Beszámoló a Nemzetközi Hegesztési Intézet 74. Közgyűléséről

A 2020. év elején kitört és 2021 évben változatlan erővel pusztító COVID-19 világjárvány a Nemzetközi Hegesztési Intézet (IIW) munkájára is jelentős hatást gyakorolt. Az IIW döntéshozóit komoly kihívások elé állítva az eredetileg Genova-ba tervezett 74. Közgyűlés és Nemzetközi Konferencia megrendezésére – hasonlóan a 2020. évi rendezvényekhez – online formában került sor.

Az IIW genovai Titkársága 2021. évben is az Aristea International s.r.l. rendezvényszervező céget bízta meg a rendezvény online térben történő előkészítésével és lebonyolításával. Összességében megállapíthatjuk, hogy a 2020. évi rendezvényhez hasonlóan magas színvonalon került sor a közgyűlés lebonyolítására, valamint stabil és jól működő rendszer segítette a delegátusok munkáját.

Az ülésekre az előzetes programterv alapján közép-európai időszámítás szerint 13:00 – 16:00 között került sor. A hazai szakembereket, ill. a hegesztésben érintett szakmai közösségeket Prof. Dr. Jármai Károly egyetemi tanár (Miskolci Egyetem), a MAHEG IIW MNB elnöke, Borhy István a MAHEG IIW MNB titkára, Dr. Dobránszky János tudományos tanácsadó (MTA-BME Kompozittechnológiai Kutatócsoport), Dr. Gáspár Marcell egyetemi docens (Miskolci Egyetem), és Tóth Tamás (TU Braunschweig, Institute of Joining and Welding) regisztrált résztvevőként képviselte. A szakemberek részvételét a MAHEG és az MHtE Alapítvány támogatta.

2021. július 7-én került sor a General Assembly ülésre, ahol Magyarországot és a magyar tagszervezetet, a MAHEG-et, Dr. Jármai Károly professzor, és Borhy István delegátusok képviselték. A MAHEG elnökének döntése értelmében ez évben lehetőséget biztosítottunk a korábbi és jelen Elnökség, a Felügyelő Bizottság, és a delegátusok számára, hogy az online térben zajló eseményt az Óbudai Egyetem Népszínház utcai Díszterméből kísérjék figyelemmel. Az IIW MNB meghívására számos szakember a helyszínen kivetítve kísérhette figyelemmel a megnyitó rendezvény és a Közgyűlés eseményeit.

A Közgyűlés a nemzeti delegátusok részvételével, az előzetes napirend szerinti előterjesztéseket megtárgyalva, online szavazással döntöttek az alábbi kérdésekről. A Közgyűlésen David Landon (USA) elnöki köszöntőjét és megnyitóját követően a résztvevők elfogadták a titkárság beszámolóját az IIW elmúlt évi tevékenységéről, a kincstárnok 2020. évi jelentését a gazdálkodásról, valamint a könyvvizsgáló által ellenőrzött és jóváhagyott mérleget. Elfogadásra került a 2021. évi költségvetés, illetve ennek részeként a 2021. évi tagsági díjak. Komoly vita bontakozott ki ugyanakkor a tagsági díjak jövőbeli számítási módjára vonatkozó előterjesztés tekintetében. Az ülésen részt vevő tagországok a döntést egy későbbi időpontra halasztották.

A résztvevők döntöttek továbbá a 2024. és 2025. évi Közgyűlések helyszínéről: 2024. évben Görögország (Rodosz), míg 2025-ben − a COVID-19 világjárvány következtében a rendezés jogától ez évben eleső − Olaszország (Genova) fog otthont adni az IIW Annual Assembly-nek.

Az IIW 2021. évi Nemzetközi Konferenciája 2021. július 8-án került megrendezésre, témája „Artificial intelligence to innovate welding and joining” volt, vagyis a mesterséges intelligencia alkalmazása az innovatív hegesztésnél és kötéseknél.

A Working Group Young Leaders (WG-YL) munkacsoport 2021. július 9-ei ülésén Bakos Levente, a MAHEG nemzetközi kapcsolatokért felelős alelnöke képviselte a hazai szakembereket. A soron következő YP rendezvény előreláthatólag online formában kerül megrendezésre 2022. első negyedévében.

A WG-RA (Regional Activities) munkacsoport 2021. július 19-én megtartott ülésén számos érdeklődő részvételével Dr. Jármai Károly ismertette a 2022. szeptember 8-9-én megrendezett 4^th Vehicle and Automotive Engineering Conference 2022 (VAE 2022) rendezvénnyel kapcsolatos legfontosabb információkat.

Az ülésen az IIW által támogatott rendezvényekről (IIW Associated Event) röviden beszámoltak a szervezők, valamint ismertették az elkövetkező időszak tervezett eseményeit.

A bizottsági ülések kertében John Lippold előadásában bemutatásra kerültek a Welding in the World folyóirat előző évi statisztikai adatai. Az előadó hangsúlyozta, hogy az elmúlt kilenc évben a folyóirat komoly fejlődésen meg keresztül. 2020-es évre az impact factor (IF) elérte az 1,9-es értéket, amely tudományos területen jó eredménynek számít. Jelen állás szerint a javasolt cikkek mindössze 60-70 %-a kerül ténylegesen is beküldésre. Ez az érték remélhetőleg a Welding in the World folyóirat tudományos elismerésének növekedésével és erőteljesebb marketing révén javulni fog. Továbbiakban a beküldés és az elfogadás közötti bírálati idő lerövidítésre rejt magában komoly fejlődési lehetőséget. Számos bizottság esetén ez az idő akár egy éves időtartamot is elérheti, ami a kutatók többsége számára nem elfogadható késedelem.

A C-VI Terminológia Bizottság munkájában két magyar szakember vett részt: Dr. Dobránszky János delegátus és Kristóf Csaba szakértő. A Bizottságnak az IIW/IIS-be való magyar belépéstől élete végéig Dr. Konkoly Tibor professzor volt a magyar delegáltja, aki éppen 20 éve hunyt el. Megfigyelő magyar részről nincs, de nagyon kívánatos lenne, hogy minden olyan szervezet megfigyelőt küldjön ebbe a Bizottságba, amely nemzetközi okleveles képzést végez ATB-ként, mert így testközelből érzékelhetnék, hogy milyen súlyos adóssága van a hazai oktatógárdának a hegesztési szaknyelv területén.

A Terminológiai Bizottság Glenn Ziegenfuss (USA) elnök és Jérôme Dietsch (Franciaország) titkár vezetésével az előzetes napirend szerint tárgyalta meg az előterjesztéseket (pl. az ISO/TC61/WG 4 és az ISO/TC44/SC7 szabványbizottságoktól érkezett kérések, az ISO/TR 25901 szabványsorozat, az ellenállás-hegesztési fogalmak és definíciók, az elektronnyalábos hegesztési fogalmak és definíciók egyeztetése).

A Terminológia Bizottság magyar tagjai ez úton is felajánlják a tisztelt kollégáknak, hogy minden olyan témakörben, amely terminológiai vonatkozású, készen állnak a kérdések megvitatására. Ugyanakkor felhívnak minden tisztelt kollégát arra, hogy kapcsolódjanak be a magyar hegesztési szaknyelv fejlesztésébe, lépjenek be a hazai szakmai egyesületekbe, legyenek aktívabbak ezen a téren. Különösen fontos lenne az, hogy minél többen bekapcsolódjanak a Magyar Szabványügyi Testület keretei között, az MSZT/MB 412 műszaki bizottságban folyó munkába, ahol már elkezdődtek az ISO 25901-es szabványsorozat magyar nyelvű kiadásainak munkálatai.

A koreai Hee Jin Kim professzor által vezetett C-IX Fémek viselkedése hegesztéskor Bizottság üléseire 2021. július 14-16. között került sor. A Bizottság öt albizottságból épül fel

C-IX-WG1 A varratban végbemenő jelenségek matematikai modellezése;
C-IX-C Kúszás- és hőálló varratok;
C-IX-H Korrózióálló acélok és nikkelbázisú ötvözetek hegeszthetősége;
C-IX-L Gyengén ötvözött acélok varratai;
C-IX-NF Nemvas fémek.

Az ülésen egyhangú szavazással Hee Jin Kim professzort újabb három évre választották a Bizottság elnökének. Az ülésen Tóth Tamás IIW dokumentum bemutatásával vett részt.

Elsőként a C-IX-L ülés megrendezésére került sor, amely az ötvözetlen és gyengén ötvözött acélok hegeszthetőségével foglalkozik. Dr. Norbert Erzinger az albizottság elnöke vezetésével számos érdekes témát érintettek az előadók, többek között a hiperbárikus atmoszférában történő hegesztés lehetőségeiről, a nagyszilárdságú acélok elektronsugaras hegesztéssel, valamint a huzalelektródás védőgázos ívhegesztéssel készített kötéseinek tulajdonságairól is hangzottak el érdekes új információk.

A második napon sorra kerülő C-IX-H, a Korrózióálló acélok és nikkelbázisú ötvözetek albizottság ülésének levezetője Dr. Elin Westin (Voestalpine, Ausztria), az albizottság elnöke volt. Ezen ülés során főként a különböző ausztenites és duplex korrózióálló acélok hegesztéséről számoltak be az előadók, melyek során egy magyar érdekeltségű kutatás eredmény bemutatására is sor került Tóth Tamás előadásában „IX-2730-2021: Tamás Tóth, Jonas Hensel, Klaus Dilger (Germany): Electron beam welding of 2205 duplex stainless steel with nickel-based filler wire using multi-beam technique” címmel.

6. ábra Az „Electron beam welding of 2205 duplex stainless steel with nickel-based filler wire using multi-beam technique” című előadás egyik diája

A bizottsági ülést a harmadik napon a C-IX-C, Melegszilárd és kúszásálló acélok és a C-IX-NF, Nemvas fémek albizottság programja zárta le. A C-IX Bizottság soron következő évközi ülése Münchenben, előreláthatólag 2022 márciusában kerül megrendezésre.

A C-XV Hegesztett szerkezetek tervezése, analízise és gyártása Bizottság június 12-13-án ülésezett. Hét dokumentum került ismertetésre és megvitatásra, valamint öt albizottsági beszámoló hangzott el. A bizottság tagjai szavaztak az Ugo Guerrera díjjal kapcsolatban beérkezett javaslatról, melyet az Olasz Hegesztési Intézet szponzorál, és az IIW háromévente ítéli oda. A Guerrera-díjat egy mérnök vagy technikus (vagy mérnökök és technikusok csapata) kaphatja, akik kifejezetten felelősek a “kiemelkedő hegesztett szerkezet” tervezéséért vagy gyártásáért, amely különösen érdekes és előremutató a tervezés, az anyagok vagy a gyártási módszerek szempontjából, amelynek befejezése az X-10. év és az X-3. év (esetünkben 2012-2019.) közötti időszakban történt, és még mindig üzemben van.

A pályázó műtárgya a hongkongi Zhuhai Macao híd, amely a Pearl River torkolati vizén fekszik, egy nagy tengeri keresztcsatorna, amely összeköti Hongkongot, Zhuhai-t és Makaót. A Hong Kong-Zhuhai-Makaó híd alagutak, szigetek és hidak összessége. A teljes 55 kilométeres projekt nagyszabású és összetett építési szempontokkal rendelkezik, amelyekre nagy figyelmet kellett fordítani. Az acélhíd teljes hossza 22,9 km, felépítésével a Zhuhai és Hongkong közötti távolság megtétele 4 óráról 30 percre csökkent. (Megjegyzés: kiváló hegesztett szerkezet esetén magyar tervező és gyártó is pályázhat az Ugo Guerrera díjra.)

A C-XV Bizottságban elhangzott és bemutatott kutatások közül hármat emelünk ki.

HIROHATA Mikihito, CHEN Gang, MORIOKA Kuya, HYOMA Kengo, INOSE Koutarou and MATSUMOTO Naoyuki, Oszakai Egyetem, Japán: XV-1621-2021, An Investigation on Laser-arc Hybrid Welding of One-pass Full-Penetration Butt-joints for Steel Bridge Members

Az acélhíd-elemek gyártásához használt lézer-ív hibrid hegesztés hatékonyságának vizsgálatához számos kísérletet és elemzést végeztek. 15 mm vastagságú, nagyszilárdságú szerkezeteknél (SBHS400) egymenetű, teljes beolvadású tompavarratok készültek. 6 menet szükséges az azonos méretű teljes beolvadású kötések ívhegesztéssel történő előállításához. A hibrid hegesztéssel történő gyártás ideje körülbelül 2 %-a volt az ívhegesztésnek. A hibrid hegesztés síkbeli deformációjának nagysága körülbelül 5 %-a volt az ívhegesztésnél adódónak. Feltételezve a nagy acélhíd tagok tényleges gyártási folyamatait, a hibrid hegesztés a hagyományos ívhegesztéshez képest nagyobb hatékonyságot mutathat a hegesztési alakváltozás, a maradó feszültségek és a hegesztési idő szempontjából.

7. ábra A Hibrid hegesztés megvalósítása laboratóriumi körülmények között

Koji AZUMA, Tsutomu IWASHITA, Toshiomi ITATANI, Soyo Egyetem, Japán: XV-1622-2021, Improvement of Weld Details to Avoid Brittle Fracture Initiating at the Toes of Weld Access Hole of the Beam End

A kutatás módosított geometriai kialakításokra irányult I-gerendák gerinclemezénél. Ezzel a feszültség koncentrációt eltolja a gerinclemeztől. Kísérletekkel és végeselemes analízissel megvizsgálták a hegesztési nyílás megfelelő alakját, amely használható a terepi hegesztett kötéseknél. A ciklikus terhelési vizsgálatokat gerenda-membrán csuklómodellekkel végezték. A kísérleti eredményekkel azt mutatták, hogy a továbbfejlesztett gerendák megfelelő deformációs képességgel rendelkeznek. A Weibull-féle feszültség-megközelítés alkalmazhatósága, összehasonlítva a szívósság-skálázási modell módszerével, a repedésekből származó törés előrejelzésében, szintén igazolásra került. A geometriai kialakítások az Architectural Institute of Japan (1 részlet) és az American Institute of Steel Construction előírásai szerint történtek (2. és 3. részlet).

Károly JÁRMAI, Miskolci Egyetem: XV-1623-2021, Global and local cost calculations at welded structures

A tanulmány a globális és helyi módszereket alkalmazó, különböző hegesztési technológiákkal kapcsolatos költségbecsléseket elemzi. A szerkezet optimalizálás során ezek a költségek a célfüggvények. A tervezés, a gyártástechnológia, valamint a gazdaságosság kapcsolatát vesszük figyelembe az optimalizálás segítségével. A helyi megközelítésben csak azokat a költségelemeket veszik figyelembe, amelyek közvetlenül kapcsolódnak a szerkezeti dimenziókhoz. Egy valódi szerkezet költségfüggvénye anyagköltségeket, összeszerelési költségeket és egyéb gyártási költségeket tartalmazhat, például hegesztés, felület előkészítés, festés, vágás, élcsiszolás és geometria létrehozása.

A hegesztés a legelterjedtebb ipari eljárás fémek kötésére, de jelentős káros füst- és gáztermelő is: a hegesztési technológiától függően eltérő mennyiségű lehet a CO₂, CO, CH₄, NOX stb. kibocsátás. Az olyan környezeti kihívásokat, mint a globális felmelegedés-, az ózonréteg leépítési-, a savasodási-, az eutrofizációs-, a fotokémiai ózonképzési- és az abiotikus kimerülési potenciál, mind figyelembe veszik a globális megközelítésben. Az életciklus-értékelés, az LCA objektív eljárás a termékhez, folyamathoz vagy tevékenységhez kapcsolódó környezeti terhek értékelésére, valamint a környezet javítására irányuló lehetőségek értékelésére és megvalósítására. Ebben a cikkben néhány összehasonlítást végeztek helyi és globális megközelítések felhasználásával a költségszámításokban.

9. ábra A lézer, a MIG és a hibrid hegesztés összehasonlítása

A C-XIII a Hegesztett elemek és szerkezetek fáradása Bizottság július 12-14. között ülésezett. Az ülések keretében 24 dokumentum került ismertetésre, melyek közül az alábbi hármat emeljük ki.

Jan SCHUBNELL, Majid FARAJIAN, Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials (IWM), Freiburg, Germany: XIII-2885-2021, Fatigue Improvement of Aluminium Welds by Means of Deep Rolling and Burnishing

A mélyhengerlés az iparilag széles körben elterjedt mechanikus felületkezelési eljárás az érdesség és a fáradásállóság javítására. Az eljárást azonban még nem tekintették potenciális módszernek a hegesztett kötések mechanikus utókezelésére. Még a hegesztés nélküli alkatrészek esetében is jól ismert a mélyhengerlés lehetősége a fáradási szilárdság növelésére. Ezért a mélyhengerlés (hidrosztatikus szerelésű szerszám) és a polírozás (mechanikus szerelésű szerszám) hatását a tompavarratok fáradási szilárdságának növelésére engedélyezték ebben a munkában az AlMg4,5Mn0,7 alumíniumötvözet esetében (EN AW 5083). Ehhez fáradási teszteket végeztek teljes szakítóterhelés mellett hegesztett és mélyhengerelt, polírozott és ultrahangos ütéskezelt körülmények között. A különböző maradó feszültségi állapotokat, valamint a keményedési állapotokat mélyhengerelt és csiszolt állapotban határozzák meg. Mindkét folyamat esetében azonban hasonló és jelentős fáradási élettartam-javulást határoztak meg.

10. ábra Hidrosztatikus és mechanikus szerszám mélyhengerlésre

Yixun WANG, Seiichiro TSUTSUMI, Osaka University, Japán: XIII-2907-2021 Fatigue Life Extension by Additional Weld and its Assessment by High-Performance SCF Formula Considering Spline Bead Profile

A hegesztett kötések fáradási élettartamának meghatározására a meglévő S-N görbék a hatékony bemetszéses igénybevételnek köszönhetően csökkent pontosságúak lehetnek átlapolt kötéseknél a geometriák túlzott egyszerűsítése miatt. Jelen munka javasolja a feszültségkoncentrációs tényező (SCF) paraméteres képleteit hegesztett kötésekhez a spline modell alapján, amelyekkel a tényleges bemetszési feszültség pontosan kiszámítható a fáradási ellenállás értékeléséhez. A spline modellt úgy is módosítják, hogy alkalmazható legyen a további hegesztésre. A hegesztett és a kiegészítő hegesztett minták fáradási ellenállását a geometriai hatások és a hegesztési profilok figyelembevételével értékelték. Az eredmények azt mutatják, hogy az SCF-ek hibája a javasolt képletek szerint bizonyítottan kisebb, mint 5%. A kiegészítő hegesztés akár 9,4-szeresére is megnövelheti a fáradási élettartamát, főleg azért, mert a varratgyök sugarának és a varratszélességnek a növelése kisebb SCF-hez vezet.

Kalle LIPIÄINEN, Shahriar AFKHAMI, Antti AHOLA & Timo BJÖRK, Laboratory of Steel Structures, Lappeenranta-Lahti University of Technology, Finland: On the geometrical notch and quality effects on the fatigue strength of ultra-high-strength steel cut edges

Ebben a vizsgálatban kísérleti fáradásvizsgálatokat végeztek az S960 és S1100 acélminőségű, lézervágással készült geometriákhoz. Fáradási teszteredményeket hagyományos névleges feszültség módszerrel elemezték annak érdekében, hogy összehasonlítsák a fáradási viselkedést a meglévő szabványokkal. A végeselemeken alapuló helyi feszültség módszer érvényesnek bizonyult a bemetszett és a bemetszés nélküli fáradási szilárdság értékeléséhez. A helyi ciklikus viselkedést magában foglaló 4R módszer alkalmazást vezettek be és használták együtt a maradó feszültségek, a helyi anyagtulajdonságok és a 3D-szkennelt valódi felületminőség, valamint a bevágás-geometria okozta feszültségek figyelembevételével.

12. ábra Bemetszési geometriák (a) d = 8 mm és (b) d = 24 mm és (c) tesztekhez, S960-as anyag esetén

1. táblázat: Hegesztési maradó feszültség mérések különböző anyagminőségek esetén

Az IIW soron következő Közgyűlésére 2022. július 17-22. között Tokióban kerül sor.

13. ábra 75^th IIW Annual Assembly and Internatinal Conference

Összességében megállapítható, hogy a 74^th IIW Annual Assembly programsorozatán résztvevő hazai szakemberek sikereresen képviselték a hazai hegesztési közösséget, bemutatták a kutatási eredményeiket. Bár a COVID-19 világjárvány a személyes találkozókat nem tette lehetővé, azonban az online formában lebonyolított rendezvény lehetőséget biztosított az ismeretek átadásához és a fejlesztési irányok megvitatásához. Bízunk benne, hogy soron következő IIW rendezvényen már a hagyományos formában képviselhetjük Magyarországot. Az IIW Bizottságok és munkacsoportok dokumentumai a MAHEG delegált szakemberei révén érhetők el elektronikus formában.

Borhy István

Dr. Dobránszky János

Dr. Jármai Károly

Tóth Tamás

Dr. Gáti József