Θειούχος μορφοποίηση
Η θειούχος μορφοποίηση μετατρέπει τις επιμήκεις θειούχες ενώσεις μαγγανίου στον χάλυβα σε σφαιρικές εγκλείσεις. Γι' αυτό προστίθεται στο τήγμα ασβέστιο ή δημήτριο. Ο χάλυβας γίνεται πιο ανθεκτικός εγκάρσια προς την κατεύθυνση έλασης και σπάει πιο σπάνια στη ζώνη συγκόλλησης.
Φυσικοχημικός μηχανισμός δράσης
Στον κανονικό χάλυβα, το θείο ενώνεται με το μαγγάνιο για να σχηματίσει θειούχο μαγγάνιο (MnS). Κατά τη θερμή έλαση, αυτά τα μαλακά θειούχα επιμηκύνονται σε επίπεδα ελάσματα ή γραμμές. Αυτές οι εγκλείσεις δρουν σαν εσωτερικές εγκοπές και αποδυναμώνουν τον χάλυβα εγκάρσια προς την κατεύθυνση έλασης. Το ασβέστιο και το δημήτριο δεσμεύουν το θείο ισχυρότερα από το μαγγάνιο. Όταν προστίθενται στο τήγμα, σχηματίζονται σκληρά θειούχα ασβεστίου ή δημητρίου. Αυτά τα θειούχα δεν παραμορφώνονται κατά την έλαση και παραμένουν ως μικρές σφαίρες. Ο χάλυβας γίνεται πιο ομοιόμορφος προς όλες τις κατευθύνσεις.
Μεταλλουργική σημασία & κίνδυνοι στη συγκόλληση
Οι γραμμοειδείς θειούχες προκαλούν κυρίως ρωγμές πετάλου στη ζώνη θερμικής επιρροής. Αυτές οι ρωγμές δημιουργούνται όταν οι τάσεις συρρίκνωσης έλκουν εγκάρσια προς την επιφάνεια του ελάσματος και οι επίπεδες εγκλείσεις σχίζονται. Ιδιαίτερα εκτεθειμένοι είναι οι T-σύνδεσμοι, οι γωνιακές ραφές και τα παχιά ελάσματα με υψηλή περιεκτικότητα θείου. Οι σφαιρικές θειούχες σταματούν αυτή τη διάδοση ρωγμών, επειδή δεν σχηματίζουν επιφανειακές αδυναμίες. Ταυτόχρονα, το ασβέστιο και το δημήτριο δεσμεύουν ελεύθερο θείο. Έτσι μειώνεται ο κίνδυνος θερμών ρωγμών στη συγκόλληση. Χωρίς θειούχο μορφοποίηση, ο χάλυβας παραμένει ανισότροπος και επιρρεπής σε ρωγμές.
Πρακτική στο συνεργείο & οδηγίες δράσης
Για κατασκευές συγκόλλησης υψηλών απαιτήσεων, χρησιμοποιείτε πάντα χάλυβες με ελεγχόμενη θειούχο μορφοποίηση. Απαιτήστε από τον προμηθευτή το πιστοποιητικό ποιότητας Z κατά EN 10164 (για παράδειγμα Z25 ή Z35). Ελέγξτε την ανάλυση τήγματος: περιεκτικότητα θείου κάτω από 0,005 %, περιεκτικότητα ασβεστίου περίπου 20–40 ppm, αναλογία Ca/S μεγαλύτερη από 1,5. Συγκολλήστε τέτοιους χάλυβες με κανονική θερμική εισροή, αλλά αποφύγετε την ακραία υπερθέρμανση της επιφάνειας του ελάσματος. Σε άγνωστο παλιό χάλυβα με γραμμικό σχέδιο θειούχων, καμία προθέρμανση δεν βοηθά αξιόπιστα κατά των ρωγμών πετάλου – εδώ μόνο πρόσθετος έλεγχος του πάχους του ελάσματος ή αντικατάσταση με σύγχρονο χάλυβα λεπτόκοκκης δομής.