Przyczyny zimnych pęknięć w spawaniu

Pękanie na zimno jest bardziej powszechnym rodzajem pęknięcia w produkcji spawania, które występuje, gdy spawa jest chłodzona do niższej temperatury, dla stali o niskiej wysokiej wytrzymałości, wokół temperatury transformacji martenzytycznej. Trzy elementy tworzenia pęknięć zimnych są tendencją do stali stali, zawartość wodoru w spoinie i jej rozkładu oraz stan naprężenia spawanego złącza.

I. Tendencja do stwardnienia

Tendencja hartowania stali zależy głównie od jej składu chemicznego i warunków chłodzenia. Im większa tendencja do stali stali, tym bardziej prawdopodobne jest, że podczas spawania pęknięć zimno. Ponieważ większa tendencja do stwardnienia oznacza, że ​​spoina będzie wyprodukować więcej organizacji martenzytu po podgrzaniu, a zdolność deformacji martenzytu jest niska podatna na kruche złamanie. Tendencja hartowania spawanych połączeń, oprócz składu chemicznego, warunków chłodzenia, ale także w procesie spawania, struktury grubości płyty.

Wśród nich wpływ składu chemicznego na tendencję hartowania stali można z grubsza oszacować za pomocą metody równoważnej węgla [2], w następujący sposób.

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

Na przykład w przypadku płytek stalowych o grubości mniejszej niż 20 mm tendencja do stwardnienia nie jest znacząca, gdy CE <0,4%.

Metal z dużą tendencją do stwardnienia utworzy dużą liczbę wad kratowych pod warunkiem nierównowagi termicznej, a pod warunkiem naprężenia i nierównowagi termicznej będzie tworzy źródła pęknięć, a nawet rozszerzy się, tworząc pęknięcia makro.

Jeśli wodór jest obecny w strefie spoiny i dotkniętej ciepłem, zmniejszy jego wytrzymałość i spowoduje kruchość wodoru. Martenzytyczna tkanka o wysokiej zawartości węgla jest bardzo wrażliwa na kruchość wodoru i wrażliwość na pękanie na zimno. Maksymalna twardość strefy dotkniętej ciepłem jest powszechnie stosowana w spawaniu w celu oceny tendencji hartowania niektórych stali o dużej wytrzymałości.

Po drugie, wodór

Wodór jest jednym z ważnych czynników powodujących tworzenie pękania zimnego w spawaniu stali o wysokiej wytrzymałości i czyni go opóźnionym znakiem, zwykle opóźnionym pęknięciem indukowanym wodorem zwanym „pękanie wodoru ” lub „indukowane wodorem pękanie ”. Powodem „opóźnienia” jest to, że rozpraszanie wodoru w stali zajmuje określony czas, zbierać w defektach mikroskopowych, generowanie naprężeń i pęknięcia.

Im wyższa zawartość wodoru w spawanym stawie stali o wysokiej wytrzymałości, tym większa podatność na pękanie, a gdy zawartość wodoru jest większa niż pewna wartość krytyczna, zacznie się pojawiać pękanie, wielkość wartości krytycznej zmienia się w zależności od przypadku.

Gdy stężenie wodoru w spawanej strefie dotkniętej ciepłem jest wystarczająco wysokie, nastąpi dalsze kruchość tkanki martenzytycznej (jeśli istnieje), a tym samym tworzenie pęknięć.

Po trzecie, stan stresu

Stalowe pękanie na zimno o wysokiej wytrzymałości zależy nie tylko od stalowej tendencji hartowania, szkodliwych skutków wodoru, ale także zależy od stanu naprężenia spawanego stawu, a czasem stan stresu odgrywa nawet decydującą rolę. Naprężenie termiczne (nierównomierne ogrzewanie i chłodzenie), naprężenie zmiany fazy (zmiana objętości organizacji podczas zmiany fazy) i postać struktury, sekwencji spawania itp. Spawanego złącza mogą tworzyć siłę ograniczającą.

Wyżej wymienione trzy elementy tworzenia pękania zimnego, każdy ma swoje własne prawo wewnętrzne, ale także wpływają na siebie. Zasadniczo strefa dotknięta ciepłem i tendencja hartowania metalu spoiny są wewnętrznymi czynnikami pękania, podczas gdy wodór może odgrywać swoją szkodliwą rolę w indukowaniu pękania tylko wtedy, gdy w stali występuje tworzenie tkanki.