Hideg repedések okai a hegesztésben

A hidegrepedés a hegesztési gyártás során elterjedtebb repedéstípus, amely a hegesztési varrat alacsonyabb hőmérsékletre hűtésekor következik be, alacsony ötvözetű nagyszilárdságú acéloknál, a martenzites átalakulási hőmérséklet körül. A hidegrepedés kialakulásának három eleme az acél keményedési hajlama, a varrat hidrogéntartalma és eloszlása, valamint a hegesztett kötés feszültségi állapota.

---

I. Keményedési hajlam

Az acél keményedési hajlama elsősorban kémiai összetételétől és hűtési körülményeitől függ. Minél nagyobb az acél keményedési hajlama, annál valószínűbb, hogy hegesztés közben hidegrepedést okoz. Mivel minél nagyobb a keményedési hajlam, az azt jelenti, hogy a hegesztés több martenzit szerveződést hoz létre hevítéskor, és a martenzit deformációs képessége alacsony, hajlamos a rideg törésre. A hegesztett kötések keményedési hajlama a kémiai összetételen, a hűtési körülményeken, de a hegesztési eljáráson túl a lemezvastagság szerkezetén is.

Ezek közül a kémiai összetételnek az acél keményedési hajlamára gyakorolt ​​hatása a szén-egyenérték módszerrel [2] durván megbecsülhető az alábbiak szerint.

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

Például a 20 mm-nél kisebb vastagságú acéllemezeknél a keményedési tendencia nem jelentős, ha a CE < 0,4%.

A nagy keményedési hajlamú fém hőkiegyensúlyozatlanság esetén nagyszámú rácshibát hoz létre, feszültség és hőkiegyensúlyozatlanság esetén pedig repedésforrást képez, sőt kitágul makrorepedésekké.

Ha hidrogén van jelen a hegesztési és hőhatászónában, az csökkenti a szívósságát és hidrogénridegséget okoz. A magas széntartalmú martenzites edzett szövet nagyon érzékeny a hidrogénrepedésre és a hidegrepedésre. A hőhatászóna maximális keménységét általában a hegesztésnél használják bizonyos nagyszilárdságú acélok keményedési hajlamának felmérésére.

---

Másodszor a hidrogén

A hidrogén az egyik fontos tényező, amely hidegrepedések kialakulását idézi elő a nagy szilárdságú acélok hegesztésénél, és ennek késleltetett jellege, általában hidrogén okozta késleltetett repedés, amelyet 'hidrogén okozta repedésnek' vagy 'hidrogén okozta repedésnek' neveznek. A 'késés' oka, hogy bizonyos időbe telik, amíg a hidrogén az acélban diffundál, mikroszkopikus hibákon összegyűlik, feszültségeket generál és megreped.

Minél nagyobb a hidrogéntartalom a nagyszilárdságú acél hegesztett kötésében, annál nagyobb a repedésre való hajlam, és ha a hidrogéntartalom egy bizonyos kritikus értéknél nagyobb, akkor repedés kezd megjelenni, a kritikus érték mérete esetenként változik.

Ha a hidrogén koncentrációja a hegesztett hőhatás zónában elég magas, akkor a martenzites szövet (ha van ilyen) további ridegsége és ezáltal repedések kialakulása következik be.

---

Harmadszor, a stressz állapot

A nagyszilárdságú acélhegesztés hidegrepedése nemcsak az acél keményedési hajlamától, a hidrogén káros hatásaitól függ, hanem a hegesztett kötés feszültségi állapotától is, sőt esetenként a feszültségi állapot is meghatározó szerepet játszik. A korlátozó erőt a hőfeszültség (egyenetlen fűtés és hűtés), a fázisváltozási feszültség (a szervezet térfogatváltozása fázisváltás során) és a hegesztett kötés szerkezetének formája, hegesztési sorrendje stb.

A hidegrepedés kialakulásának fent említett három eleme, mindegyiknek megvan a maga belső törvénye, de egymásra is hatnak. Általánosságban elmondható, hogy a hőhatászóna és a hegesztett fém keményedési hajlama a repedés belső tényezője, míg a hidrogén csak akkor töltheti be káros szerepét a repedés előidézésében, ha az acélban edzett szövetképződés van.