Увод у неколико врста пукотина од заваривања

Заваривање пукотина по својој природи до тачака, може се поделити на вруће пукотине, пукотине од поновног загревања, хладне пукотине, ламинирано кидање и тако даље. У наставку су само узроци разних пукотина, карактеристике и методе превенције за конкретну разраду.
1. Термичке пукотине
Настаје на високим температурама током заваривања, тзв. термичке пукотине, које карактерише пуцање дуж оригиналних граница зрна аустенита. Према материјалу завареног метала (нисколегирани челик високе чврстоће, нерђајући челик, ливено гвожђе, легуре алуминијума и неки специјални метали, итд.), Облик термичког пуцања, температурни опсег и главни разлог су такође различити. Тренутно су термичке пукотине подељене у три главне категорије као што су кристализационе пукотине, пукотине од течења и мултилатералне пукотине.
(1) кристализационе пукотине се углавном производе у угљеничном челику који садржи више нечистоћа, ниско легирани челични завар (који садржи С, П, Ц, Си је висок) и једнофазни аустенитни челик, легуре на бази никла и неки завар од легуре алуминијума. Ова пукотина је у процесу кристализације заваривања, у близини линије чврсте фазе, услед очвршћавања металне контракције, преостали течни метал је недовољан, не може се додати благовремено, под дејством напона. настаје дуж пуцања кристала.
Превентивне мере су: у металуршким факторима, одговарајуће прилагођавање састава метала шава, скраћивање опсега ломљиве температурне зоне ради контроле шава у сумпору, фосфору, угљенику и другим штетним нечистоћама; оплеменити зрно метала шава, односно одговарајуће додавање елемената као што су Мо, В, Ти, Нб, итд.; у погледу технологије, може се претходно загрејати пре заваривања, контролисати линију енергије, смањити ограничења спојева и друге аспекте за спречавање и контролу.
(2) Пукотина у течности у зони близу шава је врста микропукотине која пуца дуж границе зрна аустенита, која је веома мале величине и јавља се у зони близу шава ЗТВ-а или међуслоја. Његов узрок је генерално због заваривања метала у близини подручја шава или метала међуслоја шава, на високим температурама, тако да се ови региони граница зрна аустенита на еутектичким састојцима ниског топљења поново растапају, под дејством затезног напона дуж међугрануларног аустенита. пуцања и формирања пукотина у течности.
Ова врста мера превенције и контроле пуцања и кристализационих пукотина су у основи исте. Посебно у металургији, колико је то могуће да се смањи садржај сумпора, фосфора, силицијума, бора и других еутектичких саставних елемената ниског топљења је веома ефикасан; у процесу, можете смањити енергију линије, смањити конкавност линије топљења базена за топљење.
(3) Полигонизационе пукотине настају услед веома ниске пластичности на високим температурама током формирања полигонизације. Ова пукотина није уобичајена, а њене мере превенције и контроле могу се додати у завар да би се побољшала енергија побуде полигонизације елемената као што су Мо, В, Ти, итд.
2. Поновно загревање пукотина
Обично се јавља у неким елементима за ојачавање падавина од челика и легура високе температуре (укључујући нисколегирани челик високе чврстоће, перлитни челик отпоран на топлоту, легуре на високим температурама ојачане падавинама, као и неке аустенитне нерђајуће челик), нису пронашли пукотине након заваривања, али у процесу термичке обраде пукотине. Пукотине од поновног загревања настају у зони завареног топлотног утицаја прегрејаних делова крупног кристала, чији је правац дуж линије фузије проширења границе зрна крупног кристала аустенита.
Превенција и контрола поновног загревања пуцања из избора материјала, можете изабрати фино зрнастог челика. Што се тиче процеса, изаберите мању енергију линије, изаберите вишу температуру предгревања и са каснијим мерама топлоте, изаберите ниско одговарајући материјал за заваривање да бисте избегли концентрацију напрезања.
3. Хладна пукотина
Углавном се јавља у зони заваривања високог, средњег угљеничног челика, ниско, средње легираног челика заваривањем, али неки метали, као што су неки челик ултра високе чврстоће, титанијум и легуре титанијума, итд. Понекад се јавља и хладно пуцање у завару. Уопштено говорећи, склоност ка отврдњавању типа челика, садржај водоника и дистрибуција заварених спојева, као и спојеви који су подвргнути стању ограничавајућег напона су три главна фактора заваривања челика високе чврстоће за стварање хладних пукотина. Мартензитна организација настала након заваривања под дејством елементарног водоника, заједно са затезним напоном, формирају се хладне пукотине. Његово формирање је углавном кроз кристал или дуж кристала. Хладне пукотине се генерално категоришу као пукотине на прстима, пукотине испод завара и пукотине у корену.
Превенција и контрола хладних пукотина може бити од хемијског састава радног предмета, избора материјала за заваривање и процесних мера у три аспекта. Требало би да покуша да изабере материјале са нижим еквивалентом угљеника; потрошни материјал за заваривање треба одабрати са електродама са мало водоника, заваре треба ускладити са ниском чврстоћом, за високу склоност материјала хладном пуцању могу се одабрати и аустенитни потрошни материјали за заваривање; разумна контрола енергије линије, предгревања и накнадне топлотне обраде је да се спречи и контролише хладно пуцање процесних мера.
У заваривачкој производњи услед употребе челика, материјала за заваривање, различитих врста конструкција, челика, као и конструкције у различитим специфичним условима, могу се појавити различити облици хладних пукотина. Међутим, главна ствар која се често сусреће у производњи је одложено пуцање.

Постоје три облика одложеног пуцања:
(1) Прслине завара - Ова врста пукотина настаје на споју основног метала и шава и постоји очигледна област концентрације напона. Правац пукотине је често паралелан са каналом заваривања, углавном почевши од површине врха завара до дубине основног материјала.
(2) Пукотине испод канала завара - ова пукотина се често јавља у склоности ка отврдњавању, већем садржају водоника у зони топлотног утицаја шава. Генерално, правац прслине је паралелан са линијом фузије.
(3) напуклина корена – ова пукотина је чешћи облик одложеног пуцања, углавном се јавља у случају већег садржаја водоника и недовољне температуре предгревања. Ова врста пукотине је слична прслинама завара и настаје у делу шава где је концентрација напона највећа у корену шава. Пукотине у корену могу се појавити у грубо зрном делу зоне погођене топлотом или у металу шава.
Склоност ка отврдњавању типа челика, садржај водоника у завареном споју и његова дистрибуција, као и стање споја који је подвргнут ограничавајућем напону, три су главна фактора која стварају хладне пукотине при заваривању челика високе чврстоће. Ова три фактора су међусобно повезана и међусобно се појачавају под одређеним условима.
Склоност ка отврдњавању типа челика углавном је одређена хемијским саставом, дебљином плоче, процесом заваривања и условима хлађења. Приликом заваривања, што је већа тенденција ка отврдњавању челика, већа је вероватноћа да ће се појавити пукотине. Зашто очвршћавање челика изазива пуцање? Може се сажети у следећа два аспекта.
а: формирање крхке организације тврдог мартензита - мартензит је угљеник у ɑ презасићеном чврстом раствору гвожђа, атоми угљеника са међупросторним атомима постоје у решетки, тако да атоми гвожђа одступају од равнотежног положаја, решетка пролази кроз велику аберацију, што доводи до организација у прекаљеном стању. Нарочито у условима заваривања, у близини подручја шава температура грејања је веома висока, тако да се раст зрна аустенита јавља озбиљно, када се нагло хлађење, груби аустенит претвара у груби мартензит. Из теорије чврстоће метала може се знати, мартензит је крта и тврда организација, појава лома ће трошити мање енергије, стога се заварени спојеви уз присуство мартензита, пукотине лако формирају и шире.
б: Стврдњавање ће формирати више дефеката решетке - Велики број дефеката решетке се формира када је метал подвргнут термички неуравнотеженим условима. Ови дефекти решетке су углавном празна места и дислокације. Са повећањем топлотног напрезања у зони завареног топлотног утицаја, у условима напрезања и топлотне неравнотеже, и празна места и дислокације ће се померати и скупљати, а када њихова концентрација достигне одређену критичну вредност, формираће се извор прслине. Под сталним дејством напона, експанзија ће се одвијати непрекидно и формирати макроскопске пукотине.
Водоник је један од важних фактора који узрокује хладно пуцање заваривања челика високе чврстоће, и има карактеристику кашњења, па се у многим литературама закаснело пуцање изазвано водоником назива „пуцање водоником“. Експерименталне студије су показале да што је већи садржај водоника у завареним спојевима челика високе чврстоће, већа је подложност пуцању, када локални садржај водоника достигне одређену критичну вредност, пукотине ће почети да се појављују, а ова вредност се назива критични водоник. садржај пукотина [Х]кр.
Различите вредности хладног пуцања челика [Х]цр су различите, то је повезано са хемијским саставом челика, челика, температуром предгревања и условима хлађења.
1: Приликом заваривања, влага у материјалу за заваривање, рђа и уље на ивици завара и влажност околине су сви узроци обогаћивања водоником у шаву. Генерално, количина водоника у основном материјалу и жици је веома мала, док се влага у флуксној кожи електроде и влага у ваздуху не могу занемарити и постати главни извор обогаћивања водоником.
2: Водоник у различитим металним организацијама у растворљивости и дифузионом капацитету је различит, водоник у растворљивости аустенита је много већи од растворљивости ферита. Због тога, при заваривању са аустенита на ферит прелаз, растворљивост водоника долази до наглог пада. У исто време, брзина дифузије водоника је супротна, од аустенита до феритног прелаза нагло се повећава.
Заваривање на високим температурама ће бити велика количина водоника раствореног у растопљеном базену, у накнадном процесу хлађења и очвршћавања, услед наглог смањења растворљивости, водоник покушава да побегне, али због хлађења је веома брзо, тако да водоник касно излази и задржава се у металу шава у формирању дифузионог водоника.

4. Ламинарно цепање
То је унутрашње пуцање ниске температуре. Ограничено на основни метал дебеле плоче или зоне заваривања, углавном се јавља у спојевима типа "Л", "Т", "+". Дефинисана као ваљана дебела челична плоча дуж дебљине правца пластичности није довољна да издржи смер контракције заваривања и настала је у основном металу степенасте хладне пукотине. Генерално, због дебеле челичне плоче у процесу ваљања, неке неметалне инклузије унутар челика су се ваљале паралелно са смером котрљања инклузија траке, које су узроковане челичном плочом у механичким својствима проводљивости сваке од њих. Превенција и контрола ламинарног кидања у избору материјала може се изабрати од рафинисаног челика, односно одабиром з до високих перформанси челичне плоче, такође можете побољшати облик дизајна споја, како бисте избегли једнострани заваривање, или носи з на страну напона ван косине.
Ламинарно кидање и хладно пуцање је различито, производи и ниво чврстоће челика нема никакве везе, углавном са количином инклузија у челику и дистрибуцијом морфологије. Углавном ваљана дебела челична плоча, као што је челик са ниским садржајем угљеника, ниско легирани челик високе чврстоће, па чак и плоча од легуре алуминијума, појавиће се у ламинарном кидању. Према локацији ламинарног кидања могу се грубо поделити у три категорије:
Прва категорија је формирање ламинарног кидања изазваног хладним напрслинама на врху шава или корену вара у зони заваривања под утицајем топлоте.
Друга категорија је зона утицаја топлоте заваривања дуж пукотина инклузија, најчешће је инжењерско ламинарно кидање.
Трећа категорија је удаљена од зоне под утицајем топлоте у основном материјалу дуж пукотина инклузија, углавном више у структури дебеле плоче са више инклузија МнС пахуљица.
Морфологија ламинарног кидања и инклузије типа, облика, дистрибуције, као и локације блиског односа. Када је правац котрљања дуж пахуљастих МнС инклузија доминантан, ламинарно кидање има јасан корак, када су силикатне инклузије доминантне у правој линији, као што су Ал инклузије доминантне у неправилном кораку.

Заваривање структуре дебеле плоче, посебно Т-типа и угаоних спојева, у крутим ограниченим условима, контракција завара ће бити у правцу дебљине основног материјала да би произвела много затезног напона и напрезања, када деформација премашује пластичну капацитет деформације основног метала, инклузије и метална матрица ће се одвојити од металне матрице и долази до микропукотина, у напону наставља да игра улога врха пукотине дуж равни ширења инклузија налазе се, формирање такозване "платформе".
Постоји много фактора који утичу на ламинарно кидање, углавном у следећим аспектима:
1: неметалне инклузије типа, количине и дистрибуције морфологије је суштински узрок ламинарног кидања, узрокован је анизотропијом челика, механичким својствима фундаменталних разлика.
2: З-смер ограничавајући стрес заварене конструкције дебелих зидова у процесу заваривања да издрже различите напрезања у З-смеру, заостали напон и оптерећење након заваривања, они су узроковани механичким условима ламинарног цепања.
3: Генерално се верује да је ефекат водоника у близини зоне захваћене топлотом, изазван хладним пуцањем да постане ламинарно кидање, водоник је важан фактор утицаја.
Пошто је утицај ламинарног кидања веома велик, штета је такође веома озбиљна, тако да је неопходно проценити подложност челика ламинарном кидању пре изградње.
Најчешће коришћене методе процене су метода скупљања затезног пресека у З-смеру и метода критичног напрезања у З-смеру. Да би се спречило ламинарно кидање, скупљање пресека не би требало да буде мање од 15%, генерално се надају да је=15 ~ 20% прикладно, када је 25%, да је анти-ламинарно цепање одлично.
Да би се спречило ламинарно кидање, мере треба предузети углавном са следећих аспеката:
Прво, методе одсумпоравања гвожђа које се широко користе у рафинирању челика и вакуумско дегазирање, могу се истопити из садржаја сумпора у само {{0}}.003 ~ 0,005% челика са ултра-ниским садржајем сумпора, његово скупљање у секцији ( З смер) може да достигне 23 ~ 25%.
Друго, контрола облика сулфидних инклузија је претварање МнС у друге елементе сулфида, тако да се тешко издужује у врућем ваљању, чиме се смањује анизотропија. Тренутно, широко коришћени додани елементи су калцијум и елементи ретких земаља. Са горњим третманом, челик се може произвести са скупљањем пресека у З-смеру од 50 до 70% да би издржао ламинирану челичну плочу на цепање.
Треће, са становишта спречавања ламинарног кидања, процес пројектовања и изградње је углавном да се избегне напрезање у З-смеру и концентрација напона, а специфичне мере су наведене у следећем примеру:
(1) треба да покуша да избегне једнострани завар, уместо да билатерални завар може олакшати стање напона у зони корена завара, како би се спречила концентрација напона.
(2) Употреба симетричних угаоних завара са мање заваривања уместо заварене велике количине пуног вара кроз завар, како не би дошло до претераног напрезања.
(3) Закошење треба направити на страни која је изложена напрезању у правцу З.
(4) За спојеве Т-типа, слој материјала за заваривање мале чврстоће може се претходно наслагати на попречну плочу како би се спречиле пукотине у корену завара, а такође и умерено напрезање заваривања.
(5) Да би се спречило ламинарно кидање изазвано хладним пуцањем, неке мере за спречавање хладног пуцања треба усвојити што је више могуће, као што је смањење количине водоника, повећање предгревања и контрола температуре међуслоја.