Uzroci hladnih pukotina u zavarivanju

Hladno pucanje je češća vrsta pucanja u proizvodnji zavarivanja, koja se javlja kada se zavari ohladi na nižu temperaturu, za čelike niske legure visoke čvrstoće, oko temperature martenzitne transformacije. Tri elementa stvaranja hladne pukotine su očvršćivanje tendencije čelika, sadržaj vodika u zavarivanju i njegovoj distribuciji i stanje napona zavarenog zgloba.

I. Tendencija stvrdnjavanja

Tendencija stvrdnjavanja čelika uglavnom ovisi o njegovom kemijskom sastavu i uvjetima hlađenja. Što je veća tendencija očvršćivanja čelika, veća je vjerojatnost da će stvoriti hladno pucanje pri zavarivanju. Jer što veća tendencija stvrdnjavanja znači da će zavarivati ​​više organizacija martenzita kada se zagrijava, a kapacitet deformacije martenzita nizak je sklon krhkom prijelomu. Tendencija očvršćivanja zavarenih spojeva, osim kemijskog sastava, uvjeti za hlađenje, ali i s postupkom zavarivanja, strukturu debljine ploče.

Među njima, utjecaj kemijskog sastava na tendenciju očvršćivanja čelika može se približno procijeniti pomoću metode ekvivalentne ugljika [2], kako slijedi.

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

Na primjer, za čelične ploče debljine manje od 20 mm, tendencija očvršćivanja nije značajna kada je CE <0,4%.

Metal s velikom tendencijom otvrdnjavanja stvorit će veliki broj oštećenja rešetke pod stanjem toplinske neravnoteže, a pod stanjem stresa i toplinske neravnoteže, formirat će izvore pukotina, pa čak i proširiti se na stvaranje makro pukotina.

Ako je vodik prisutan u zoni zavarivanja i topline, smanjit će njegovu žilavost i proizvesti umiješanost vodika. Martenzivno otvrdnuto tkivo visokog ugljika vrlo je osjetljivo na primijenje vodika i osjetljivost na hladno pucanje. Maksimalna tvrdoća zone zahvaćene toplinom obično se koristi u zavarivanju za procjenu očvrsne tendencije određenih čelika visoke čvrstoće.

Drugo, vodik

Vodik je jedan od važnih čimbenika koji uzrokuje stvaranje hladnog pucanja u čeličnom zavarivanju visoke čvrstoće, a čini da ima odgođeni karakter, obično odgođeno pucanje uzrokovano vodikom nazvano 'pucanje vodika ' ili 'pucketanje uzrokovano vodikom '. Razlog 'kašnjenja ' je taj što je potrebno određeno vrijeme da vodik difundira u čeliku, okuplja se na mikroskopskim oštećenjima, stvara naprezanja i pukotine.

Što je veći sadržaj vodika u zavarenom spoju čelika visoke čvrstoće, to je veća osjetljivost na pucanje, a kada je sadržaj vodika veći od određene kritične vrijednosti, početak će se pojavljivati ​​pucanje, veličina kritične vrijednosti varira od slučaja do slučaja.

Kad je koncentracija vodika u zavarenoj zoni pogođenoj toplini dovoljno visoka, došlo će do toga daljnje zamke martenzitnog tkiva (ako ih ima), a time i stvaranje pukotina.

Treće, stanje stresa

Čelično zavarivanje visoke čvrstoće hladno pucanje ne samo da ovisi o tendenciji očvršćivanja čelika, štetnim učincima vodika, već i ovisi o stanju stresa zavarenog zgloba, a ponekad i stresno stanje čak igra odlučujuću ulogu. Toplinski napon (neujednačeno grijanje i hlađenje), naprezanje promjene faze (promjena volumena organizacije tijekom promjene faze) i oblik strukture, zavarivanje niza itd. Zavarenog zgloba mogu tvoriti ograničavajuću silu.

Navedena tri elementa stvaranja hladnog pucanja, svaki ima svoj unutarnji zakon, ali također utječu jedni na druge. Općenito, zona zahvaćena toplinom i očvršćivanje metala za zavarivanje su unutarnji čimbenici za pucanje, dok vodik može igrati svoju štetnu ulogu u induciranju pucanja samo kad je u čeliku očvrsnuta tkiva.