У завареном шаву или у близини шава, услед утицаја заваривања долази до уништења атомске комбинације материјала, а шав настао формирањем новог интерфејса назива се пукотина заваривања, коју карактерише оштар размак. и велики однос страница.
Пукотине се према температури и времену настанка могу поделити на топле пукотине, хладне пукотине, напонске корозионе пукотине и ламеларно кидање. У производњи заваривања постоји много места где настају пукотине. Неке пукотине се појављују на површини завара и могу се посматрати голим оком; неки су скривени унутар завара и могу се пронаћи само детекцијом грешака; неки се јављају на завару; а неки се јављају у зони захваћеном топлотом. Вреди напоменути да се пукотине понекад јављају током процеса заваривања, а понекад се појављују након постављања завареног споја или рада у одређеном временском периоду након заваривања. Ово последње се зове одложене пукотине, које су штетније. Локације и типови уобичајених пукотина приказани су на слици испод.
слика
Локација и врста уобичајених пукотина
2. Опасности од пукотина од заваривања
Пукотина од заваривања је најштетнији недостатак. Поред смањења носивости завареног споја, оштар размак на крају пукотине ће изазвати озбиљну концентрацију напона, промовисати ширење пукотине и на крају довести до уништења заварене конструкције, а производ ће бити отписан. изазвати озбиљне несреће. Генерално, пукотине су недозвољен недостатак у завареним спојевима. Када се нађе, треба га потпуно уклонити и поправити и заварити.
3. Узроци и мере превенције пукотина од заваривања
Због различитих узрока и механизама формирања различитих пукотина, три врсте врућих пукотина, хладних пукотина и поново загрејаних пукотина ће бити посебно разматране у наставку.
3.1, врућа пукотина
Термичке пукотине се генерално односе на пукотине настале при високим температурама (од близу опсега температуре очвршћавања до изнад линије А3 на дијаграму баланса гвожђе-угљеник), као што је приказано на доњој слици, такође познате као високотемпературне пукотине или пукотине кристализације.
слика
Вруће пукотине се обично јављају унутар вара, а понекад се могу појавити иу зони захваћеном топлотом, као што је приказано на слици.
слика
разлог:
Због феномена сегрегације у растопљеном базену за заваривање током процеса кристализације, еутектика ниске тачке топљења и нечистоће формирају сегрегацију у течном међуслоју током процеса кристализације, а снага након очвршћавања је такође ниска. Када је напон заваривања довољно велик, течни међуслој ће се ослободити. Слојеви или тек очврснути чврсти метал се растављају и формирају пукотине.
Поред тога, ако на границама зрна основног метала има еутектика и нечистоћа ниског топљења, ова једињења ниског топљења ће се истопити да би формирали течни међуслој у зони погођеној топлотом где температура загревања прелази тачку топљења. Када је затезни напон заваривања довољно велики, такође ће се раздвојити да би се формирале пукотине у течности у зони погођеној топлотом.
Укратко, појава термичких пукотина је резултат комбинованог дејства металуршких и механичких фактора.
Превенција:
Мере за спречавање термичких пукотина могу почети од два аспекта металуршких фактора и механичких фактора.
Контролисати садржај штетних елемената и нечистоћа у основном металу и потрошном материјалу за заваривање
Ограничите садржај лако сегрегираних елемената и штетних нечистоћа у основном металу и материјалима за заваривање (укључујући шипку за заваривање, жицу за заваривање, флукс и заштитни гас). Посебно треба контролисати садржај нечистоћа као што су сумпор и фосфор и смањити садржај угљеника.
Сумпор је практично нерастворљив у челику, а са гвожђем формира гвожђе сулфид (ФеС), који има ниску тачку топљења. Током заваривања, присуство гвожђе сулфида ће довести до врућег пуцања шава и пукотина у течности у зони утицаја топлоте, што ће погоршати перформансе заваривања; исти сумпор постоји у граници зрна у облику филма, што ће смањити пластичност и жилавост челика. Генерално, садржај сумпора у челику који се користи за заваривање не би требало да пређе 0.045 процената. Понекад је потребна строжа контрола.
Фосфор ће смањити пластичност и жилавост челика, повећати температуру кртог прелаза челика и изазвати пукотине у завареним спојевима и зонама погођеним топлотом. Садржај фосфора не би требало да прелази 0.055 процената. Понекад је потребна строжа контрола.
Перформансе заваривања материјала су уско повезане са садржајем угљеника. Што је већи садржај угљеника у челику, то је лошија заварљивост. Генерално се верује да је садржај угљеника у завару контролисан испод 0.10 процената, а осетљивост на термичке пукотине може бити знатно смањена.
Подесите хемијски састав метала шава, побољшајте структуру шава, побољшајте зрно шава како бисте побољшали његову пластичност, смањили или распршили степен сегрегације и контролишите штетне ефекте еутектике ниске тачке топљења.
На пример, при заваривању аустенитног нерђајућег челика, употреба двофазне структуре аустенита плус ферита може побољшати његову отпорност на термичко пуцање. Једнофазни аустенитни заварени шав је склон врућим пукотинама.
Користите основну шипку за заваривање или флукс да бисте смањили садржај нечистоћа у завару и побољшали степен сегрегације током кристализације.
Контролишите спецификацију заваривања, на одговарајући начин повећајте фактор облика завара, усвојите вишеслојну методу заваривања са више пролаза, избегавајте сегрегацију на средишњој линији и спречите настанак пукотина на средишњој линији. Приликом заваривања, однос ширине шава и дебљине шава на делу завара са једним пролазом назива се фактор облика, или фактор облика завара, завара. Када је фактор облика завареног шава премали, шав је узак и дубок, а нечистоће са ниском тачком топљења ће се скупити у центру шава, што у великој мери повећава могућност термичких пукотина. Када је фактор облика завареног шава велики, шав шава је широк и плитак, еутектика ниског топљења и нечистоће се скупљају у области близу површине шава, у великој мери смањујући склоност пуцању средишње линије.
Предузмите мере за смањење напона заваривања
Предузмите различите технолошке мере за смањење напрезања при заваривању, као што је усвајање разумног редоследа и метода заваривања, коришћење мање улазне енергије заваривања, укупна метода предгревања и ударања чекићем, итд.
Пуњење кратера лука током затварања лука може избећи пукотине кратера лука.
3.2, хладна пукотина
Хладне пукотине се генерално односе на пукотине настале шавом испод температуре А3 током процеса хлађења. Температура на којој настају пукотине је обично испод 300~200 степени, што је у опсегу температуре мартензитне трансформације, па се назива хладна пукотина.
Хладне пукотине се могу појавити одмах након заваривања, или после дужег времена након заваривања, па се називају и одложене пукотине. Пошто је стварање хладних пукотина повезано са водоником, оно се такође назива и водоником изазване пукотине. Генерисање хладних пукотина има одложену природу, што може изазвати неочекиване озбиљне незгоде. Због тога је опасније и мора му се посветити пуна пажња.
слика
Узроци хладних пукотина
Основни услови за настанак хладних пукотина су: формирање очврсле структуре у завареним спојевима; постојање и концентрација дифузионог водоника; и постојање великог затезног напона заваривања. Ова три услова утичу једни на друге и промовишу једни друге. Под различитим околностима, било који од три фактора може довести до стварања хладних пукотина, међу којима је дифузиони водоник најактивнији фактор који изазива хладне пукотине.
Мере за превенцију хладних пукотина
1) Користите основне електроде или флуксове да бисте смањили садржај дифузионог водоника у металу шава. Алкалне електроде се такође називају електродама са ниским садржајем водоника, које могу смањити садржај водоника у металу шава.
2) Електроде и флукс треба осушити у строгом складу са наведеним захтевима пре употребе. Поред тога, жлеб и жица за заваривање треба пажљиво очистити како би се уклониле мрље од уља, воде и рђе како би се смањио извор водоника.
3) Изаберите разумне спецификације заваривања и унос топлоте, као што је предгревање пре заваривања, контрола температуре међуслоја, споро хлађење после заваривања, итд., да бисте побољшали организационо стање шава и зоне под утицајем топлоте.
4) Извршите топлотну обраду на време након заваривања. Један је да се изврши третман жарењем како би се елиминисала унутрашња напрезања, ублажила угашена структура и побољшала њена жилавост; други је да се изврши третман елиминације водоника да би се водоник потпуно избацио из завареног споја.
5) Побољшајте квалитет челика, смањите слојевите инклузије у челику и предузмите мере из конструкцијског дизајна и процеса заваривања како бисте смањили затезни напон заваривања у правцу дебљине плоче, што може спречити слојевито кидање.
6) Предузмите различите технолошке мере за смањење напона заваривања (погледајте термичке пукотине, превентивне мере за детаље)
3.3, пукотина од поновног загревања
Пукотине од поновног загревања потичу из крупнозрне зоне у зони заваривања која је захваћена топлотом, коју карактерише ломљење границе зрна. Већина пукотина се јавља у деловима концентрације напона. Генерално, настаје када се подручје завара поново загреје, па се назива пукотина од поновног загревања.
Узроци пукотина од поновног загревања
Генерално се верује да је разлог за поновно загревање пукотина то што се током поновног загревања, презасићени карбиди у чврстом раствору (углавном карбиди ванадијума и молибдена) поново таложе током првог топлотног процеса, што доводи до интрагрануларног ојачања и клизања. Деформација се концентрише на некадашње границе зрна аустенита. Пукотине од поновног загревања настају када је капацитет пластичне деформације граница зрна недовољан да издржи напрезања изазвана током релаксације напона.
Мере за превенцију пукотина поново загрејте
1) Смањите заостали напон и концентрацију напона, као што је повећање температуре предгревања, споро хлађење након заваривања и глатки прелаз између шава и основног метала.
2) Под претпоставком да испуните захтеве дизајна, изаберите одговарајући материјал за заваривање тако да чврстоћа метала шава на високој температури буде нешто нижа од чврстоће основног метала, омогућавајући да се напон опусти у завару и избегавајући пукотине у шаву. зона захваћена топлотом.
3) У случају обезбеђивања чврстоће споја на собној температури, повећајте температуру жарења за ублажавање напрезања, што доводи до таложења релативно грубих честица карбида да би се побољшала дуктилност при високим температурама.
