Ve svarovém švu nebo v oblasti blízkého švu je vlivem svařování zničena atomární kombinace materiálu a šev vytvořený vytvořením nového rozhraní se nazývá svařovací trhlina, která se vyznačuje ostrou mezerou. a velký poměr stran.
Trhliny lze podle teploty a doby vzniku rozdělit na trhliny za tepla, trhliny za studena, trhliny korozní pod napětím a lamelové trhání. Ve svářečské výrobě je mnoho míst, kde dochází k prasklinám. Některé trhliny se objevují na povrchu svaru a lze je pozorovat pouhým okem; některé jsou skryty uvnitř svaru a lze je nalézt pouze pomocí detekce vad; některé se vyskytují na svaru; a některé se vyskytují v zóně ovlivněné teplem. Stojí za zmínku, že praskliny se někdy objevují během procesu svařování a někdy se objevují poté, co je svařenec umístěn nebo provozován po určitou dobu po svařování. To druhé se nazývá opožděné trhliny, které jsou škodlivější. Umístění a typy běžných trhlin jsou znázorněny na obrázku níže.
obrázek
Umístění a typ běžných trhlin
2. Nebezpečí trhlin při svařování
Prasklina při svařování je nejškodlivější vadou. Kromě snížení únosnosti svarového spoje ostrá mezera na konci trhliny způsobí vážnou koncentraci napětí, podpoří expanzi trhliny a nakonec povede k destrukci svařované konstrukce a výrobek bude sešrotován. způsobit vážné nehody. Obecně jsou trhliny nepřípustnou vadou svarových spojů. Po nalezení by měl být zcela odstraněn a opraven a svařen.
3. Příčiny a preventivní opatření při svařování trhlin
Vzhledem k různým příčinám a mechanismům vzniku různých trhlin budou tři typy trhlin za tepla, trhliny za studena a trhliny zahřáté dále probrány samostatně.
3.1, horká trhlina
Tepelné trhliny obecně označují trhliny vzniklé při vysokých teplotách (od blízkého rozsahu teplot tuhnutí až nad čáru A3 na diagramu rovnováhy železo-uhlík), jak je znázorněno na obrázku níže, známé také jako vysokoteplotní trhliny nebo krystalizační trhliny.
obrázek
Trhliny za horka se obvykle vyskytují uvnitř svaru a někdy se mohou objevit i v tepelně ovlivněné zóně, jak je znázorněno na obrázku.
obrázek
důvod:
V důsledku jevu segregace ve svařovací tavenině během krystalizačního procesu tvoří eutektikum s nízkou teplotou tání a nečistoty segregaci v kapalné mezivrstvě během krystalizačního procesu a pevnost po ztuhnutí je také nízká. Když je svařovací napětí dostatečně velké, tekutá mezivrstva se uvolní. Vrstvy nebo nově ztuhlý pevný kov se odtrhávají a tvoří praskliny.
Kromě toho, pokud jsou na hranicích zrn základního kovu nízkotavitelná eutektika a nečistoty, tyto nízkotavitelné sloučeniny se roztaví a vytvoří kapalnou mezivrstvu v tepelně ovlivněné zóně, kde teplota ohřevu překročí její bod tání. Když je tahové napětí při svařování dostatečně velké, bude také odtrženo, aby se v tepelně ovlivněné zóně vytvořily zkapalňovací trhliny.
Stručně řečeno, výskyt tepelných trhlin je výsledkem kombinovaného působení metalurgických a mechanických faktorů.
Prevence:
Opatření k prevenci tepelných trhlin mohou vycházet ze dvou aspektů metalurgických faktorů a mechanických faktorů.
Kontrolujte obsah škodlivých prvků a nečistot v základním kovu a svařovacích materiálech
Omezte obsah snadno segregovatelných prvků a škodlivých nečistot v obecných kovech a svařovacích materiálech (včetně svařovacích drátů, svařovacích drátů, tavidel a ochranného plynu). Zejména by měl být kontrolován obsah nečistot, jako je síra a fosfor, a měl by být snížen obsah uhlíku.
Síra je v oceli prakticky nerozpustná a se železem tvoří sulfid železa (FeS), který má nízkou teplotu tání. Během svařování povede přítomnost sulfidu železa k praskání svaru za tepla a zkapalňovacím trhlinám v tepelně ovlivněné zóně, což zhorší svařovací výkon; stejná síra existuje na hranici zrn ve formě filmu, který sníží plasticitu a houževnatost oceli. Obecně by obsah síry v oceli použité pro svařování neměl překročit 0,045 procenta. Někdy jsou vyžadovány přísnější kontroly.
Fosfor sníží plasticitu a houževnatost oceli, zvýší teplotu křehkého přechodu oceli a způsobí praskliny ve svarech a tepelně ovlivněných oblastech. Obsah fosforu by neměl překročit 0,055 procenta. Někdy jsou vyžadovány přísnější kontroly.
Svařovací výkon materiálů úzce souvisí s obsahem uhlíku. Čím vyšší je obsah uhlíku v oceli, tím horší je svařitelnost. Obecně se má za to, že obsah uhlíku ve svaru je řízen pod 0,10 procenta a citlivost na tepelné trhliny může být značně snížena.
Úprava chemického složení svarového kovu, zlepšení struktury svaru, zjemnění zrna svaru pro zlepšení jeho plasticity, snížení nebo rozptýlení stupně segregace a kontrola škodlivých účinků eutektika s nízkou teplotou tání.
Například při svařování austenitické nerezové oceli může použití austenitového a feritového dvoufázového strukturního svaru zlepšit její odolnost proti tepelnému praskání. Jednofázový austenitický svar je náchylný k horkým trhlinám.
Použijte základní svařovací drát nebo tavidlo pro snížení obsahu nečistot ve svaru a zlepšení stupně segregace během krystalizace.
Ovládejte specifikaci svařování, přiměřeně zvyšte tvarový faktor svaru, použijte metodu vícevrstvého víceprůchodového svařování, vyhněte se segregaci středové linie a zabraňte prasklinám ve středové linii. Při svařování se poměr šířky svaru k tloušťce svaru na jednoprůchodovém svarovém úseku nazývá tvarový faktor nebo faktor tvaru svaru. Když je tvarový faktor svarového švu příliš malý, svarový šev je úzký a hluboký a nečistoty s nízkým bodem tání se shromažďují ve středu svarového švu, což značně zvyšuje možnost tepelných trhlin. Když je tvarový faktor svarového švu velký, svarový šev je široký a mělký, eutektika s nízkou teplotou tání a nečistoty se shromažďují v oblasti blízkého povrchu svaru, což značně snižuje náchylnost k praskání středové linie.
Přijměte opatření ke snížení napětí při svařování
Přijměte různá technologická opatření ke snížení namáhání při svařování, jako je přijetí rozumného pořadí a metody svařování, použití menší vstupní energie svařování, celkový předehřev a metoda příklepu atd.
Vyplnění obloukového kráteru během zavírání oblouku může zabránit prasklinám obloukového kráteru.
3.2, studená trhlina
Trhliny za studena obecně označují trhliny vytvořené svarem pod teplotou A3 během procesu chlazení. Teplota, při které se tvoří trhliny, je obvykle pod 300 ~ 200 stupňů, což je v rozmezí teploty martenzitické transformace, takže se nazývá studená trhlina.
Studené trhliny se mohou objevit ihned po svařování, nebo po dlouhé době po svařování, proto se jim také říká opožděné trhliny. Protože vznik studených trhlin souvisí s vodíkem, nazývá se také trhliny vyvolané vodíkem. Vznik studených trhlin má opožděnou povahu, což může způsobit neočekávané vážné nehody. Proto je nebezpečnější a je třeba mu věnovat plnou pozornost.
obrázek
Příčiny studených trhlin
Základní podmínky pro vznik studených trhlin jsou: vznik ztvrdlé struktury ve svarových spojích; existence a koncentrace difuzního vodíku; a existence velkého tahového napětí při svařování. Tyto tři podmínky se navzájem ovlivňují a podporují. Za různých okolností může kterýkoli ze tří faktorů vést ke vzniku studených trhlin, mezi nimiž je difuzní vodík nejaktivnějším faktorem vyvolávajícím studené trhliny.
Opatření pro prevenci trhlin za studena
1) Použijte bazické elektrody nebo tavidla ke snížení obsahu difuzního vodíku ve svarovém kovu. Alkalické elektrody se také nazývají elektrody s nízkým obsahem vodíku, které mohou snížit obsah vodíku ve svarovém kovu.
2) Elektrody a tavidlo by měly být před použitím vysušeny v přísném souladu se specifikovanými požadavky. Kromě toho je třeba pečlivě vyčistit drážku a svařovací drát, aby se odstranily skvrny od oleje, vody a rzi, aby se snížil zdroj vodíku.
3) Zvolte rozumné specifikace svařování a přívod tepla, jako je předehřívání před svařováním, řízení teploty mezivrstvy, pomalé chlazení po svařování atd., abyste zlepšili organizační stav svaru a tepelně ovlivněné zóny.
4) Tepelné zpracování proveďte včas po svařování. Jedním z nich je provedení žíhání pro odstranění vnitřního pnutí, temperování kalené struktury a zlepšení její houževnatosti; druhým je provedení eliminace vodíku, aby se vodík ze svarového spoje zcela uvolnil.
5) Zlepšit kvalitu oceli, snížit vrstvené vměstky v oceli a přijmout opatření z konstrukčního návrhu a procesu svařování ke snížení tahového napětí při svařování ve směru tloušťky desky, což může zabránit vrstvenému trhání.
6) Proveďte různá technologická opatření ke snížení napětí při svařování (podrobnosti viz tepelné trhliny, preventivní opatření)
3.3, znovu zahřát crack
Trhliny při přehřátí pocházejí z hrubozrnné zóny v tepelně ovlivněné oblasti svařování, která se vyznačuje lomem na hranicích zrn. Většina trhlin se vyskytuje v částech s koncentrací napětí. Obecně se vytvoří, když se oblast svaru znovu zahřeje, takže se nazývá trhlina při přehřátí.
Příčiny trhlin při opětovném ohřevu
Obecně se má za to, že důvodem prasklin při opětovném zahřívání je to, že během opětovného zahřívání se přesycené karbidy v pevném roztoku (hlavně karbidy vanadu a molybdenu) znovu vysrážejí během prvního tepelného procesu, což má za následek intragranulární zpevnění a prokluzování. Deformace se soustředí na bývalé hranice zrn austenitu. Trhliny při opětovném ohřevu se tvoří, když plastická deformační kapacita hranic zrn není dostatečná, aby vydržela deformace vyvolané během relaxace napětí.
Opatření k zamezení vzniku trhlin znovu zahřát
1) Snižte zbytkové napětí a koncentraci napětí, jako je zvýšení teploty předehřívání, pomalé ochlazování po svařování a hladký přechod mezi svarem a základním kovem.
2) Za předpokladu splnění konstrukčních požadavků vyberte vhodný svařovací materiál tak, aby vysokoteplotní pevnost svarového kovu byla o něco nižší než pevnost základního kovu, což umožní uvolnit napětí ve svaru a vyhnout se prasklinám ve svaru. tepelně ovlivněná zóna.
3) V případě zajištění pevnosti spoje při pokojové teplotě zvyšte teplotu žíhání pro uvolnění napětí, což má za následek vysrážení relativně hrubých karbidových částic pro zlepšení tažnosti za vysokých teplot.
