Las grietas de soldadura en su naturaleza a los puntos se pueden dividir en grietas calientes, grietas de recalecimiento, grietas frías, desgarro laminado, etc. Las siguientes son solo en las causas de varias grietas, características y métodos de prevención para la elaboración específica.
1. Grietas térmicas
Se produce a altas temperaturas durante la soldadura, llamado grietas térmicas, que se caracteriza por grietas a lo largo de los límites originales de grano austenita. Según el material de metal de soldadura (acero de baja aleación de alta resistencia, acero inoxidable, hierro fundido, aleaciones de aluminio y algunos metales especiales, etc.), la forma de agrietamiento térmico, el rango de temperatura y la razón principal también es diferente. En la actualidad, las grietas térmicas se dividen en tres categorías principales, como grietas de cristalización, grietas de licuefacción y grietas multilaterales.
(1) Las grietas de cristalización se producen principalmente en acero al carbono que contiene más impurezas, soldadura de acero de baja aleación (que contiene S, P, C, Si es alto) y acero austenítico monofásico, aleaciones a níquel y algunas soldaduras de aleación de aluminio. Esta grieta está en el proceso de soldadura de cristalización, en las proximidades de la línea de fase continua, debido a la solidificación de la contracción del metal, el metal líquido residual es insuficiente, no se puede agregar de manera oportuna, bajo la acción de la tensión se produce a lo largo del agrietamiento del cristal.
Las medidas preventivas son: en los factores metalúrgicos, el ajuste apropiado de la composición del metal de soldadura, acorta el rango de zona de temperatura frágil para controlar la soldadura en azufre, fósforo, carbono y otras impurezas dañinas; Refina el grano de metal de soldadura, es decir, la adición apropiada de elementos como Mo, V, Ti, NB, etc.; En términos de tecnología, se puede precalentar antes de soldar, controlar la línea de energía, reducir las limitaciones de las articulaciones y otros aspectos para prevenir y controlar.
(2) La grieta de licuefacción de la zona de costura cercana es un tipo de microgrieta que se agrieta a lo largo del límite de grano de austenita, que es de tamaño muy pequeño y ocurre en la zona cercana a la haz o la capa intermedia. Su causa generalmente se debe a la soldadura cerca del metal de la costura o metal entre capas de soldadura, a altas temperaturas, por lo que estas regiones de los límites de grano de austenita en los componentes eutécticos de baja fusión se vuelven a foliar, bajo la acción del estrés por tracción a lo largo de las grietas intergranulares austenitas y la formación de las grietas de la licencia.
Este tipo de medidas de prevención y control de grietas y grietas de cristalización son básicamente las mismas. Especialmente en la metalurgia, en la medida de lo posible para reducir el azufre, el fósforo, el silicio, el boro y otros elementos constituyentes eutécticos de baja fusión del contenido es muy efectivo; En el proceso, puede reducir la energía de la línea, reducir la concavidad de la línea de fusión de la piscina de fusión.
(3) Las grietas de poligonización son causadas por muy baja plasticidad a altas temperaturas durante la formación de poligonización. Esta grieta no es común, y sus medidas de prevención y control se pueden agregar a la soldadura para mejorar la energía de excitación de poligonización de elementos como Mo, W, Ti, etc.
2. Recalentando grietas
Por lo general, se produce en algunos elementos de fortalecimiento de precipitación de acero y aleaciones de alta temperatura (incluidos el acero de alta longitud de alta resistencia, el acero resistente al calor perlítico, las aleaciones de alta temperatura fortalecieron la precipitación, así como algunos acero inoxidable austenítico), no encontraron grietas después de la soldadura, sino en las grietas del proceso de calor. Las grietas de recalentamiento surgen en la zona afectada por el calor de soldadura de las partes de cristal grueso sobrecalentado, cuya dirección se encuentra a lo largo de la línea de fusión de la extensión límite de grano de cristal grueso austenita.
Prevención y control del agrietamiento de recalentamiento de la selección de materiales, puede elegir acero de grano fino. En términos de proceso, elija una energía de línea más pequeña, elija una temperatura de precalentamiento más alta y con las medidas de calor posteriores, elija un material de soldadura de baja coincidencia para evitar la concentración de tensión.
3. Crack fría
Se produce principalmente en acero de carbón medio alto, de baja aleación de acero de aleación de aleación media afectada por el calor, pero algunos metales, como algunas aleaciones de acero de ultra alta resistencia, titanio y titanio, etc. A veces también se producen grietas en frío en la soldadura. En general, la tendencia de endurecimiento del grado de acero, el contenido de hidrógeno y la distribución de las articulaciones soldadas, así como las articulaciones, se someten al estado de estrés de confinamiento son los tres factores principales de soldadura de acero de alta resistencia para producir grietas frías. La organización martensítica se formó después de soldar bajo la acción del hidrógeno elemental, junto con el estrés por tracción, se forman grietas frías. Su formación generalmente es a través del cristal o a lo largo del cristal. Las grietas frías generalmente se clasifican como grietas en el dedo del pie, grietas bajo soldado y grietas de raíz.
La prevención y el control de las grietas en frío pueden ser de la composición química de la pieza de trabajo, la elección de los materiales de soldadura y las medidas de proceso en tres aspectos. Debe intentar elegir materiales con un equivalente de carbono más bajo; Los consumibles de soldadura deben seleccionarse con electrodos bajos de hidrógeno, las soldaduras deben coincidir con baja resistencia, ya que también se puede seleccionar la tendencia de agrietamiento en frío del material a los consumibles de soldadura austenítica; El control razonable de la energía de la línea, el precalentamiento y el tratamiento posterior al calor es prevenir y controlar el agrietamiento en frío de las medidas del proceso.
En la producción de soldadura debido al uso de acero, materiales de soldadura, diferentes tipos de estructuras, acero, así como la construcción de diferentes condiciones específicas, puede haber una variedad de formas de grietas en frío. Sin embargo, lo principal que a menudo se encuentra en la producción es el agrietamiento retrasado.
El agrietamiento retrasado tiene las siguientes tres formas:
(1) Grietas del dedo de soldadura: esta grieta se origina en la unión del material base y la soldadura, y hay áreas obvias de concentración de estrés. La dirección de la grieta a menudo es paralela al canal de soldadura, que generalmente comienza desde la superficie del dedo del pie de soldadura hasta la profundidad de la expansión del material principal.
(2) Grietas debajo del canal de soldadura: esta grieta a menudo ocurre en la tendencia de endurecimiento, un mayor contenido de hidrógeno de la zona afectada por el calor de la soldadura. En general, la dirección de la grieta es paralela a la línea de fusión.
(3) Crack de raíz: esta grieta es una de las formas más comunes de grietas retrasadas y ocurre principalmente cuando el contenido de hidrógeno es alto y la temperatura de precalentamiento es insuficiente. Este tipo de grieta es similar a las grietas del dedo de soldadura y se origina en la raíz de la soldadura donde la concentración de tensión es mayor. Las grietas de la raíz pueden ocurrir en la sección de grano grueso de la zona afectada por el calor o en el metal de soldadura.
La tendencia de endurecimiento del grado de acero, el contenido de hidrógeno de la articulación soldada y su distribución, así como el estado de la articulación sometido a la tensión de confinamiento son los tres factores principales que producen grietas en frío al soldar acero de alta resistencia. Estos tres factores están interrelacionados y reforzados mutuamente bajo ciertas condiciones.
La tendencia de endurecimiento del grado de acero está determinada principalmente por la composición química, el espesor de la placa, el proceso de soldadura y las condiciones de enfriamiento. Al soldar, cuanto mayor sea la tendencia de endurecimiento del grado de acero, más probabilidades de producir grietas. ¿Por qué el endurecimiento del acero causa grietas? Se puede resumir en los siguientes dos aspectos.
R: La formación de una organización martensita dura frágil: la martensita es carbono en una solución sólida sobresaturada de hierro, los átomos de carbono con átomos intersticiales existen en la red, de modo que los átomos de hierro se desvían de la posición de equilibrio, la red sufre una gran aberración, lo que resulta en la organización en un estado endurecido. Especialmente en condiciones de soldadura, cerca del área de la costura de la temperatura de calentamiento es muy alta, de modo que el crecimiento del grano de austenita ocurre en serio, cuando la austenita gruesa y de enfriamiento rápido se transformará en martensita gruesa. Se puede conocer la teoría de la fuerza de los metales, la martensita es una organización frágil y dura, la aparición de fractura consumirá menos energía, por lo tanto, las articulaciones soldadas con la presencia de martensita, las grietas son fáciles de formar y expandir.
B: El endurecimiento formará más defectos de celosía: se forman una gran cantidad de defectos de celosía cuando el metal se somete a condiciones térmicamente desequilibradas. Estos defectos de la red son principalmente vacantes y dislocaciones. Con el aumento del estrés térmico en la zona afectada por el calor soldado, bajo las condiciones de estrés y desequilibrio térmico, tanto las vacantes como las dislocaciones se moverán y se reunirán, y cuando su concentración alcance un cierto valor crítico, se formará una fuente de grietas. Bajo la acción continua del estrés, la expansión ocurrirá continuamente y formará grietas macroscópicas.
El hidrógeno es uno de los factores importantes que causan grietas en frío de la soldadura de acero de alta resistencia, y tiene la característica de la demora, por lo tanto, en muchas literaturas, el agrietamiento retrasado causado por el hidrógeno se llama "grietas de hidrógeno". Estudios experimentales han demostrado que cuanto mayor sea el contenido de hidrógeno de las articulaciones soldadas de acero de alta resistencia, mayor es la susceptibilidad al agrietamiento, cuando el contenido de hidrógeno local alcanza un cierto valor crítico, las grietas comenzarán a aparecer, y este valor se denomina contenido crítico de hidrógeno de las grietas [H] cr.
Varios valoros de acero en frío [H] Cr es diferente, está relacionado con la composición química de acero, acero, temperatura de precalentamiento y condiciones de enfriamiento.
1: Cuando la soldadura, la humedad en el material de soldadura, el óxido y el aceite en el bisel de la soldadura, y la humedad ambiental son causas de enriquecimiento de hidrógeno en la soldadura. En general, la cantidad de hidrógeno en el material base y el cable es muy pequeña, mientras que la humedad en la piel de flujo del electrodo y la humedad en el aire no se pueden ignorar, y se puede convertir en la fuente principal de enriquecimiento de hidrógeno.
2: El hidrógeno en diferentes organizaciones de metales en la capacidad de solubilidad y difusión es diferente, el hidrógeno en la solubilidad de austenita es mucho mayor que la solubilidad de la ferrita. Por lo tanto, cuando la soldadura de austenita a la transición de ferrita, la solubilidad del hidrógeno ocurre una caída repentina. Al mismo tiempo, la velocidad de difusión de hidrógeno es lo contrario, de la transición de austenita a ferrita aumentó repentinamente.
Soldadura a altas temperaturas, habrá una gran cantidad de hidrógeno disuelto en la piscina fundida, en el proceso de enfriamiento y solidificación posterior, debido a la fuerte disminución de la solubilidad, el hidrógeno está tratando de escapar, pero debido al enfriamiento es muy rápido, de modo que el hidrógeno es demasiado tarde y retenido en el metal de soldadura en la formación de difusión hidrógeno.
4. Tambro laminar
Es un agrietamiento interno de baja temperatura. Limitado a la zona de metal base de placa gruesa o una zona afectada por el calor de soldadura, principalmente en las juntas de tipo "L", "T", "+". Definida como una placa de acero gruesa enrollada a lo largo del grosor de la dirección de la plasticidad no es suficiente para resistir la dirección de la tensión de contracción de soldadura y ocurrió en el metal base de una grieta fría en forma de paso. Generalmente debido a la gruesa placa de acero en el proceso de rodadura, algunas inclusiones no metálicas dentro del acero rodado paralelo a la dirección de rodadura de las inclusiones de la banda, estas inclusiones causadas por la placa de acero en las propiedades mecánicas de la conductividad de cada uno. La prevención y el control del desgarro laminar en la selección de materiales se pueden seleccionar del acero refinado, es decir, la selección de Z al alto rendimiento de la placa de acero, también puede mejorar la forma de diseño de las articulaciones, para evitar la soldadura unilateral o para llevar Z al costado de la tensión fuera del bisel.
El desgarro laminar y el agrietamiento en frío son diferentes, produce y el nivel de resistencia al acero no tiene nada que hacer, principalmente con la cantidad de inclusiones en el acero y la distribución de la morfología. Generalmente, una placa de acero gruesa enrollada, como acero bajo en carbono, acero de alta resistencia de baja aleación e incluso una placa de aleación de aluminio aparecerá en la rotura laminar. De acuerdo con la ubicación del desgarro laminar, se puede dividir aproximadamente en tres categorías:
El primer tipo es la formación de desgarro laminar inducido por grietas frías en el dedo del pie de soldadura o raíz en la zona afectada por el calor de la soldadura.
El segundo tipo es la zona afectada por el calor de soldadura a lo largo de la agrietamiento de las inclusiones, es el desgarro laminar de ingeniería más común.
La tercera categoría está lejos de la zona afectada por el calor en el material base a lo largo de las inclusiones que agrietan, generalmente aparece en la estructura de la placa gruesa con más inclusiones de escamas MNS.
Morfología e inclusiones del desgarro laminar del tipo, forma, distribución, así como la ubicación de una relación cercana. Cuando la dirección de rodadura a lo largo de las inclusiones de MNS escamosas son dominantes, el desgarro laminar tiene un paso claro, cuando las inclusiones de silicato son dominantes en línea recta, como las inclusiones de Al son dominantes en un paso irregular.
Thick plate structure welding, especially T-type and angle joints, in the rigid constrained conditions, the weld contraction will be in the direction of the thickness of the base material to produce a lot of tensile stress and strain, when the strain exceeds the plastic deformation capacity of the base metal, the inclusions and the metal matrix will be separated from the metal matrix and microcracking occurs, in the stress continues to play the role of crack tip along the plane of the Se encuentran la expansión de las inclusiones, la formación de la llamada "plataforma".
Hay muchos factores que afectan el desgarro laminar, principalmente en los siguientes aspectos:
1: Las inclusiones no metálicas del tipo, cantidad y distribución de la morfología son la causa esencial del desgarro laminar, es causada por la anisotropía del acero, propiedades mecánicas de las diferencias fundamentales.
2: Estrés de confinamiento de la dirección Z Estructuras soldadas con paredes gruesas en el proceso de soldadura para soportar diferentes tensiones de confinamiento de la dirección Z, estrés residual posterior a la soldado y carga, son causadas por las condiciones mecánicas de desgarro laminar.
3: Generalmente se cree que el efecto del hidrógeno está cerca de la zona afectada por el calor, inducida por el agrietamiento en frío para convertirse en el desgarro laminar, el hidrógeno es un factor de influencia importante.
Debido a que el impacto del desgarro laminar es muy grande, el daño también es muy grave, por lo que es necesario juzgar sobre la susceptibilidad del acero al desgarro laminar antes de la construcción.
Los métodos de evaluación comúnmente utilizados son la contracción de la sección de tensión de la dirección Z y el método de estrés crítico de la dirección Z-Dirección. Para evitar el desgarro laminar, la contracción de la sección no debe ser inferior al 15%, generalmente esperan que=15 ~ 20%sea apropiado, cuando el 25%, que el desgarro anti-laminar es excelente.
Para prevenir el desgarro laminar, las medidas deben tomarse principalmente a partir de los siguientes aspectos:
Primero, la refinación de los métodos de desulfuración de hierro ampliamente utilizados y el desgasificación de vacío, se pueden usar del contenido de azufre de solo {{0}}. 003 ~ 0.005% del acero ultra-bajo-sulfur, su contracción de sección (dirección z) puede alcanzar el 23 ~ 25%.
En segundo lugar, controlar la forma de inclusiones de sulfuro es convertir MN en otros elementos de sulfuro, de modo que sea difícil alargar en el rodamiento caliente, reduciendo así la anisotropía. En la actualidad, los elementos agregados ampliamente utilizados son los elementos de calcio y tierras raras. Con el tratamiento anterior, el acero se puede fabricar con una contracción de la sección Z-Dirección del 50 al 70% para resistir la placa de acero de desgarro laminada.
En tercer lugar, desde el punto de vista de prevenir el desgarro laminar, el proceso de diseño y construcción es principalmente para evitar el estrés de la dirección Z y la concentración de tensión, y las medidas específicas se mencionan en el siguiente ejemplo:
(1) debe tratar de evitar la soldadura unilateral, en lugar de la soldadura bilateral puede aliviar el estado de estrés de la zona de la raíz de la soldadura, para evitar la concentración de estrés.
(2) El uso de soldaduras simétricas de filete con menos soldadura en lugar de una gran cantidad soldada de soldadura completa a través de la soldadura, para no producir estrés excesivo.
(3) El bisel debe hacerse en el lado sometido al estrés de la dirección Z.
(4) Para las juntas de tipo T, una capa de material de soldadura de baja resistencia se puede prepactar en la placa transversal para evitar grietas de la raíz de soldadura, y también moderar la tensión de soldadura.
(5) Para evitar el desgarro laminar causado por el agrietamiento en frío, se deben adoptar algunas medidas para evitar grietas en frío tanto como sea posible, como reducir la cantidad de hidrógeno, aumentar el precalentamiento y controlar la temperatura entre capas.
