Causes des fissures à froid lors du soudage

La fissuration à froid est un type de fissuration plus courant dans la production de soudage, qui se produit lorsque la soudure est refroidie à une température plus basse, pour les aciers faiblement alliés à haute résistance, autour de la température de transformation martensitique.Les trois éléments de la formation de fissures à froid sont la tendance au durcissement de l'acier, la teneur en hydrogène de la soudure et sa répartition, et l'état de contrainte du joint soudé.

I. Tendance au durcissement

La tendance au durcissement de l’acier dépend principalement de sa composition chimique et de ses conditions de refroidissement.Plus la tendance au durcissement de l'acier est grande, plus il est susceptible de produire des fissures à froid lors du soudage.Parce que plus la tendance au durcissement est grande, la soudure produira plus d'organisation de martensite lorsqu'elle est chauffée, et la capacité de déformation de la martensite est faible, sujette à une rupture fragile.La tendance au durcissement des joints soudés, en plus de la composition chimique, des conditions de refroidissement, mais aussi du processus de soudage, de la structure de l'épaisseur de la plaque.

Parmi eux, l'influence de la composition chimique sur la tendance au durcissement de l'acier peut être estimée grossièrement à l'aide de la méthode de l'équivalent carbone [2], comme suit.

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

Par exemple, pour des tôles d'acier de moins de 20 mm d'épaisseur, la tendance au durcissement n'est pas significative lorsque CE < 0,4 %.

Le métal avec une forte tendance au durcissement formera un grand nombre de défauts de réseau dans des conditions de déséquilibre thermique, et dans des conditions de contrainte et de déséquilibre thermique, il formera des sources de fissures et même se dilatera pour former des macrofissures.

Si de l'hydrogène est présent dans la soudure et dans la zone affectée thermiquement, cela réduira sa ténacité et produira une fragilisation par l'hydrogène.Le tissu durci martensitique à haute teneur en carbone est très sensible à la fragilisation par l’hydrogène et à la fissuration à froid.La dureté maximale de la zone affectée thermiquement est couramment utilisée en soudage pour évaluer la tendance au durcissement de certains aciers à haute résistance.

Deuxièmement, l'hydrogène

L'hydrogène est l'un des facteurs importants provoquant la formation de fissures à froid dans le soudage des aciers à haute résistance, et lui confère un caractère retardé, généralement une fissuration retardée induite par l'hydrogène appelée « fissuration par l'hydrogène » ou « fissuration induite par l'hydrogène ». .La raison de ce « retard » est qu’il faut un certain temps pour que l’hydrogène se diffuse dans l’acier, s’accumule au niveau des défauts microscopiques, génère des contraintes et se fissure.

Plus la teneur en hydrogène dans le joint soudé de l'acier à haute résistance est élevée, plus la susceptibilité à la fissuration est grande, et lorsque la teneur en hydrogène est supérieure à une certaine valeur critique, des fissures commenceront à apparaître, la taille de la valeur critique varie selon les cas. À l'affaire.

Lorsque la concentration d'hydrogène dans la zone soudée affectée thermiquement est suffisamment élevée, il y aura une fragilisation supplémentaire du tissu martensitique (le cas échéant), et donc la formation de fissures.

Troisièmement, l'état de stress

La fissuration à froid du soudage des aciers à haute résistance dépend non seulement de la tendance au durcissement de l'acier, des effets nocifs de l'hydrogène, mais dépend également de l'état de contrainte du joint soudé, et parfois l'état de contrainte joue même un rôle décisif.La contrainte thermique (chauffage et refroidissement inégaux), la contrainte de changement de phase (changement de volume de l'organisation pendant le changement de phase) et la forme de la structure, la séquence de soudage, etc. du joint soudé peuvent former la force de contrainte.

Les trois éléments mentionnés ci-dessus de la formation de la fissuration à froid ont chacun leur propre loi intrinsèque, mais s'influencent également mutuellement.En général, la zone affectée thermiquement et la tendance au durcissement du métal fondu sont des facteurs intrinsèques de fissuration, tandis que l'hydrogène ne peut jouer son rôle nocif en provoquant la fissuration qu'en cas de formation de tissu durci dans l'acier.