علل ترک های سرد در جوشکاری

ترک خوردگی سرد یک نوع شایع تر از ترک خوردگی در تولید جوش است ، که هنگامی که جوش تا دمای پایین تر ، برای فولادهای با مقاومت بالا کم آلیاژ ، در اطراف دمای تحول مارتنزیتیک خنک می شود ، رخ می دهد. سه عنصر تشکیل ترک سرد ، تمایل سخت تر فولاد ، میزان هیدروژن جوش و توزیع آن و وضعیت استرس مفصل جوش داده شده است.

I. گرایش سخت شدن

تمایل سخت شدن فولاد عمدتاً به ترکیب شیمیایی و شرایط خنک کننده آن بستگی دارد. هرچه گرایش سخت شدن فولاد بیشتر باشد ، احتمال ابتلا به ترک خوردگی در هنگام جوشکاری بیشتر خواهد بود. از آنجا که بیشتر تمایل سخت کننده به این معنی است که جوش در هنگام گرم شدن سازمان مارتنزیت بیشتری تولید می کند و ظرفیت تغییر شکل مارتنزیت مستعد ابتلا به شکستگی شکننده است. گرایش سخت شدن مفاصل جوش داده شده ، علاوه بر ترکیب شیمیایی ، شرایط خنک کننده ، بلکه با فرآیند جوشکاری ، ساختار ضخامت صفحه.

در میان آنها ، تأثیر ترکیب شیمیایی بر گرایش سخت شدن فولاد را می توان تقریباً با استفاده از روش معادل کربن [2] به شرح زیر تخمین زد.

ce (iiw) = c + mn / 6 + (cr + mo + v) / 5 + (مس + ni) / 15

به عنوان مثال ، برای صفحات فولادی کمتر از 20 میلی متر ضخامت ، تمایل سخت کننده در هنگام CE <0.4 ٪ معنی دار نیست.

فلز با تمایل زیاد سخت تر ، تحت شرط عدم تعادل حرارتی تعداد زیادی از نقایص شبکه را تشکیل می دهد و تحت شرایط استرس و عدم تعادل حرارتی ، منابع ترک را تشکیل می دهد و حتی برای ایجاد ترک های کلان گسترش می یابد.

اگر هیدروژن در منطقه جوش و گرما وجود داشته باشد ، چقرمگی آن را کاهش داده و هیدروژن را در آغوش می گیرد. بافت سخت شده مارتنزیتی کربن بالا نسبت به آغوش هیدروژن و حساسیت به ترک خوردگی بسیار حساس است. حداکثر سختی منطقه تحت تأثیر گرما معمولاً در جوشکاری برای ارزیابی گرایش سخت گیری برخی از فولادهای با استحکام بالا استفاده می شود.

دوم ، هیدروژن

هیدروژن یکی از عوامل مهمی است که باعث ایجاد ترک خوردگی سرد در جوشکاری فولادی با مقاومت بالا می شود و باعث می شود یک شخصیت تاخیری داشته باشد ، معمولاً ترک خوردگی تاخیری ناشی از هیدروژن به نام 'ترک خوردگی هیدروژن' یا 'ترک خوردگی ناشی از هیدروژن'. دلیل 'تأخیر ' این است که زمان مشخصی برای انتشار هیدروژن در فولاد ، جمع آوری در نقایص میکروسکوپی ، ایجاد تنش ها و ترک ها طول می کشد.

هرچه میزان هیدروژن در مفصل جوش داده شده از فولاد با استحکام بالا بیشتر باشد ، حساسیت به ترک خوردگی بیشتر می شود و هنگامی که محتوای هیدروژن بیشتر از یک مقدار بحرانی خاص باشد ، ترک خوردگی شروع به ظاهر می شود ، اندازه مقدار بحرانی از حالت به حالت دیگر متفاوت است.

هنگامی که غلظت هیدروژن در منطقه تحت تأثیر گرمای جوش داده شده به اندازه کافی زیاد باشد ، بیشتر آغوش بافت مارتنزیتیک (در صورت وجود) و در نتیجه شکل گیری ترک ها وجود خواهد داشت.

سوم ، وضعیت استرس

جوش سرد استیل با استحکام بالا نه تنها به تمایل به سخت شدن فولاد ، اثرات مضر هیدروژن بستگی دارد ، بلکه به وضعیت استرس مفصل جوش داده شده نیز بستگی دارد ، و گاهی اوقات وضعیت استرس حتی نقش تعیین کننده ای نیز ایفا می کند. استرس حرارتی (گرمایش و خنک کننده ناهموار) ، استرس تغییر فاز (تغییر حجم سازمان در طول تغییر فاز) و شکل ساختار ، دنباله جوش و غیره از مفصل جوش داده شده می تواند نیروی محدود کننده را تشکیل دهد.

سه عنصر فوق از شکل گیری ترک خوردگی سرد ، هر یک قانون ذاتی خاص خود را دارند ، اما بر یکدیگر نیز تأثیر می گذارند. به طور کلی ، منطقه تحت تأثیر گرما و گرایش سخت شدن فلز جوش ، عوامل ذاتی برای ترک خوردگی است ، در حالی که هیدروژن می تواند نقش مضر خود را در القای ترک خوردگی تنها در صورت ایجاد بافت سخت در فولاد بازی کند.