Анализ на пукнатини при заваряване на стомана A335 P22
Feb 27, 2024
1. Анализ на пукнатини, генерирани по време на TiG заваръчен грунд
За да се улесни работата и да се подобрят условията на работа на заварчиците, не се извършва предварително загряване преди заваряване с TiG, а това е заваряване при нормална температура. По този начин скоростта на охлаждане на заваръчния шев по време на заваряване е няколко пъти по-голяма от тази след предварително загряване. За стомана A335P22 ще се появи люспест мартензит в структурата на заваръчния шев, което намалява пластичния резерв на заваръчния метал и ще се образува, когато разтопената вана кристализира. Когато повече дефекти на решетката достигнат определена критична стойност, ще се образуват източници на пукнатини. Под непрекъснатото действие на напрежението те ще продължат да се разширяват и да образуват макропукнатини. Следователно заваряването с TiG при нормална температура ще доведе до повече пукнатини от заваряването с TiG след предварително загряване. Шансът от студено напукване е много по-голям.
По време на заваряването беше установено, че последователността на заваряване също е един от факторите, водещи до появата на студени пукнатини. Има две последователности на заваряване, използвани от заварчиците по време на TiG заваряване.
Неразумната последователност на заваряване ще увеличи остатъчното напрежение при заваряване, причинено от неравномерно нагряване по време на заваряване и ще го концентрира в плоския заваръчен край. Термичното напрежение върху заваръчния шев по време на заваряване е напрежение на натиск, а остатъчното напрежение при заваряване след охлаждане е напрежение на опън и действа върху заваръчния шев. Ако се генерира кратер на дъгата поради неправилно затваряне на дъгата, под комбинирания ефект на напрежението от свиване на кристализацията на разтопената вана, лесно ще се появят пукнатини от кратера на дъгата и ще се разширят под действието на напрежението.
Последователността на заваряване е относително разумна. Тази съответна последователност на заваряване може да компенсира част от напрежението на заваряване, като по този начин намали остатъчното напрежение на заваръчния шев.
Дебелината на основния слой и качеството на затваряне на дъгата също оказват влияние върху появата на пукнатини. Тъй като дебелината на основния слой се увеличава, енергията на заваръчната линия се увеличава и напрежението при заваряване неизбежно ще се увеличи; качеството на затваряне на дъгата е лошо, което ще се случи, когато дъгата е затворена върху заваръчния шев или когато дъгата е затворена. Дъгови кратери и кристализационни микропукнатини е вероятно да се появят, когато последната разтопена вана кристализира, като по този начин се увеличава вероятността от пукнатини.
В допълнение, появата на пукнатини също е свързана със задържането на заварката. Ако способността за деформация на заваръчния шев е слаба и част от напрежението при заваряване не може да бъде елиминирано чрез деформация, остатъчното напрежение при заваряване ще се увеличи, което ще доведе до пукнатини.
Съдейки по местоположението на пукнатините, всички пукнатини в основния слой се появяват в края на плоското заваряване, което доказва, че основните причини за пукнатини по време на основното заваряване са неправилна последователност на заваряване, прекомерна дебелина на основния слой, лошо качество на затваряне на дъгата и високо ограничение на заваръчния шев.
2. Анализ на пукнатини, образувани при междинно заваряване
2.1 Анализ на пукнатини, генерирани по време на първото запълване на SMAW
Първото SMAW заваряване се извършва след завършване на TiG заваряването без предварително нагряване. Това е заваряване при нормална температура. Целта е да се повиши здравината на долната заварка и да се предотвратят пукнатини или разрушаване на долната заварка по време на предварителното загряване. Въпреки това, остатъчното напрежение при заваряване ще се увеличи и в структурата на заваръчния шев ще се появи люспест мартензит, което е вредно за предотвратяването на студени пукнатини. Изследвани са двете пукнатини, появили се при първото запълване на SMAW. От мястото на възникване всички те се появиха на затварящата дъга и имаше очевидни кратери на дъгата. От посоката на пукнатините всички те са разпределени надлъжно с дължина около 20-35 mm. Може да се види, че основните фактори, водещи до пукнатини при заваряване, са остатъчното напрежение при заваряване и микропукнатините в кратерите.
2.2 Анализ на пукнатини, генерирани по време на междинно заваряване след предварително загряване
Недостатъчната температура на предварително загряване и ниската температура на междинния слой са една от причините. Текущият метод на предварително нагряване, който използваме, е да фиксираме керамичната нагревателна плоча върху заваръчния шев и няма фиксирана термодвойка за измерване на температурата. Просто задайте крива на предварително нагряване според скоростта на нагряване и температурата на предварително нагряване. След изтичане на времето за нагряване нагревателната плоча се отстранява. Няма друг източник на топлина освен топлината на дъгата по време на заваряване. Поради разсейването на топлината на тръбата и въздушното охлаждане, температурата на зоната на заваряване пада бързо. Според резултатите от измерването на случаен контрол температурата на междинния слой по време на заваряване е по-малка от 150 градуса, като най-ниската температура е само около 50 градуса. В резултат на това се ускорява скоростта на охлаждане на заваръчния шев, увеличава се втвърдената структура и съдържанието на водород в заваръчния метал, което засилва температурната разлика на съединението и увеличава остатъчното напрежение при заваряване.
Втората причина е неравномерна температура на предварително загряване или непостоянна скорост на охлаждане от двете страни на заваръчния шев, което води до прекомерна температурна разлика от двете страни на заваръчния шев. Пример за това е забавеното студено напукване на главната заваръчна връзка 28# по време на RT откриване на дефекти, когато е заварена до около 20 mm. . Поради специалната структура на заварката, едната страна е права тръбна секция, а другата страна е кован тройник. Дебелината на стената им (85 мм от страната на правата тръба и 125 мм от страната на тройника) и скоростта на разсейване на топлината са доста различни. Поради специалната си форма, само около 100 мм ширина от страната на тройника се нагрява по време на предварителното загряване. В допълнение, скоростта на охлаждане на страната на тройника е много по-бърза от тази на правата тръбна секция, което води до увеличаване на напрежението при заваряване с увеличаването на броя на заваръчните слоеве. В допълнение, елиминирането на водорода Неравномерното нагряване на обработката увеличи вътрешното напрежение на заваръчния шев, което доведе до надлъжно напукване по протежение на едната страна на почти правия тръбен участък, достигащо толкова дълбоко, колкото корена на заваръчния шев под действието на дифузен водород и остатъчно напрежение.
Третата причина е, че съдържанието на остатъчен дифузионен водород в заваръчния шев е твърде високо. Като цяло съдържанието на водород в основния метал и заваръчната тел е много малко, а влагата в покритието на електрода и влагата във въздуха са основните източници на хидрогениране в заваръчния шев. източник. След изсъхване прътът за алкално заваряване има силна абсорбция на влага. Нахлуването на малко количество въздух е неизбежно по време на заваряване, така че водородът неизбежно присъства в заваръчния шев. Когато разтопеният метал кристализира, част от водорода няма време да излезе и остава в заваръчния метал, образувайки богат на водород близо до линията на топене. Зона, когато засегнатата от топлината зона на забавена фазова трансформация се трансформира от аустенит в мартензит, водородът ще остане в мартензита в свръхнаситено състояние, предизвиквайки по-нататъшно крехкост в тази област. Ако концентрацията на водород е достатъчна, възможно е. Тъй като натрупването на водород отнема известно време, за да се получат пукнатини, пукнатините, предизвикани от водород, имат характеристиките на забавено напукване, което обикновено се появява няколко часа или дни след заваряването.
Четвъртата причина е, че енергията на заваръчната линия е твърде голяма или твърде малка. Ако енергията на заваръчната линия е твърде голяма, това ще доведе до прегряване на засегнатата от топлина зона, ще направи зърната груби и ще намали устойчивостта на пукнатини на съединението; ако енергията на заваръчната линия е твърде малка, скоростта на охлаждане ще се ускори, което ще причини топлина. Втвърдяването на засегнатата зона не е благоприятно за изтичане на водород и увеличава склонността към пукнатини. В самия процес на заваряване основните прояви са използването на по-голям заваръчен ток и прекомерната дебелина на единичния слой.
Качеството на заваряване също е една от основните причини. Ако качеството на заваряване е лошо и има дефекти като непълно проникване, тежки включвания, дъгови кратери или подрязвания, концентрацията на напрежение ще стане основната причина за пукнатини и ще доведе до пукнатини.
Освен това, ако има микропукнатини в основния материал в зоната на заваряване и заваръчният шев е засегнат от външни сили по време на процеса на заваряване, също могат да се появят пукнатини.
