Orsaker till kalla sprickor vid svetsning

Kall sprickbildning är en vanligare typ av sprickbildning i svetsproduktionen, vilket uppstår när svetsen kyls till en lägre temperatur, för låglegering höghållfast stål, runt den martensitiska transformationstemperaturen. De tre elementen i kallt sprickbildning är den härdande tendensen för stålet, väteinnehållet i svetsen och dess distribution och stressläget för den svetsade fogen.

I. Härdande tendens

Härdande tendens av stål beror främst på dess kemiska sammansättning och kylförhållanden. Ju större härdningstendensen hos stålet, desto mer sannolikt ger kall sprickor vid svetsning. Eftersom desto större härdningstendens innebär att svetsen kommer att producera mer martensitorganisation när den uppvärms, och martensit deformationskapacitet är låg benägna för sprött fraktur. Den härdande tendensen hos svetsade leder, utöver den kemiska sammansättningen, kylförhållandena, men också med svetsningsprocessen, strukturen för plattans tjocklek.

Bland dem kan påverkan av kemisk sammansättning på härdningstendensen hos stål grovt uppskattas med användning av kolekvivalentmetoden [2], enligt följande.

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

För stålplattor mindre än 20 mm tjocka är till exempel härdningstendensen inte signifikant när CE <0,4%.

Metall med en stor härdningstendens kommer att bilda ett stort antal gitterfel under villkoren av termisk obalans, och under villkoren av stress och termisk obalans kommer den att bilda sprickkällor och till och med expandera för att bilda makrosprickor.

Om väte finns i den svets- och värmepåverkade zonen kommer det att minska dess seghet och producera vätebrittling. Den martade vävnaden med hög koldioxidkolning är mycket känslig för väte-brittik och kall sprickkänslighet. Den maximala hårdheten i den värmepåverkade zonen används vanligtvis vid svetsning för att bedöma härdningstendensen hos vissa höghållfast stål.

För det andra väte

Väte är en av de viktiga faktorerna som orsakar bildning av kall sprickbildning i höghållfast stålsvetsning, och gör att den har en försenad karaktär, vanligtvis väteinducerad försenad sprickbildning som kallas 'vätekrackning ' eller 'väte-inducerad sprickning '. Anledningen till 'fördröjning ' är att det tar en viss tid för väte att diffundera i stålet, samlas vid mikroskopiska defekter, generera spänningar och spricka.

Ju högre väteinnehållet i den svetsade fogen med höghållfast stål, desto större är känsligheten för sprickor, och när väteinnehållet är större än ett visst kritiskt värde, kommer sprickor att börja dyka upp, storleken på det kritiska värdet varierar från fall till fall.

När koncentrationen av väte i den svetsade värmepåverkade zonen är tillräckligt hög kommer det att bli ytterligare förfall av den martensitiska vävnaden (om någon) och därmed bildandet av sprickor.

För det tredje, stresstillståndet

Högstyrka stålsvetsande kall sprickor beror inte bara på stålhärdande tendens, de skadliga effekterna av väte, utan beror också på stressläget för den svetsade fogen, och ibland spelar stressläget till och med en avgörande roll. Den termiska spänningen (ojämn uppvärmning och kylning), fasförändringsspänning (volymförändring av organisationen under fasförändring) och formen för strukturen, svetsningssekvensen etc. för den svetsade fogen kan bilda den begränsande kraften.

Ovan nämnda tre delar av bildandet av kall sprickor, var och en har sin egen inre lag, men påverkar också varandra. I allmänhet är den värmepåverkade zonen och den härdande tendensen för svetsmetallen inneboende faktorer för sprickbildning, medan väte kan spela sin skadliga roll för att inducera sprickbildning endast när det finns härdade vävnadsbildning i stålet.