สาเหตุของรอยแตกเย็นในการเชื่อม

การแคร็กเย็นเป็นประเภทที่พบได้ทั่วไปในการผลิตการเชื่อมซึ่งเกิดขึ้นเมื่อการเชื่อมถูกทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิที่ต่ำกว่าสำหรับเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่มีความแข็งแรงสูงรอบอุณหภูมิการเปลี่ยนแปลงของ Martensitic องค์ประกอบทั้งสามของการก่อตัวของรอยแตกเย็นคือแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กปริมาณไฮโดรเจนของการเชื่อมและการกระจายและสถานะความเครียดของรอยเชื่อม

I. แนวโน้มการชุบแข็ง

แนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กขึ้นอยู่กับองค์ประกอบทางเคมีและเงื่อนไขการระบายความร้อน ยิ่งแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กมากขึ้นมีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแตกเย็นมากขึ้นเมื่อเชื่อม เนื่องจากแนวโน้มการชุบแข็งที่มากขึ้นหมายความว่าการเชื่อมจะสร้างองค์กร Martensite มากขึ้นเมื่อความร้อนและความสามารถในการเปลี่ยนรูปของ Martensite นั้นมีแนวโน้มที่จะแตกหักน้อย แนวโน้มการชุบแข็งของข้อต่อเชื่อมนอกเหนือจากองค์ประกอบทางเคมีสภาพการระบายความร้อน แต่ยังมีกระบวนการเชื่อมโครงสร้างของความหนาของแผ่น

ในหมู่พวกเขาอิทธิพลขององค์ประกอบทางเคมีที่มีต่อแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กสามารถประเมินได้ประมาณโดยใช้วิธีการเทียบเท่าคาร์บอน [2] ดังต่อไปนี้

CE (IIW) = C + MN / 6 + (CR + MO + V) / 5 + (CU + NI) / 15

ตัวอย่างเช่นสำหรับแผ่นเหล็กหนาน้อยกว่า 20 มม. แนวโน้มการชุบแข็งไม่สำคัญเมื่อ CE <0.4%

โลหะที่มีแนวโน้มการชุบแข็งขนาดใหญ่จะก่อให้เกิดข้อบกพร่องของตาข่ายจำนวนมากภายใต้เงื่อนไขของความไม่สมดุลทางความร้อนและภายใต้เงื่อนไขของความเครียดและความไม่สมดุลทางความร้อนมันจะก่อตัวเป็นแหล่งแคร็กและขยายไปสู่รอยแตกของแมโคร

หากมีไฮโดรเจนอยู่ในเขตเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมันจะลดความเหนียวและผลิตไฮโดรเจน embrittlement เนื้อเยื่อแข็งของ Martensitic คาร์บอนสูงนั้นมีความไวต่อการเกิดไฮโดรเจนและความไวของการแตกร้าวเย็น ความแข็งสูงสุดของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมักใช้ในการเชื่อมเพื่อประเมินแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กกล้าที่มีความแข็งแรงสูง

ประการที่สองไฮโดรเจน

ไฮโดรเจนเป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการแตกของการแคร็กเย็นในการเชื่อมเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและทำให้มันมีลักษณะล่าช้าซึ่งมักจะเกิดการแตกล่าช้าที่เกิดจากไฮโดรเจนที่เรียกว่า 'การแคร็กไฮโดรเจน ' หรือ 'การแตกร้าวของไฮโดรเจนที่เกิดจากไฮโดรเจน เหตุผลสำหรับ 'ล่าช้า ' คือการใช้เวลานานสำหรับไฮโดรเจนในการกระจายในเหล็กรวมตัวกันที่ข้อบกพร่องของกล้องจุลทรรศน์สร้างความเครียดและรอยแตก

ยิ่งปริมาณไฮโดรเจนที่สูงขึ้นในข้อต่อเชื่อมของเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงมากเท่าใดความไวต่อการแตกร้าวก็ยิ่งมากขึ้นและเมื่อปริมาณไฮโดรเจนมีค่ามากกว่าค่าวิกฤตที่แน่นอนการแตกจะเริ่มปรากฏขึ้นขนาดของค่าวิกฤตจะแตกต่างกันไปในแต่ละกรณี

เมื่อความเข้มข้นของไฮโดรเจนในเขตที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนนั้นสูงพอจะมีการยั่วยุของเนื้อเยื่อมาร์เทนซิติกต่อไป (ถ้ามี) และการก่อตัวของรอยแตก

ประการที่สามสถานะความเครียด

การเชื่อมเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงการแคร็กเย็นไม่เพียง แต่ขึ้นอยู่กับแนวโน้มการชุบแข็งของเหล็กผลกระทบที่เป็นอันตรายของไฮโดรเจน แต่ยังขึ้นอยู่กับสถานะความเครียดของรอยเชื่อมและบางครั้งสถานะความเครียดก็มีบทบาทเด็ดขาด ความเครียดจากความร้อน (การทำความร้อนและการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอ), ความเครียดเปลี่ยนเฟส (การเปลี่ยนแปลงปริมาณขององค์กรในระหว่างการเปลี่ยนเฟส) และรูปแบบของโครงสร้างลำดับการเชื่อม ฯลฯ ของรอยต่อรอยสามารถสร้างแรง จำกัด

องค์ประกอบสามประการที่กล่าวถึงข้างต้นของการก่อตัวของการแตกเย็นแต่ละองค์ประกอบมีกฎหมายที่แท้จริงของตัวเอง แต่ยังส่งผลกระทบซึ่งกันและกัน โดยทั่วไปโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนและแนวโน้มการชุบแข็งของโลหะเชื่อมเป็นปัจจัยที่แท้จริงสำหรับการแคร็กในขณะที่ไฮโดรเจนสามารถมีบทบาทที่เป็นอันตรายในการกระตุ้นการแตกเฉพาะเมื่อมีการก่อตัวของเนื้อเยื่อแข็งในเหล็ก