Comprendre facilement les défauts de soudage - Fissures laminaires

Les fissures de soudage sont le type de défauts de soudage le plus nocif, qui affectent sérieusement les performances, la sécurité et la fiabilité des structures soudées. Aujourd'hui, je vais vous faire découvrir l'un des types de fissures : les fissures en couches.

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Inclusions non métalliques, certaines inclusions non métalliques (telles que les sulfures, les silicates) dans l'acier sont roulées en bandes parallèles à la direction de laminage pendant le processus de laminage de la plaque d'acier, ce qui entraîne des différences dans les propriétés mécaniques de l'acier. Les inclusions sont les facteurs potentiels et la principale cause de déchirure laminaire dans les structures soudées.

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Stress de retenue. En raison du cycle thermique de soudage, il y aura une force de retenue dans le joint soudé. Pour une plaque épaisse laminée en forme de T et un joint transversal donnés, dans des conditions de paramètres de soudage constants, il existe une contrainte de retenue critique ou une retenue en flexion. La résistance, lorsqu'elle est supérieure à cette valeur, il est facile de produire une déchirure lamellaire.

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Diffusion d'hydrogène, l'hydrogène est un facteur favorisant le craquage. Du fait de la diffusion de l’hydrogène et de la combinaison des molécules, la contrainte locale augmente fortement. Lorsque l'hydrogène s'accumule en fin d'inclusion, il favorise la perte d'adhésion entre l'inclusion non métallique et le métal, et va casser les inclusions adjacentes. Le métal présente des caractéristiques de fracture induite par l'hydrogène sur la fracture.

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Propriétés des métaux de base, bien que les inclusions soient la principale cause de déchirure lamellaire, les propriétés mécaniques du métal ont également un impact significatif sur la déchirure lamellaire. La ténacité plastique du métal est mauvaise, d'autant plus que la fissure s'étend facilement, c'est-à-dire que la capacité à résister à l'arrachement lamellaire est faible.

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Afin d'éviter l'apparition de fissures en couches, les contraintes dans la direction Z et la concentration des contraintes sont principalement évitées dans le processus de conception et de construction. Les mesures spécifiques sont les suivantes :

1. Améliorez la conception des joints et réduisez les contraintes de retenue. Des mesures spécifiques telles que : prolonger l'extrémité de la plaque d'amorçage de l'arc jusqu'à une certaine longueur, ce qui a pour effet d'empêcher l'amorçage de fissures ; changer la disposition du cordon de soudure pour changer la direction de la contrainte de retrait du cordon de soudure, changer la plaque d'allumage à arc vertical en plaque d'allumage à arc horizontal, changer la position de la soudure, rendre la direction de contrainte totale du joint parallèle à la couche de roulement peut grandement améliorer la résistance à la déchirure laminaire. 

 2. Il est avantageux d'adopter des méthodes de soudage appropriées, telles que le soudage sous protection gazeuse et le soudage à l'arc submergé, avec une faible tendance à la fissuration à froid, ce qui est bénéfique pour améliorer la résistance à la déchirure laminaire. 

 3. En utilisant des matériaux de soudage assortis à faible résistance, lorsque le métal soudé a un faible point d'élasticité et une ductilité élevée, il est facile de concentrer la contrainte sur la soudure et de réduire la contrainte dans la zone affectée thermiquement du métal de base, ce qui peut améliorer la résistance à la déchirure laminaire. 

 4. Dans l'application de la technologie de soudage, la couche d'isolation de surface est utilisée ; le soudage est symétrique pour rendre la répartition des contraintes uniforme et réduire la concentration des contraintes. 

 5. Afin d'éviter la déchirure laminaire causée par la fissuration à froid, certaines mesures visant à prévenir la fissuration à froid doivent être adoptées dans la mesure du possible, telles qu'une augmentation appropriée du préchauffage, un contrôle de la température intercouche, etc. 6. Nous pouvons également contrôler la taille du cordon de soudure et adopter le processus de soudage de petits pieds de soudage et de soudage multi-passes.