Узроци хладних пукотина у заваривању

Хладно пуцање је чешћи тип пуцања у производњи заваривања, који настаје када се завар охлади на нижу температуру, за нисколегиране челике високе чврстоће, око температуре мартензитне трансформације.Три елемента стварања хладних прслина су склоност ка отврдњавању челика, садржај водоника у шаву и његова дистрибуција и напонско стање завареног споја.

И. Склоност ка отврдњавању

Склоност ка стврдњавању челика зависи углавном од његовог хемијског састава и услова хлађења.Што је челик већа склоност ка каљењу, већа је вероватноћа да ће доћи до хладног пуцања приликом заваривања.Зато што већа тенденција ка очвршћавању значи да ће завар производити више мартензитне организације када се загреје, а капацитет деформације мартензита је низак склон кртом лому.Склоност ка отврдњавању заварених спојева, поред хемијског састава, услова хлађења, али и процеса заваривања, структуре дебљине плоче.

Међу њима, утицај хемијског састава на склоност ка отврдњавању челика може се грубо проценити применом методе угљеничног еквивалента [2], на следећи начин.

ЦЕ (ИИВ) = Ц + Мн / 6 + (Цр + Мо + В) / 5 + (Цу + Ни) / 15

На пример, за челичне плоче дебљине мање од 20 мм, тенденција каљења није значајна када је ЦЕ < 0,4%.

Метал са великом тенденцијом ка отврдњавању ће формирати велики број дефеката решетке под условом топлотне неравнотеже, а под условима напрезања и топлотне неравнотеже формираће изворе пукотина и чак се проширити и формирати макро пукотине.

Ако је водоник присутан у завару и зони захваћеном топлотом, то ће смањити његову жилавост и произвести водоничну кртост.Мартензитно очвршћено ткиво са високим садржајем угљеника је веома осетљиво на кртост водоником и осетљивост на хладно пуцање.Максимална тврдоћа зоне утицаја топлоте се обично користи у заваривању за процену склоности ка отврдњавању одређених челика високе чврстоће.

Друго, водоник

Водоник је један од важних фактора који изазивају стварање хладних пукотина у заваривању челика високе чврстоће, због чега има закаснели карактер, обично водоником индуковано одложено пуцање које се назива „пуцање водоником“ или „пуцање изазвано водоником“ .Разлог за „кашњење“ је тај што је потребно одређено време да водоник дифундује у челику, скупи се на микроскопским дефектима, створи напоне и пукне.

Што је већи садржај водоника у завареном споју челика високе чврстоће, већа је подложност пуцању, а када је садржај водоника већи од одређене критичне вредности, пукотине ће почети да се појављују, величина критичне вредности варира од случаја до случаја.

Када је концентрација водоника у завареној зони топлотног утицаја довољно висока, доћи ће до даљег крхкости мартензитног ткива (ако постоји), а самим тим и до стварања пукотина.

Треће, стресно стање

Хладно пуцање челика за заваривање високе чврстоће не зависи само од склоности ка очвршћавању челика, штетних ефеката водоника, већ зависи и од напонског стања завареног споја, а понекад напонско стање чак игра и одлучујућу улогу.Термички напон (неравномерно загревање и хлађење), напон промене фазе (промена запремине организације током промене фазе) и облик структуре, редослед заваривања итд. завареног споја могу да формирају ограничавајућу силу.

Наведена три елемента формирања хладног пуцања, сваки има свој унутрашњи закон, али такође утичу једни на друге.Генерално, зона утицаја топлоте и склоност ка отврдњавању метала шава су суштински фактори за стварање пукотина, док водоник може играти своју штетну улогу у изазивању пуцања само када постоји формирање очврслог ткива у челику.