Cauzele fisurilor reci în sudură

Fisurarea la rece este un tip de fisurare mai frecvent în producția de sudare, care apare atunci când sudura este răcită la o temperatură mai scăzută, pentru oțelurile de înaltă rezistență cu aliaj scăzut, în jurul temperaturii de transformare martensitică. Cele trei elemente ale formării fisurilor la rece sunt tendința de întărire a oțelului, conținutul de hidrogen al sudurii și distribuția acesteia și starea de stres a articulației sudate.

I. Tendința de întărire

Tendința de întărire a oțelului depinde în principal de compoziția chimică și de condițiile sale de răcire. Cu cât este mai mare tendința de întărire a oțelului, cu atât este mai probabil să producă fisură la rece la sudare. Deoarece cu cât este mai mare tendința de întărire înseamnă că sudura va produce mai multă organizare martensită atunci când este încălzită, iar capacitatea de deformare a martensitei este scăzută predispusă la fractura fragilă. Tendința de întărire a articulațiilor sudate, pe lângă compoziția chimică, condițiile de răcire, dar și cu procesul de sudare, structura grosimii plăcii.

Printre ele, influența compoziției chimice asupra tendinței de întărire a oțelului poate fi estimată aproximativ folosind metoda echivalentă de carbon [2], după cum urmează.

CE (IIW) = C + Mn / 6 + (CR + MO + V) / 5 + (Cu + Ni) / 15

De exemplu, pentru plăci de oțel mai mici de 20 mm grosime, tendința de întărire nu este semnificativă atunci când CE <0,4%.

Metalul cu o tendință mare de întărire va forma un număr mare de defecte de zăpadă în condițiile dezechilibrului termic, iar în condiții de stres și dezechilibru termic, acesta va forma surse de fisură și chiar se va extinde pentru a forma fisuri macro.

Dacă hidrogenul este prezent în zona de sudură și afectată de căldură, acesta va reduce duritatea sa și va produce îmbogățirea hidrogenului. Țesutul martensitic cu conținut ridicat de carbon este foarte sensibil la îmbrățișarea hidrogenului și la sensibilitatea la fisură la rece. Duritatea maximă a zonei afectate de căldură este frecvent utilizată în sudură pentru a evalua tendința de întărire a anumitor oțeluri de înaltă rezistență.

În al doilea rând, hidrogen

Hidrogenul este unul dintre factorii importanți care provoacă formarea fisurilor la rece în sudarea din oțel de înaltă rezistență și îl face să aibă un caracter întârziat, de obicei fisurarea întârziată indusă de hidrogen numit 'fisurarea hidrogenului ' sau 'fisurarea indusă de hidrogen '. Motivul pentru 'întârziere ' este că este nevoie de o anumită perioadă de timp pentru ca hidrogenul să se difuzeze în oțel, să se adune la defecte microscopice, să genereze tensiuni și să se crăpă.

Cu cât conținutul de hidrogen este mai mare în articulația sudată a oțelului de înaltă rezistență, cu atât este mai mare susceptibilitatea la fisurare, iar atunci când conținutul de hidrogen este mai mare decât o anumită valoare critică, va începe să apară fisurarea, dimensiunea valorii critice variază de la caz la caz.

Atunci când concentrația de hidrogen în zona afectată de căldură sudată este suficient de mare, va mai exista o elaborare suplimentară a țesutului martensitic (dacă există) și, astfel, formarea fisurilor.

În al treilea rând, starea de stres

Sudarea cu oțel de înaltă rezistență fisurarea la rece nu depinde numai de tendința de întărire a oțelului, de efectele nocive ale hidrogenului, dar depinde și de starea de stres a articulației sudate și, uneori, starea de stres joacă chiar și un rol decisiv. Stresul termic (încălzire neuniformă și răcire), stresul de schimbare a fazelor (schimbarea volumului organizației în timpul schimbării fazelor) și forma structurii, secvența de sudare, etc. a articulației sudate pot forma forța de constrângere.

Cele trei elemente menționate mai sus ale formării fisurilor la rece, fiecare are propria sa lege intrinsecă, dar se afectează reciproc. În general, zona afectată de căldură și tendința de întărire a metalului de sudură sunt factori intrinseci pentru fisurare, în timp ce hidrogenul își poate juca rolul dăunător în inducerea fisurilor numai atunci când există formarea țesutului întărit în oțel.