητα συγκόλλησης και ο αριθμός των πάσων
ε) Το πάχος του υλικού
στ) Ο τύπος του υλικού
ζ) Η περιεκτικότητα του άνθρακα
η) Η προθέρμανση
θ) Η θερμοκρασία του περιβάλλοντος

Η μελέτη των ανωτέρω θα μας δώσει μια αποδεκτή ή όχι ΘΕΖ. Όταν η κατασκευή δέχεται χαμηλές καταπονήσεις τότε η ΘΕΖ έχει μικρή σημασία. Το αντίθετο όταν υπάρχουν υψηλές τάσεις και φορτίσεις. Γενικά μιά λεπτόκοκκη κατασκευή είναι ως επί το πλείστο επιθυμητή επειδή παρουσιάζει καλλίτερες μηχανικές ιδιότητες χωρίς πάντα υπερβολές για να μην οδηγηθούμε σε σκληρή εύθραυστη μαρτενσιτική κατασκευή. Αύτά είναι θέματα μηχανικού. Σαν ηλεκτροσυγκολλητές πρέπει να ἐχουμε υπ όψιν ότι καλό είναι να αποφεύγουμε τα μεγάλα και φαρδιά πάσα και να προτιμούμε τα γρήγορα και μικρότερα. Έτσι, το κάθε επόμενο πάσο λειτουργεί κατά κάποιο τρόπο σαν αποτατική ανόπτηση των προηγουμένων, που επαναφέρει κατά το δυνατόν την δομή του μετάλλου στην μητρική του κατάσταση. Τα μεγάλα και φαρδιά κορδόνια αφήνουν πιό πολυσύνθετη και φαρδιά ΘΕΖ από ότι τα γρήγορα και στενά. Εξ άλλου δεν πρέπει να μας διαφεύγει ότι όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα συγκόλλησης τόσο μικρότερη η θερμική καταπόνηση του μετάλλου.

Η θερμοκρασία που προσδίνουμε σε μια ραφή σε j (τζάουλ) ισούται με
E = 60 x U x I / 1000 S όπου
Ε = Θερμοκρασία σε kj/mm
U = Η τάση του τόξου
Ι = Τα αμπέρ του τόξου
S = Ταχύτητα συγκόλλησης mm/min

Πηγή: Ο κόσμος της συγκόλλησης