MATĚJEK, M. Svařování trubek z CrMo oceli [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2019.

Posudek vedoucího

Kubíček, Jaroslav

Diplomová práce Bc. Martina Matějky obsahuje 45 stran textu, obrázků a celkem 7 příloh. DP je věnována problematice svařování CrMo ocelí na rámech závodních motokár. V úvodní části je uveden rozbor možností svařování a charakteristika svařitelnosti oceli. Rozsah experimentu, který byl zpracován dle návrhu studenta je dostačující. Vlastní experiment byl zpracován ve spolupráci s firmou SW Motech, kde byly vzorky trubek svařeny. V rámci experimentu bylo provedeno hodnocení pevnostních a strukturních charakteristik svarů. Bylo provedeno ekonomické hodnocení svařování. DP je psána technicky správným jazykem, s podporou dostatečné obrázkové dokumentace. Bc. Martin Matějka využívala možností konzultací, technické podpory vedoucího i cílených dotazů.

Posudek oponenta

Sigmund, Marian

Ve svém oponentním posudku diplomové práce, musím úvodem pro upřesnění zohlednit základní výhrady k zadání a tématu "Svařování trubek z CrMo ocelí", dle mého názoru se spíše jedná o "Ověření svařitelnosti CrMo oceli používané pro konstrukci rámů motokár". Následně v obecných cílech má být proveden rozbor součastného stavu konstrukce rámů motokár? Očekával bych v této kapitole mimo v experimentu uvedených obrázků svarů předního i zadního závěsu, například 3D model nebo výkresy se svary, případně nějaký druh výpočtu celého rámu, se zaměřením na tyto exponované části řešené v experimentu. Předpokládám že se jedná o pevnostní svary, tudíž pro ně z hlediska praktické přípravy a realizace svařování, budou platit určité vyšší požadavky na kvalitu prováděných svarů. Tímto krokem by se na začátku před realizací experimentu stanovily například kritéria přípustnosti vad a i následně z hlediska prováděných a dokumentovaných zkoušek určité požadavky. Předpokládám, že student si téma vymyslel sám a podle vlastního uvážení si zajistil svaření ve spolupracující firmě a celý postup, včetně provedení a vyhodnocení jen popsal. Z tohoto důvodu mám k diplomové práci po odborné i praktické stránce více dotazů a připomínek. Konkrétně základní materiál 25CrMo4 v úvodu řečeno, že není nutno předehřívat, ale dosazení do výpočtu teploty předehřevu k potvrzení chybí. Stím by se i v případě tenkostěnných trubek dalo souhlasit, ale veškeré dostupné odborné zdroje uvádí, že se svar po svařování musí žíhat ke snížení pnutí. To provedeno nebylo, obojí buď předehřev nebo následné tepelné zpracování by zjemnilo mikrostrukturu a vyloučilo nepříznivé struktury z hlediska svařitelnosti. A to úplně studentovi promíjím, že trubky z tohoto materiálu byly svařování neekvivalentním přídavným materiálem. Byl použit nelegovaný přídavný materiál i když renovovaní výrobci přídavných materiálů pro tuto ocel doporučují spíše chrom-molybdenový nízkolegovaný přídavný materiál bližší základnímu. To vše chybí proto ve výsledku celá práce působí jen jako experimentální ověření, zda tento základní materiál půjde svařit či ne. Ve svém posudku se proto svými výhradami po odborné i praktické stránce, spíše zaměřím k doporučením pro studenta, které mu jistě budou mnohem prospěšnější pro praxi. Sama diplomová práce je rozdělena do dvou na sebe navazujících částí, a to části teoretické a praktické. V teoretické části student zpracoval literární rešerši o svařování elektrickým obloukem, včetně obecné rešerše v experimentu prezentovaných technologií GTAW a GMAW, bohužel rozbor stavu konstrukce rámu motokáry zde není. Následuje obecný soupis možných nedestruktivních i destruktivních zkoušek k ověření kvality svarového spoje bez ohledu na požadavky výrobkových norem či konstrukce z hlediska výpočtů, případně provozuschopnosti a požadavků zákazníka na tyto konkrétní svařované díly. V praktické části následuje svaření vzorků ve spolupracující firmě nejdříve technologií GMAW a poté technologií GTAW. V této části jsou zobrazeny tabulky s parametry svařování, ale o v pravém smyslu parametry svařování se bohužel nejedná. Chybí uvedení svařovacího proudu, svařovacího napětí, rychlosti podávání drátu atd., tak aby se případně dalo vypočítat vnesené teplo do svaru. Rovněž chybí mnohé technologické informace pro svářeče, aby bylo možné vůbec zhotovit úkos, svar sestavit-sestehovat a svařit. Jedná se zejména o informace zda má být zda má svařovat jednovrstvý nebo dvouvrstvý svar, v jaké poloze svařovat, včetně průtoků plynů a mnoho dalších proměnných vyplývající z technologického postupu svařování tzv. pWPS nebo WPS. Možná by bylo vhodnější uvést pWPS, podle které se svařovalo do přílohy pro lepší orientaci v použitých parametrech svařování. Pokud se podle mého názoru jedná o pevnostní svary musely by být podle tohoto postupu nakvalifikovány. Protože některé zkoušky nutné pro splnění podmínky kvalifikace byly provedeny v experimentu podle mého názoru možná spíše nenakvalifikovány. V další části diplomové práce je popsána příprava jednotlivých vzorků pro metalografii, konkrétně hodnocení mikrostruktury a následně makrostruktury. V hodnocení makrostruktury je konstatováno, že se jedná o menší provaření základního materiálu? Já bych spíš řekl ,že se u obou svarů obou technologií svařování jedná o neprůvar koutového svaru a tím pádem potenciální riziko iniciace trhliny při zatížení. Toto tvrzení je nasnadě, protože se jedná o jednovrstvý koutový svar natupo bez úkosu, tudíž plně neprovařitelný. Pokud se opět jedná o jednovrstvé tupé svary hrozí nebezpečí opět neprůvarů. Pokud se jedná o pevnostní svary musí být i trubky před svařování sestaveny pro plný průvar podle ve pWPS stanoveného designu přípravy svarových ploch. Prakticky aby svářeč plně provařil trubku tloušťky stěny 2 mm natupo, bez úkosu musí zde být malá kořenová mezera a použit menším průměr přídavného materiálu. Rozhodně musí svařovat na dvě vrstvy. Trubky by po svaření musely být podrobeny nejdříve nedestruktivnímu zkoušení konkrétně minimálně vizuální a RTG kontrole k odhalení případných neprůvarů a až v případě vyhovujících vzorků by mělo cenu pokračovat k destruktivním zkouškám. Nevím proč nejsou v hodnocení makrostruktury vyhodnoceny rovněž tupé svary, když byly provedeny? V mikrostruktuře tepelně ovlivněné oblasti jak svaru svařovaného metodou GMAW, tak ve svaru svařovaného metodou GTAW byla správně vyhodnocena nepříznivá mikrostruktura. V experimentu ověřovat celistvost svaru destruktivní zkouškou, konkrétně tahovou i na upravených vzorcích se mi zdá poněkud nepraktické. Z výsledků tahových zkoušek plyne, že k lomu došlo v TOO nebo svarovém kovu? Bez provedení rentgenu a s vědomím, že v makro a mikrostruktuře jsou vady bych toto s jistotou tvrdit nemohl. Navíc chybí vyhodnocení tažnosti? V další části práce je vyhodnocení mikro-tvrdosti, které ověřilo hodnocení mikrostruktury. Stejně jako u makrostruktury nevím z jakého důvodu jsou hodnoceny jen koutové svary a ne pro srovnání i tupé svary když byly svařeny? Z ekonomickém hodnocení není stanoven žádný závěr, včetně zohlednění pořizovacích nákladů na jmenované svařovácí zařízení a případně další investice které vyplynou z požadavků na kvalitu prováděných svarů definovaný konstrukcí svaru. V závěru je zmínka o vneseném teplu a to v experimentální části nikde vypočteno nebylo. Konkrétně celý tepelný režim není jen vnesené teplo z procesu svařování, který by ovlivnil výsledné nepříznivé struktury v tepelně ovlivněné oblasti. I přesto, že mám k této diplomové práci více otázek než pokládám v dotazech k obhajobě, některé jsem se snažil vysvětlit ve svých doporučeních, prokázal student určité znalosti teoretických poznatků, získaných při studiu dané oblasti oboru strojírenské technologie a proto tuto práci doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 117329