Vo zvarovom šve alebo v oblasti blízkeho švu sa vplyvom zvárania zničí atómová kombinácia materiálu a šev vytvorený vytvorením nového rozhrania sa nazýva zváracia trhlina, ktorá sa vyznačuje ostrou medzerou. a veľký pomer strán.
Trhliny možno podľa teploty a času vzniku rozdeliť na trhliny za tepla, trhliny za studena, trhliny z korózie pod napätím a lamelové trhanie. Vo výrobe zvárania existuje veľa miest, kde sa vyskytujú trhliny. Na povrchu zvaru sa objavujú trhliny, ktoré je možné pozorovať voľným okom; niektoré sú skryté vo vnútri zvaru a možno ich nájsť iba pomocou detekcie chýb; niektoré sa vyskytujú na zvare; a niektoré sa vyskytujú v tepelne ovplyvnenej zóne. Stojí za zmienku, že praskliny sa niekedy vyskytujú počas procesu zvárania a niekedy sa objavujú po umiestnení zvaru alebo prevádzke po určitú dobu po zváraní. Posledne menované sa nazývajú oneskorené trhliny, ktoré sú škodlivejšie. Miesta a typy bežných trhlín sú znázornené na obrázku nižšie.
obrázok
Lokalizácia a typ bežných trhlín
2. Nebezpečenstvo trhlín pri zváraní
Trhlina pri zváraní je najškodlivejšia chyba. Okrem zníženia únosnosti zvarového spoja, ostrá medzera na konci trhliny spôsobí vážnu koncentráciu napätia, podporí expanziu trhliny a nakoniec povedie k deštrukcii zváranej konštrukcie a produkt bude zošrotované. spôsobiť vážne nehody. Vo všeobecnosti sú trhliny neprípustnou chybou zvarových spojov. Po nájdení by sa mal úplne odstrániť a opraviť a zvariť.
3. Príčiny a preventívne opatrenia pri zváraní trhlín
V dôsledku rôznych príčin a mechanizmov tvorby rôznych trhlín budú tri typy trhlín za tepla, trhliny za studena a trhliny pri prehriatí diskutované samostatne nižšie.
3.1, horúca trhlina
Tepelné trhliny vo všeobecnosti označujú trhliny vznikajúce pri vysokých teplotách (od blízkeho teplotného rozsahu tuhnutia po nad čiaru A3 na diagrame rovnováhy železo-uhlík), ako je znázornené na obrázku nižšie, známe aj ako vysokoteplotné trhliny alebo kryštalizačné trhliny.
obrázok
Trhliny za horúca sa zvyčajne vyskytujú vo zvare a niekedy sa môžu objaviť aj v oblasti ovplyvnenej teplom, ako je znázornené na obrázku.
obrázok
dôvod:
V dôsledku segregačného javu vo zvarovej tavenine počas kryštalizačného procesu tvoria eutektikum s nízkou teplotou topenia a nečistoty segregáciu v kvapalnej medzivrstve počas kryštalizačného procesu a pevnosť po stuhnutí je tiež nízka. Keď je zváracie napätie dostatočne veľké, tekutá medzivrstva sa uvoľní. Vrstvy alebo novo stuhnutý pevný kov sa odtrhávajú a vytvárajú praskliny.
Okrem toho, ak sú na hraniciach zŕn základného kovu eutektiká s nízkou teplotou topenia a nečistoty, tieto zlúčeniny s nízkou teplotou topenia sa roztavia a vytvoria tekutú medzivrstvu v tepelne ovplyvnenej zóne, kde teplota zahrievania prekročí jej bod topenia. Keď je napätie pri zváraní v ťahu dostatočne veľké, bude sa tiež odtrhávať, aby sa v tepelne ovplyvnenej zóne vytvorili trhliny pri skvapalňovaní.
Stručne povedané, výskyt tepelných trhlín je výsledkom kombinovaného pôsobenia metalurgických a mechanických faktorov.
Prevencia:
Opatrenia na zabránenie tepelným trhlinám môžu vychádzať z dvoch aspektov metalurgických faktorov a mechanických faktorov.
Kontrolujte obsah škodlivých prvkov a nečistôt v základnom kove a zváracích prídavných materiáloch
Obmedzte obsah ľahko segregovateľných prvkov a škodlivých nečistôt v základných kovoch a zváracích materiáloch (vrátane zváracej tyče, zváracieho drôtu, taviva a ochranného plynu). Predovšetkým by sa mal kontrolovať obsah prvkov nečistôt, ako je síra a fosfor, a mal by sa znížiť obsah uhlíka.
Síra je v oceli prakticky nerozpustná a so železom tvorí sulfid železa (FeS), ktorý má nízku teplotu topenia. Počas zvárania povedie prítomnosť sulfidu železa k praskaniu zvaru za tepla a k prasklinám pri skvapalňovaní v tepelne ovplyvnenej zóne, čo zhorší výkon zvárania; rovnaká síra existuje na hranici zŕn vo forme filmu, ktorý zníži plasticitu a húževnatosť ocele. Vo všeobecnosti by obsah síry v oceli použitej na zváranie nemal prekročiť 0,045 percent . Niekedy sú potrebné prísnejšie kontroly.
Fosfor zníži plasticitu a húževnatosť ocele, zvýši teplotu krehkého prechodu ocele a spôsobí praskliny vo zvaroch a tepelne ovplyvnených oblastiach. Obsah fosforu by nemal presiahnuť 0,055 percenta. Niekedy sú potrebné prísnejšie kontroly.
Zvárací výkon materiálov úzko súvisí s obsahom uhlíka. Čím vyšší je obsah uhlíka v oceli, tým je horšia zvárateľnosť. Všeobecne sa predpokladá, že obsah uhlíka vo zvare je riadený pod 0.10 percent a citlivosť na tepelné trhliny sa môže výrazne znížiť.
Upravte chemické zloženie zvarového kovu, zlepšite štruktúru zvaru, zjemnite zrno zvaru, aby ste zlepšili jeho plasticitu, znížte alebo rozptýlili stupeň segregácie a kontrolujte škodlivé účinky eutektika s nízkou teplotou topenia.
Napríklad pri zváraní austenitickej nehrdzavejúcej ocele môže použitie austenitového a feritového dvojfázového štruktúrneho zvaru zlepšiť jej tepelnú odolnosť proti praskaniu. Jednofázový austenitický zvar je náchylný na horúce trhliny.
Na zníženie obsahu nečistôt vo zvare a zlepšenie stupňa segregácie počas kryštalizácie použite základnú zváraciu tyčinku alebo tavidlo.
Ovládajte špecifikáciu zvárania, primerane zvyšujte tvarový faktor zvaru, prijmite metódu viacvrstvového viacpriechodového zvárania, vyhýbajte sa segregácii stredovej čiary a predchádzajte trhlinám v stredovej línii. Pri zváraní sa pomer šírky zvaru k hrúbke zvaru na jednoprechodovom úseku zvaru nazýva tvarový faktor alebo faktor tvaru zvaru. Keď je tvarový faktor zvarového švu príliš malý, zvarový šev je úzky a hlboký a nečistoty s nízkou teplotou topenia sa budú zhromažďovať v strede zvarového švu, čo výrazne zvyšuje možnosť tepelných trhlín. Keď je tvarový faktor zvarového švu veľký, zvarový šev je široký a plytký, eutektiká s nízkou teplotou topenia a nečistoty sa zhromažďujú v oblasti blízko povrchu zvaru, čím sa výrazne znižuje náchylnosť na praskanie v stredovej línii.
Prijmite opatrenia na zníženie napätia pri zváraní
Prijmite rôzne technologické opatrenia na zníženie napätia pri zváraní, ako je prijatie primeranej postupnosti a metódy zvárania, použitie menšej vstupnej energie pri zváraní, celkové predhrievanie a metóda príklepu atď.
Vyplnenie oblúkového krátera počas zatvárania oblúka môže zabrániť praskaniu oblúkového krátera.
3.2, studená trhlina
Trhliny za studena vo všeobecnosti označujú trhliny vytvorené zvarom pod teplotou A3 počas procesu chladenia. Teplota, pri ktorej vznikajú trhliny, je zvyčajne pod 300 ~ 200 stupňov, čo je v rozmedzí teploty martenzitickej transformácie, preto sa nazýva studená trhlina.
Studené trhliny sa môžu objaviť ihneď po zváraní, alebo až po dlhšom čase po zváraní, preto sa nazývajú aj oneskorené trhliny. Pretože vznik studených trhlín súvisí s vodíkom, nazýva sa aj vodíkom indukované trhliny. Tvorba studených trhlín má oneskorený charakter, čo môže spôsobiť neočakávané vážne nehody. Preto je nebezpečnejší a treba mu venovať plnú pozornosť.
obrázok
Príčiny studených trhlín
Základné podmienky pre vznik studených trhlín sú: vznik stvrdnutej štruktúry vo zvarových spojoch; existencia a koncentrácia difúzneho vodíka; a existencia veľkého napätia pri zváraní v ťahu. Tieto tri podmienky sa navzájom ovplyvňujú a podporujú. Za rôznych okolností môže ktorýkoľvek z troch faktorov viesť k tvorbe studených trhlín, medzi ktorými je najaktívnejším faktorom vyvolávajúcim studené trhliny difúzny vodík.
Opatrenia na prevenciu trhlín za studena
1) Na zníženie obsahu difúzneho vodíka vo zvarovom kove použite bázické elektródy alebo tavivá. Alkalické elektródy sa tiež nazývajú elektródy s nízkym obsahom vodíka, ktoré môžu znížiť obsah vodíka vo zvarovom kove.
2) Elektródy a tavidlo by sa mali pred použitím vysušiť v prísnom súlade so špecifikovanými požiadavkami. Okrem toho by sa drážka a zvárací drôt mali dôkladne vyčistiť, aby sa odstránili škvrny od oleja, vody a hrdze, aby sa znížil zdroj vodíka.
3) Na zlepšenie organizačného stavu zvaru a tepelne ovplyvnenej zóny zvoľte primerané špecifikácie zvárania a prívod tepla, ako je predhrievanie pred zváraním, kontrola teploty medzivrstvy, pomalé chladenie po zváraní.
4) Tepelné spracovanie vykonajte včas po zváraní. Jedným z nich je vykonať spracovanie žíhaním, aby sa eliminovalo vnútorné napätie, temperovala sa ochladená štruktúra a zlepšila sa jej húževnatosť; druhým je vykonať spracovanie na odstránenie vodíka, aby sa vodík úplne uvoľnil zo zvarového spoja.
5) Zlepšite kvalitu ocele, znížte vrstvené inklúzie v oceli a prijmite opatrenia z konštrukčného návrhu a procesu zvárania na zníženie napätia pri zváraní v smere hrúbky dosky, čo môže zabrániť vrstvenému roztrhnutiu.
6) Prijať rôzne technologické opatrenia na zníženie napätia pri zváraní (podrobnosti pozri tepelné trhliny, preventívne opatrenia)
3.3, prehrejte crack
Trhliny pri prehriatí vznikajú z hrubozrnnej zóny v tepelne ovplyvnenej oblasti zvárania, ktorá je charakterizovaná lomom na hranici zŕn. Väčšina trhlín sa vyskytuje v častiach koncentrácie napätia. Vo všeobecnosti sa vytvára, keď sa oblasť zvaru opäť zahreje, preto sa nazýva trhlina pri prehrievaní.
Príčiny trhlín pri zahrievaní
Všeobecne sa predpokladá, že dôvodom pre opätovné zahrievanie trhlín je, že počas opätovného zahrievania sa presýtené karbidy v tuhom roztoku (hlavne karbidy vanádu a molybdénu) opäť vyzrážajú počas prvého tepelného procesu, čo vedie k intragranulárnemu spevneniu a kĺzaniu. Kmeň sa sústreďuje na bývalé hranice zŕn austenitu. Trhliny pri opätovnom zahrievaní vznikajú, keď kapacita plastickej deformácie hraníc zŕn nie je dostatočná na to, aby odolala deformáciám spôsobeným počas relaxácie napätia.
Opatrenia na zabránenie vzniku trhlín pri zahrievaní
1) Znížte zvyškové napätie a koncentráciu napätia, ako je zvýšenie teploty predhrievania, pomalé ochladzovanie po zváraní a hladký prechod medzi zvarom a základným kovom.
2) Za predpokladu splnenia konštrukčných požiadaviek vyberte vhodný zvárací materiál tak, aby pevnosť zvarového kovu pri vysokej teplote bola o niečo nižšia ako pevnosť základného kovu, čo umožní uvoľnenie napätia vo zvare a zabráni vzniku trhlín vo zvare. tepelne ovplyvnená zóna.
3) V prípade zaistenia pevnosti spoja pri izbovej teplote zvýšte teplotu žíhania, aby ste uvoľnili napätie, čo vedie k precipitácii relatívne hrubých karbidových častíc na zlepšenie ťažnosti pri vysokej teplote.
