Årsager til kolde revner i svejsning

Koldrevnedannelse er en mere almindelig type revnedannelse i svejseproduktionen, som opstår, når svejsningen afkøles til en lavere temperatur, for lavlegerede højstyrkestål, omkring den martensitiske omdannelsestemperatur. De tre elementer i koldrevnedannelse er stålets hærdningstendens, svejsningens brintindhold og dens fordeling og spændingstilstanden af ​​den svejste samling.

---

I. Hærdningstendens

Stålets hærdningstendens afhænger hovedsageligt af dets kemiske sammensætning og kølebetingelser. Jo større hærdningstendens stålet har, desto større sandsynlighed for at producere koldrevner ved svejsning. Fordi jo større hærdningstendensen betyder, at svejsningen vil producere mere martensitorganisering ved opvarmning, og martensitdeformationskapaciteten er lav tilbøjelig til sprødbrud. Hærdningstendensen af ​​svejsede samlinger, ud over den kemiske sammensætning, køleforhold, men også med svejseprocessen, strukturen af ​​pladetykkelsen.

Blandt dem kan den kemiske sammensætnings indflydelse på stålets hærdningstendens groft estimeres ved hjælp af kulstofækvivalentmetoden [2], som følger.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

For eksempel, for stålplader mindre end 20 mm tykke, er hærdningstendensen ikke signifikant, når CE < 0,4 %.

Metal med en stor hærdningstendens vil danne et stort antal gitterdefekter under betingelse af termisk ubalance, og under betingelse af stress og termisk ubalance vil det danne revnekilder og endda udvide sig til makrorevner.

Hvis brint er til stede i den svejse- og varmepåvirkede zone, vil det reducere dens sejhed og producere brintskørhed. Det martensitiske hærdede væv med højt kulstofindhold er meget følsomt over for brintskørhed og koldrevnefølsomhed. Den maksimale hårdhed af den varmepåvirkede zone bruges almindeligvis ved svejsning til at vurdere hærdningstendensen af ​​visse højstyrkestål.

---

For det andet brint

Brint er en af ​​de vigtige faktorer, der forårsager dannelsen af ​​kold revnedannelse i højstyrkestålsvejsning, og gør, at den har en forsinket karakter, normalt brintinduceret forsinket revnedannelse kaldet 'brintkrakning' eller 'brint-induceret revnedannelse'. Årsagen til 'forsinkelsen' er, at det tager en vis tid for brint at diffundere i stålet, samle sig ved mikroskopiske defekter, generere spændinger og revne.

Jo højere brintindholdet er i svejsningen af ​​højstyrkestål, jo større er modtageligheden for revner, og når brintindholdet er større end en vis kritisk værdi, vil der begynde at opstå revner, størrelsen af ​​den kritiske værdi varierer fra sag til sag.

Når koncentrationen af ​​brint i den svejste varmepåvirkede zone er høj nok, vil der være yderligere skørhed af det martensitiske væv (hvis nogen), og dermed dannelse af revner.

---

For det tredje stresstilstanden

Højstyrke stålsvejsning kold revnedannelse afhænger ikke kun af stålhærdningstendensen, de skadelige virkninger af brint, men afhænger også af spændingstilstanden af ​​den svejste samling, og nogle gange spiller spændingstilstanden endda en afgørende rolle. Den termiske spænding (ujævn opvarmning og afkøling), faseændringsspænding (volumenændring af organisationen under faseændring) og formen af ​​strukturen, svejsesekvensen osv. af den svejste samling kan udgøre den begrænsende kraft.

De ovennævnte tre elementer i dannelsen af ​​kolde revner, hver har sin egen iboende lov, men påvirker også hinanden. Generelt er den varmepåvirkede zone og svejsemetallets hærdningstendens iboende faktorer for revnedannelse, mens brint kun kan spille sin skadelige rolle i at fremkalde revnedannelse, når der er hærdet vævsdannelse i stålet.