Příčiny chladných trhlin ve svařování

Popraskání za studena je běžnějším typem praskání ve výrobě svařování, ke kterému dochází, když je svar ochlazen na nižší teplotu, pro nízkoaletářské oceli, kolem teploty martenzitické transformace. Tři prvky tvorby studených trhlin jsou tendencí oceli, obsah vodíku ve svaru a jeho distribuci a stresový stav svařovaného kloubu.

I. Tendence kalení

Tvrzení tendence oceli závisí hlavně na jeho chemickém složení a podmínkách chlazení. Čím větší je tendence o kalení oceli, tím je pravděpodobnější, že při svařování produkuje studené praskání. Protože čím větší tendence kalení znamená, že svar bude při zahřívání produkovat více martenzitní organizace a kapacita deformace martenzitu je nízká náchylná k křehkému zlomenině. Tvrdící tendenci svařovaných kloubů, kromě chemického složení, podmínek chlazení, ale také při procesu svařování, struktury tloušťky desky.

Mezi nimi lze vliv chemického složení na tendenci oceli kalením zhruba odhadnout pomocí metody ekvivalentního uhlíku [2] takto.

CE (IIW) = C + MN / 6 + (CR + MO + V) / 5 + (CU + NI) / 15

Například u ocelových desek menších než 20 mm tloušťku není tendence kalení, pokud CE <0,4%.

Kov s velkou tendencí kalení bude tvořit velké množství defektů mřížky za podmínky tepelné nerovnováhy a za podmínky napětí a tepelné nerovnováhy bude tvořit zdroje trhlin a dokonce se rozšířit za vzniku makro trhlin.

Pokud je vodík přítomen ve svarové a tepelně postižené zóně, sníží jeho houževnatost a produkuje vodíkové osvobození. Martenzitická tvrzená tkáň s vysokým obsahem uhlíku je velmi citlivá na výraznost vodíku a citlivost na popraskání chladu. Maximální tvrdost zóny postižené teplem se běžně používá při svařování k posouzení tendence kalení určitých vysoce pevných ocelí.

Za druhé, vodík

Vodík je jedním z důležitých faktorů způsobujících tvorbu praskání za studena ve vysoce pevném ocelovém svařování a způsobuje, že má zpožděný charakter, obvykle vodík-vyvolaný zpožděné praskání nazývané 'praskání vodíku ' nebo 'praskání indukované vodíkem '. Důvodem pro 'zpoždění ' je to, že vodík trvá určité množství času, aby se v oceli rozptýlil, shromažďoval mikroskopické defekty, generoval napětí a trhlinu.

Čím vyšší je obsah vodíku ve svařovaném kloubu vysoce pevné oceli, tím větší je náchylnost k praskání a když je obsah vodíku větší než určitá kritická hodnota, začne se objevovat praskání, velikost kritické hodnoty se liší od případu k případu.

Když je koncentrace vodíku ve svařované tepelně postižené zóně dostatečně vysoká, bude dojde k dalšímu odstranění martenzitické tkáně (pokud existuje), a tedy tvorba trhlin.

Zatřetí, stresový stav

Svařování ocelového oceli na studeném oceli závisí nejen na tendenci o kalení oceli, na škodlivé účinky vodíku, ale také závisí na stavu stresu svařovaného kloubu a někdy i stresový stav dokonce hraje rozhodující roli. Tepelné napětí (nerovnoměrné zahřívání a chlazení), napětí změny fáze (změna objemu organizace během změny fáze) a forma struktury, svařovací sekvence atd. Svařovaného kloubu mohou tvořit omezující sílu.

Výše uvedené tři prvky tvorby praskání za studena mají každý svůj vlastní zákon, ale také se ovlivňují. Obecně platí, že zóna postižená teplem a tendence kalení svarového kovu jsou vnitřními faktory pro praskání, zatímco vodík může hrát svou škodlivou roli při indukci praskání pouze tehdy, když je v oceli tvrzená tvorba tkáně.