Αιτίες κρύων ρωγμών στη συγκόλληση

Η ψυχρή ρωγμή είναι ένας πιο συνηθισμένος τύπος ρωγμών στην παραγωγή συγκόλλησης, η οποία συμβαίνει όταν η συγκόλληση ψύχεται σε χαμηλότερη θερμοκρασία, για χάλυβες υψηλής αντοχής χαμηλής κράματος, γύρω από τη θερμοκρασία μετασχηματισμού. Τα τρία στοιχεία του σχηματισμού κρύων ρωγμών είναι η τάση σκλήρυνσης του χάλυβα, η περιεκτικότητα σε υδρογόνο της συγκόλλησης και η κατανομή του και η κατάσταση άγχους της συγκολλημένης άρθρωσης.

I. Τάση σκλήρυνσης

Η τάση σκλήρυνσης του χάλυβα εξαρτάται κυρίως από τη χημική σύνθεση και τις συνθήκες ψύξης. Όσο μεγαλύτερη είναι η τάση σκλήρυνσης του χάλυβα, τόσο πιο πιθανό να παράγει κρύα ρωγμή κατά τη συγκόλληση. Επειδή όσο μεγαλύτερη είναι η τάση σκλήρυνσης ότι η συγκόλληση θα παράγει περισσότερη οργάνωση μαρτενσίτη όταν θερμαίνεται και η χωρητικότητα παραμόρφωσης του μαρτενσίτη είναι χαμηλή επιρρεπής σε εύθραυστο κάταγμα. Η τάση σκλήρυνσης των συγκολλημένων αρθρώσεων, εκτός από τη χημική σύνθεση, τις συνθήκες ψύξης, αλλά και με τη διαδικασία συγκόλλησης, τη δομή του πάχους της πλάκας.

Μεταξύ αυτών, η επίδραση της χημικής σύνθεσης στην τάση σκλήρυνσης του χάλυβα μπορεί να εκτιμηθεί κατά προσέγγιση χρησιμοποιώντας την ισοδύναμη μέθοδο άνθρακα [2], ως εξής.

CE (IIW) = C + MN / 6 + (CR + MO + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

Για παράδειγμα, για πλάκες χάλυβα πάχους μικρότερης από 20 mm, η τάση σκλήρυνσης δεν είναι σημαντική όταν CE <0,4%.

Το μέταλλο με μεγάλη τάση σκλήρυνσης θα σχηματίσει μεγάλο αριθμό ελαττωμάτων πλέγματος υπό την κατάσταση της θερμικής ανισορροπίας και υπό την προϋπόθεση του στρες και της θερμικής ανισορροπίας, θα σχηματίσει πηγές ρωγμών και ακόμη και θα επεκταθεί για να σχηματίσουν μακροοικονομικές ρωγμές.

Εάν υπάρχει υδρογόνο στη ζώνη συγκόλλησης και θερμότητας, θα μειώσει την ανθεκτικότητα του και θα παράγει την εξάρτηση υδρογόνου. Ο βαρυλενικός σκληρυμένος ιστός υψηλού άνθρακα είναι πολύ ευαίσθητος στην ευαισθησία του υδρογόνου και στην ψυχρή ευαισθησία σε ρωγμές. Η μέγιστη σκληρότητα της ζώνης που επηρεάζεται από τη θερμότητα χρησιμοποιείται συνήθως στη συγκόλληση για να εκτιμηθεί η τάση σκλήρυνσης ορισμένων χάλυβες υψηλής αντοχής.

Δεύτερον, υδρογόνο

Το υδρογόνο είναι ένας από τους σημαντικούς παράγοντες που προκαλούν το σχηματισμό κρύου ρωγμών σε συγκόλληση χάλυβα υψηλής αντοχής και καθιστούν τον καθυστερημένο χαρακτήρα, συνήθως προκαλούμενη από υδρογόνο καθυστερημένη ρωγμή που ονομάζεται 'ρωγμή υδρογόνου ' ή 'πυρόλυση που προκαλείται από υδρογόνο '. Ο λόγος για την 'καθυστέρηση ' είναι ότι χρειάζεται ένα ορισμένο χρονικό διάστημα για να διαχέεται το υδρογόνο στον χάλυβα, να συγκεντρωθεί σε μικροσκοπικά ελαττώματα, να δημιουργεί τάσεις και να ρωγμές.

Όσο υψηλότερη είναι η περιεκτικότητα σε υδρογόνο στη συγκολλημένη άρθρωση του χάλυβα υψηλής αντοχής, τόσο μεγαλύτερη είναι η ευαισθησία στη ρωγμή και όταν η περιεκτικότητα σε υδρογόνο είναι μεγαλύτερη από μια ορισμένη κρίσιμη τιμή, η ρωγμή θα αρχίσει να εμφανίζεται, το μέγεθος της κρίσιμης τιμής ποικίλλει από περίπτωση σε περίπτωση.

Όταν η συγκέντρωση του υδρογόνου στη συγκολλημένη ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα είναι αρκετά υψηλή, θα υπάρξει περαιτέρω διαστροφή του μαρτενστικού ιστού (αν υπάρχει) και επομένως ο σχηματισμός ρωγμών.

Τρίτον, η κατάσταση άγχους

Η συγκόλληση χάλυβα υψηλής αντοχής, η ψυχρή ρωγμή όχι μόνο εξαρτάται μόνο από την τάση της σκλήρυνσης χάλυβα, τις επιβλαβείς επιδράσεις του υδρογόνου, αλλά και εξαρτάται από την κατάσταση στρες της συγκολλημένης άρθρωσης και μερικές φορές η κατάσταση στρες παίζει καθοριστικό ρόλο. Η θερμική τάση (ανομοιόμορφη θέρμανση και ψύξη), η τάση αλλαγής φάσης (μεταβολή όγκου του οργανισμού κατά τη διάρκεια της αλλαγής φάσης) και η μορφή της δομής, η ακολουθία συγκόλλησης κλπ. Της συγκολλημένης άρθρωσης μπορούν να σχηματίσουν την περιοριστική δύναμη.

Τα προαναφερθέντα τρία στοιχεία του σχηματισμού ψυχρής ρωγμής, το καθένα έχει το δικό του εγγενές νόμο, αλλά και επηρεάζει ο ένας τον άλλον. Γενικά, η ζώνη που επηρεάζεται από τη θερμότητα και η τάση σκλήρυνσης του μετάλλου συγκόλλησης είναι εγγενείς παράγοντες για ρωγμές, ενώ το υδρογόνο μπορεί να διαδραματίσει τον επιβλαβές του ρόλο στην πρόκληση ρωγμών μόνο όταν υπάρχει σκληρυμένος σχηματισμός ιστών στον χάλυβα.