V varilnem šivu ali območju bližnjega šiva se zaradi vpliva varjenja uniči atomska kombinacija materiala, šiv, ki nastane s tvorbo novega vmesnika, pa se imenuje varilna razpoka, za katero je značilna ostra vrzel. in veliko razmerje stranic.
Razpoke lahko glede na temperaturo in čas nastanka razdelimo na vroče razpoke, hladne razpoke, napetostno korozijske razpoke in lamelne razpoke. V varilni proizvodnji je veliko mest, kjer nastanejo razpoke. Na površini zvara se pojavijo nekatere razpoke, ki jih je mogoče opaziti s prostim očesom; nekateri so skriti znotraj zvara in jih je mogoče najti le z odkrivanjem napak; nekateri se pojavijo na zvaru; nekateri pa se pojavijo v območju toplotnega vpliva. Treba je omeniti, da se razpoke včasih pojavijo med postopkom varjenja, včasih pa se pojavijo po namestitvi ali delovanju zvara nekaj časa po varjenju. Slednje imenujemo zapoznele razpoke, ki so bolj škodljive. Lokacije in vrste pogostih razpok so prikazane na spodnji sliki.
slika
Lokacija in vrsta pogostih razpok
2. Nevarnosti varilnih razpok
Varilna razpoka je najbolj škodljiva napaka. Poleg zmanjšanja nosilnosti zvarjenega spoja bo ostra reža na koncu razpoke povzročila resno koncentracijo napetosti, spodbudila širjenje razpoke in sčasoma povzročila uničenje zvarjene strukture, izdelek pa bo razrezan. povzroči resne nesreče. V splošnem so razpoke nedopustna napaka v zvarnih spojih. Ko ga najdemo, ga je treba v celoti odstraniti ter popraviti in zvariti.
3. Vzroki in ukrepi za preprečevanje varilnih razpok
Zaradi različnih vzrokov in mehanizmov nastanka različnih razpok bodo v nadaljevanju ločeno obravnavane tri vrste vročih razpok, hladnih razpok in ponovno segretih razpok.
3.1, vroča razpoka
Termične razpoke se na splošno nanašajo na razpoke, ki nastanejo pri visokih temperaturah (od blizu temperaturnega območja strjevanja do nad črto A3 na diagramu ravnovesja železa in ogljika), kot je prikazano na spodnji sliki, znane tudi kot visokotemperaturne razpoke ali kristalizacijske razpoke.
slika
Vroče razpoke običajno nastanejo znotraj zvara, včasih pa se lahko pojavijo tudi v območju toplotnega vpliva, kot je prikazano na sliki.
slika
razlog:
Zaradi pojava segregacije v bazenu za varjenje med postopkom kristalizacije evtektika z nizkim tališčem in nečistoče tvorijo segregacijo v tekočem vmesnem sloju med postopkom kristalizacije, trdnost po strjevanju pa je tudi nizka. Ko je varilna napetost dovolj velika, se tekoči vmesni sloj sprosti. Plasti ali na novo strjena trdna kovina se razmaknejo, da nastanejo razpoke.
Poleg tega, če so na mejah zrn osnovne kovine evtektike z nizkim tališčem in nečistoče, se bodo te spojine z nizkim tališčem stopile in tvorile tekoči vmesni sloj v območju toplotnega vpliva, kjer temperatura segrevanja presega tališče. Ko je varilna natezna napetost dovolj velika, se bo tudi razmaknila, da se bodo v območju toplotnega vpliva oblikovale razpoke zaradi utekočinjenja.
Skratka, nastanek termičnih razpok je posledica skupnega delovanja metalurških in mehanskih dejavnikov.
Preprečevanje:
Ukrepi za preprečevanje toplotnih razpok lahko izhajajo iz dveh vidikov metalurških dejavnikov in mehanskih dejavnikov.
Nadzirajte vsebnost škodljivih elementov in nečistoč v osnovni kovini in dodatkih za varjenje
Omejite vsebnost zlahka ločljivih elementov in škodljivih nečistoč v navadnih kovinah in varilnih materialih (vključno z varilno palico, varilno žico, talilom in zaščitnim plinom). Zlasti je treba nadzorovati vsebnost nečistoč, kot sta žveplo in fosfor, ter zmanjšati vsebnost ogljika.
Žveplo je v jeklu praktično netopno in z železom tvori železov sulfid (FeS), ki ima nizko tališče. Med varjenjem bo prisotnost železovega sulfida povzročila vroče razpoke zvara in razpoke zaradi utekočinjenja v območju toplotnega vpliva, kar bo poslabšalo učinkovitost varjenja; isto žveplo obstaja na meji zrn v obliki filma, kar bo zmanjšalo plastičnost in žilavost jekla. Na splošno vsebnost žvepla v jeklu, ki se uporablja za varjenje, ne sme presegati 0.045 odstotkov. Včasih je potreben strožji nadzor.
Fosfor bo zmanjšal plastičnost in žilavost jekla, zvišal temperaturo prehoda krhkosti jekla in povzročil razpoke v zvarih in na toplotno prizadetih območjih. Vsebnost fosforja ne sme presegati 0.055 odstotkov. Včasih je potreben strožji nadzor.
Varilna zmogljivost materialov je tesno povezana z vsebnostjo ogljika. Večja je vsebnost ogljika v jeklu, slabša je varivost. Na splošno velja, da je vsebnost ogljika v zvaru nadzorovana pod 0,10 odstotki, občutljivost na toplotne razpoke pa se lahko močno zmanjša.
Prilagodite kemično sestavo kovine zvara, izboljšajte strukturo zvara, prečistite zrnatost zvara, da izboljšate njegovo plastičnost, zmanjšate ali razpršite stopnjo segregacije in nadzirate škodljive učinke evtektike z nizkim tališčem.
Na primer, pri varjenju avstenitnega nerjavnega jekla lahko uporaba dvofaznega strukturnega zvara avstenita in ferita izboljša njegovo odpornost proti toplotnim razpokam. Enofazni avstenitni zvar je nagnjen k vročim razpokam.
Uporabite osnovno varilno palico ali talilo, da zmanjšate vsebnost nečistoč v zvaru in izboljšate stopnjo segregacije med kristalizacijo.
Nadzorujte varilne specifikacije, ustrezno povečajte faktor oblike zvara, uporabite večslojno metodo varjenja z več prehodi, izogibajte se segregaciji središčnice in preprečite razpoke središčnice. Pri varjenju se razmerje med širino zvara in debelino zvara na enoprehodnem odseku zvara imenuje faktor oblike ali faktor oblike zvara. Ko je faktor oblike zvara premajhen, je zvar ozek in globok, nečistoče z nizkim tališčem pa se bodo zbirale v središču zvara, kar močno poveča možnost toplotnih razpok. Ko je faktor oblike zvara velik, je zvar širok in plitek, evtektika z nizkim tališčem in nečistoče se zbirajo v območju blizu površine zvara, kar močno zmanjša nagnjenost k središčnemu razpokanju.
Sprejmite ukrepe za zmanjšanje napetosti pri varjenju
Sprejmite različne tehnološke ukrepe za zmanjšanje obremenitve pri varjenju, kot je sprejem razumnega zaporedja in metode varjenja, uporaba manjše vhodne energije pri varjenju, splošno predgretje in metoda udarca itd.
Polnjenje kraterja obloka med zapiranjem obloka lahko prepreči razpoke kraterja obloka.
3.2, hladna razpoka
Hladne razpoke se običajno nanašajo na razpoke, ki nastanejo zaradi zvara pod temperaturo A3 med procesom ohlajanja. Temperatura, pri kateri nastanejo razpoke, je običajno pod 300 ~ 200 stopinj, kar je v območju temperature martenzitne transformacije, zato se imenuje hladna razpoka.
Hladne razpoke se lahko pojavijo takoj po varjenju ali po daljšem času po varjenju, zato jih imenujemo tudi zapoznele razpoke. Ker je nastanek hladnih razpok povezan z vodikom, jih imenujemo tudi razpoke, ki jih povzroči vodik. Nastajanje hladnih razpok je zakasnjeno, kar lahko povzroči nepričakovane resne nesreče. Zato je bolj nevaren in mu je treba posvetiti vso pozornost.
slika
Vzroki za hladne razpoke
Osnovni pogoji za nastanek hladnih razpok so: nastanek utrjene strukture v zvarnih spojih; obstoj in koncentracija difuzibilnega vodika; in obstoj velike natezne napetosti pri varjenju. Ti trije pogoji vplivajo drug na drugega in se spodbujajo. V različnih okoliščinah lahko kateri koli od treh dejavnikov povzroči nastanek hladnih razpok, med katerimi je difuzibilni vodik najbolj aktiven dejavnik, ki povzroča hladne razpoke.
Ukrepi za preprečevanje hladnih razpok
1) Uporabite osnovne elektrode ali talila, da zmanjšate vsebnost difuzibilnega vodika v zvaru. Alkalne elektrode imenujemo tudi elektrode z nizko vsebnostjo vodika, ki lahko zmanjšajo vsebnost vodika v zvaru.
2) Elektrode in talilo je treba pred uporabo posušiti v strogem skladu z določenimi zahtevami. Poleg tega je treba skrbno očistiti utor in varilno žico, da odstranimo madeže olja, vode in rje, da zmanjšamo vir vodika.
3) Izberite razumne varilne specifikacije in vnos toplote, kot je predgretje pred varjenjem, nadzor temperature vmesnega sloja, počasno hlajenje po varjenju itd., da izboljšate organizacijsko stanje zvara in območja, ki je izpostavljeno toploti.
4) Izvedite toplotno obdelavo pravočasno po varjenju. Ena je izvedba obdelave z žarjenjem za odpravo notranjih napetosti, kaljenje kaljene strukture in izboljšanje njene žilavosti; drugi je izločanje vodika, da vodik v celoti izstopi iz zvarjenega spoja.
5) Izboljšajte kakovost jekla, zmanjšajte plastne vključke v jeklu in izvedite ukrepe iz strukturnega načrtovanja in postopka varjenja za zmanjšanje varilne natezne napetosti v smeri debeline plošče, kar lahko prepreči večplastno trganje.
6) Izvedite različne tehnološke ukrepe za zmanjšanje napetosti pri varjenju (za podrobnosti glejte termične razpoke, preventivni ukrepi)
3.3, ponovno segreti crack
Razpoke pri ponovnem segrevanju izvirajo iz grobozrnate cone v območju toplotnega vpliva varjenja, za katero je značilen lom zrnatih meja. Največ razpok nastane v delih koncentracije napetosti. Na splošno nastane, ko se območje zvara ponovno segreje, zato se imenuje razpoka pri ponovnem segrevanju.
Vzroki razpok zaradi ponovnega segrevanja
Razlog za razpoke pri ponovnem segrevanju naj bi bil na splošno ta, da se med ponovnim segrevanjem prenasičeni karbidi v trdni raztopini (predvsem karbidi vanadija in molibdena) ponovno oborijo med prvim toplotnim procesom, kar povzroči intragranularno ojačitev in zdrs. Deformacija se koncentrira na nekdanjih mejah avstenitnih zrn. Razpoke zaradi ponovnega segrevanja nastanejo, ko plastična deformacijska zmogljivost meja zrn ni zadostna, da bi vzdržala deformacije, ki nastanejo med sprostitvijo napetosti.
Ukrepi za preprečevanje razpok pri ponovnem segrevanju
1) Zmanjšajte preostalo napetost in koncentracijo napetosti, kot je povečanje temperature predgretja, počasno ohlajanje po varjenju in gladek prehod med zvarom in osnovno kovino.
2) Pod predpostavko izpolnjevanja konstrukcijskih zahtev izberite ustrezen varilni material, tako da je visokotemperaturna trdnost kovine zvara nekoliko nižja od trdnosti osnovne kovine, kar omogoča sprostitev napetosti v zvaru in prepreči razpoke v zvaru. toplotno prizadeto območje.
3) V primeru zagotavljanja trdnosti spoja pri sobni temperaturi zvišajte temperaturo žarjenja za razbremenitev napetosti, kar povzroči obarjanje relativno grobih delcev karbida za izboljšanje visokotemperaturne duktilnosti.
