Kaynakta soğuk çatlakların nedenleri

Soğuk çatlama, düşük alaşımlı yüksek mukavemetli çelikler için kaynağın martensitik dönüşüm sıcaklığı civarında daha düşük bir sıcaklığa soğutulması sırasında meydana gelen, kaynak üretiminde daha yaygın bir çatlama türüdür.Soğuk çatlak oluşumunun üç unsuru çeliğin sertleşme eğilimi, kaynağın hidrojen içeriği ve dağılımı ve kaynaklı bağlantının gerilim durumudur.

I. Sertleşme eğilimi

Çeliğin sertleşme eğilimi esas olarak kimyasal bileşimine ve soğuma koşullarına bağlıdır.Çeliğin sertleşme eğilimi ne kadar büyükse, kaynak sırasında soğuk çatlama oluşma olasılığı da o kadar yüksektir.Çünkü sertleşme eğilimi ne kadar büyük olursa, kaynağın ısıtıldığında daha fazla martenzit organizasyonu üreteceği ve martensitin deformasyon kapasitesinin gevrek kırılmaya eğilimli olduğu anlamına gelir.Kaynaklı bağlantıların sertleşme eğilimi, kimyasal bileşime ek olarak soğuma koşulları ve aynı zamanda kaynak işlemiyle birlikte levha kalınlığının yapısı da dikkate alınır.

Bunlar arasında, kimyasal bileşimin çeliğin sertleşme eğilimi üzerindeki etkisi, aşağıdaki gibi karbon eşdeğeri yöntemi [2] kullanılarak kabaca tahmin edilebilir.

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

Örneğin, kalınlığı 20 mm'den az olan çelik levhalar için CE < %0,4 olduğunda sertleşme eğilimi önemli değildir.

Sertleşme eğilimi yüksek olan metal, termal dengesizlik durumunda çok sayıda kafes kusuru oluşturacak ve stres ve termal dengesizlik durumunda çatlak kaynakları oluşturacak ve hatta makro çatlaklar oluşturacak şekilde genişleyecektir.

Kaynakta ve ısıdan etkilenen bölgede hidrojen mevcutsa, bu durum sertliğini azaltacak ve hidrojen gevrekleşmesine neden olacaktır.Yüksek karbonlu martensitik sertleştirilmiş doku, hidrojen gevrekleşmesine ve soğuk çatlama hassasiyetine karşı çok hassastır.Isıdan etkilenen bölgenin maksimum sertliği, bazı yüksek mukavemetli çeliklerin sertleşme eğilimini değerlendirmek için kaynakta yaygın olarak kullanılır.

İkincisi, hidrojen

Hidrojen, yüksek dayanımlı çeliklerin kaynağında soğuk çatlama oluşumuna neden olan önemli faktörlerden biridir ve onu gecikmiş bir karaktere sahip yapan, genellikle hidrojen kaynaklı gecikmeli çatlamaya 'hidrojen çatlaması' veya 'hidrojen kaynaklı çatlama' adı verilir. .'Gecikmenin' nedeni, hidrojenin çelikte yayılmasının, mikroskobik kusurlarda toplanmasının, gerilim oluşturmasının ve çatlamasının belirli bir süre almasıdır.

Yüksek mukavemetli çeliğin kaynaklı birleşim yerindeki hidrojen içeriği ne kadar yüksek olursa, çatlamaya karşı duyarlılık o kadar artar ve hidrojen içeriği belirli bir kritik değerden büyük olduğunda çatlama ortaya çıkmaya başlar, kritik değerin boyutu duruma göre değişir. davaya.

Kaynaklı ısıdan etkilenen bölgedeki hidrojen konsantrasyonu yeterince yüksek olduğunda, martenzitik dokuda (varsa) daha fazla kırılganlık meydana gelecek ve dolayısıyla çatlaklar oluşacaktır.

Üçüncüsü, stres durumu

Yüksek mukavemetli çeliklerin kaynak soğuk çatlaması sadece çeliğin sertleşme eğilimine, hidrojenin zararlı etkilerine bağlı değildir, aynı zamanda kaynaklı bağlantının gerilim durumuna da bağlıdır ve bazen gerilim durumu belirleyici bir rol bile oynar.Termal stres (düzensiz ısıtma ve soğutma), faz değişim stresi (faz değişimi sırasında organizasyonun hacim değişimi) ve kaynaklı bağlantının yapısının şekli, kaynak sırası vb. kısıtlayıcı kuvveti oluşturabilir.

Soğuk çatlama oluşumunun yukarıda belirtilen üç unsurunun her birinin kendine özgü kanunları vardır, ancak aynı zamanda birbirlerini de etkilerler.Genel olarak, ısıdan etkilenen bölge ve kaynak metalinin sertleşme eğilimi çatlama için temel faktörlerdir; hidrojen ise yalnızca çelikte sertleşmiş doku oluşumu olduğunda çatlamanın tetiklenmesinde zararlı rolünü oynayabilir.