Grundvallaratriði suðutækni
Suða er sambinding málma með sama eða svipaða samsetningu undir áhrifum hita, með eða án þess að bætt sé við sama eða svipuðum málmi. Með suðu eru hlutir tengdir óaðskiljanlega innbyrðis þannig að eitt heildstætt eining verður til. Góð suða gerir ráð fyrir nánu sambandi, sem næst aðeins ef grunnefnið bráðnar einnig á suðustaðnum (suðusvæðinu).
Rafbogasuða
Fyrir stálmannvirki kemur fyrst og fremst til greina rafbogasuða, þar sem nauðsynlegur hiti fæst með rafboganum. Boginn myndast milli grunnstykkisins og svonefndrar rafsuðuvírs, sem bráðnar við það og gefur viðbótarefni. Rétt val á viðbótarefni (rafsuðuvír) hefur mestu áhrif á eiginleika suðutengingarinnar. Rafsuðuvírar eru valdir eftir einkennandi styrkleika grunnsins sem á að suða. Val á rafsuðuvírum og ákvörðun suðuskilyrða krefst fagþekkingar, og þess vegna hefur verið stofnuð stofnun sérmenntaðra „verkfræðinga sérfræðinga í suðutækni“, sem hafa meðal annars það hlutverk að hafa eftirlit með suðuvinnu og endurnýja vottanir suðumanna reglulega.
Gaswelding og skurður
Við gassuðu er nauðsynlegur hiti framleiddur með bruna gass, þannig að grunn- og viðbótarefni bráðna. Mikilvægara er skurðurinn. Skurðbrennari hefur, auk hitarörsins sem virkar eins og við suðu, einnig annað rör fyrir súrefnisskurð. Stál, sem er hitað með heitum loga, er brennt í gegnum og blásið í sundur með súrefnisstraumi. Skurðurinn gefur sléttar og nákvæmar fleti sem nægja í mörgum tilgangi stálvirkja án frekari vinnslu.
Suðuhæfni
Við mat á soðnum samskeytum þarf að hafa í huga að samsetning viðbótarefnisins, sem og grunnefnisins, getur breyst talsvert við suðuferlið. Mikilvægt er einnig breyting á byggingu – milli bráðna saumsins og óbreytts grunnefnis er, eftir því hversu mikil hitunaráhrifin eru, svæði með mismunandi byggingu og þar af leiðandi mismunandi eiginleikum. Við sauminn er svæði þar sem grunnefnið bráðnaði (bræðslusvæðið) og þar sem tengingin milli suðusvæðisins og grunnefnisins fer fram. Svæðið í kringum efnið er einnig enn mjög hitað, þó að þar hafi bræðslumarkið ekki lengur náðst. Í þessu ofhitnunarsvæði verða miklar breytingar á byggingu, þannig að það ræður oft úrslitum um eiginleika alls soðna samskeytisins.
Sprungumyndun í suðu þýðir að sprungur myndast í suðusaumnum, sem verða annaðhvort strax eftir suðu enn við háan hita eða jafnvel fyrst við kólnun á svæði blárar glóðar (við um 300 °C). Sprungumyndun er að verulegu leyti eiginleiki rafstanga; hún kemur nær eingöngu fram hjá húðuðum rafskautum, sem eru einmitt mikilvæg fyrir stálvirki. Til að sprungur myndist þurfa tvö skilyrði að vera uppfyllt, nefnilega miklir spennur vegna suðuferlisins eða annarra ytri áhrifa, sem og aukin stífleiki efnisins.
Auk málmvinnslubreytinga í samsetningu og uppbyggingu efnisins eru einnig mikilvægir eðlisfræðilegir ferlar sem tengjast miklu magni varma sem við suðu er leitt inn í efnið og þeim háu hitastigum sem þar nást. Upphitun fer ekki fram jafnt, heldur aðeins á þröngt afmörkuðum svæðum. Varmavíkkun sem tengist upphitun er hindruð af innri spennu í upphituðu svæði óupphitaðs efnis. Auk þess kemur til ytri spennu, þar sem hlutarnir verða að vera fast klemmdir við suðu, og því myndast plastísk þjöppun við upphitun. Við kælingu dregst saumur og nágrenni hans saman mest (samdráttur). Við kælingu verða vegna hindraðrar lengingar að myndast þvingaðar spennur (samdráttarspennur). Með forupphitun hluta sem eru soðnir við 200 oC til 300 oC má hægja verulega á kælingu. Vegna minni áhrifar herðingar fæst betri myndun byggingar, hörðnun verður minni.
Prófun á efnum og suðuvinnu
Almennt: Þar sem gæði suðuvinnu eru háð fjölda aðstæðna, og ekki síst hæfni og áreiðanleika sérhæfðs starfsmanns, er nauðsynlegt að hafa náið eftirlit og prófun á allri suðuvinnu. Af prófunum eru nefndar þær sem miða að því að ákvarða suðuhæfni efna og rafskauta, samanburð á suðuskilyrðum og suðuaðferðum fyrir tiltekið tilvik, prófun sýna o.s.frv.
Mynd 1 - Beygjupróf á soðnu samskeyti
Beygjupróf á soðsaumi: Þetta er beygjupróf á einfaldri bjálka með rétthyrndum þversniði (mynd 1), þar sem hálfhringlaga unnin lengdarrenna í togfíbernum er soðin upp aftur með einu lagi, og það við stofuhita. Saumurinn veldur mikilli lækkun á aflögunarhæfni, þannig að sýnin brotna oft algerlega stökklega og snögglega. Beygjuhornið er stærra hjá þunnum plötum og minnkar með þykkt plötunnar.
Þol gegn skoru: Við beygjupróf á saumnum koma yfirleitt fyrst fram sprungur í saumnum, þannig að brothætt brot verður. Grunnefnið verður að geta tekið við því álagi sem kemur skyndilega fram við brothættan rofnað saumsins. Krefjast ber að sprungan í suðusvæðinu breiðist ekki hratt út í grunnefnið, heldur megi hún aðeins vaxa hægt. Grunnefnið verður að vera nægilega seigt til að taka við þessu skyndilega álagi, og þessi hæfni verður að haldast að einhverju marki jafnvel við lágt hitastig. Þol gegn skoru, eins og aðrir vélrænir eiginleikar, fer að miklu leyti eftir hitastiginu sem prófið er framkvæmt við. Við lágt hitastig, t.d. undir 0 °C, getur það fallið niður í hluta af gildinu við 20 °C. Staðsetning þessarar skyndilegu lækkunar er mikilvæg við mat á efni. Fyrir soðin stálvirki er í dag krafist efnis með góða öldrunarþol, þ.e. miklum höggþoli með skoru á kaldteygðum sýnum.
Mynd. 2 - Aflögun við spennuástand í skorum
Hörku: Mikilvægt er að athuga hörkufyrirbæri á suðusvæðinu. Mikilvægt er að þekkja harðnunaraukninguna, því lengingin við brot minnkar hratt með aukinni hörku (mynd 3), en togþolið σB hækkar nánast í hlutfalli við Brinell-hörkuna HB. Fyrir byggingarstál er að jafnaði σB = 0,36*HB. Eitt dæmi um hörku aðals hornsaums I-bitans er sýnt á mynd 4. Á umbreytingarsvæðinu eru miklir hörkumunir á mjög litlum fjarlægðum. Hörkuflæðið fer eftir myndaðri byggingu. σ-ε-l línan breytist á svipaðan hátt með hörku og spennuástandi raufar (mynd 2).
Mynd 3 - Brinell-hörku og lenging
Mynd 4 - Harðleiki á suðusvæðinu í hálsi á soðnum I-bita
Óeyðileggjandi prófun á fullunnum soðnum samskeytum
Röntgenmyndun – Við röntgenmyndun á litlum þykktum má gera röntgenmyndina sýnilega á einum skjá. Í stað röntgengeisla má nota gammageisla frá geislavirkum efnum. Röntgenmyndin gerir kleift að álykta um gæði suðunnar. Innslagin gjall eða holur, sem og gallar í tengingu og sprungur, má þannig greina og í viðkomandi tilfellum fjarlægja.
Segulstraumur – Segulsvið er myndað í þeim hluta stálsins sem er til skoðunar og þá raðast áborin spónn eftir segulsviðinu. Af hugsanlegum óreglum í segulsviðinu má greina sprungur. Aðferðin er sérstaklega árangursrík til að finna yfirborðssprungur, en fremur ónæm gagnvart gjallinneslutum og holum, sem og gagnvart sprungum sem eru inni í þykkari plötum.
Ultrahljóðrannsókn – Ofurstuttar hljóðbylgjur endurkastast ekki aðeins af jaðaryfirborðum heldur einnig af skilflötum inni í efnið, svo sem sprungum eða samlímingum.