Introduktion till flera typer av svetssprickor

Svetssprickor på sin natur till punkter, kan delas in i varma sprickor, återuppvärmningssprickor, kalla sprickor, laminerade riva och så vidare. Följande är endast på orsakerna till olika sprickor, egenskaper och förebyggande metoder för specifik utarbetning.
1. Termiska sprickor
Framställs vid höga temperaturer under svetsning, så kallad termisk sprickbildning, som kännetecknas av sprickbildning längs de ursprungliga austenitkorngränserna. Enligt svetsmetallmaterialet (låglegerat höghållfast stål, rostfritt stål, gjutjärn, aluminiumlegeringar och några speciella metaller etc.), är formen av termisk sprickbildning, temperaturintervall och huvudorsaken också annorlunda. För närvarande är de termiska sprickorna indelade i tre huvudkategorier såsom kristallisationssprickor, flytande sprickor och multilaterala sprickor.
(1) kristallisationssprickor produceras huvudsakligen i kolstål som innehåller fler föroreningar, låglegerat stålsvets (som innehåller S, P, C, Si är hög) och enfas austenitiskt stål, nickelbaserade legeringar och en del aluminiumlegeringssvetsar. Denna spricka är i svetsprocessen för kristallisation, i närheten av fastfaslinjen, på grund av stelningen av metallsammandragningen, är den kvarvarande flytande metallen otillräcklig, kan inte läggas till i tid, under inverkan av spänningen sker längs kristallens sprickbildning.
Förebyggande åtgärder är: i metallurgiska faktorer, lämplig justering av svetsmetallkompositionen, förkorta intervallet för spröd temperaturzon för att kontrollera svetsen i svavel, fosfor, kol och andra skadliga föroreningar; förfina svetsmetallkornet, det vill säga lämpligt tillägg av element som Mo, V, Ti, Nb, etc.; när det gäller teknik, kan förvärmas före svetsning, kontrollera linjen av energi, minska lederna begränsningar och andra aspekter för att förebygga och kontrollera.
(2) Närsömszonens flytande spricka är en sorts mikrospricka som spricker längs austenitkorngränsen, som är mycket liten i storlek och förekommer i närsömszonen av HAZ eller mellanskiktet. Dess orsak beror i allmänhet på svetsning av metall nära sömområdet eller svetsning av mellanskiktsmetall, vid höga temperaturer så att dessa områden av austenitkorngränserna på de lågsmältande eutektiska beståndsdelarna återsmälts under inverkan av dragpåkänning längs austenitkornen. sprickbildning och bildandet av kondensationssprickor.
Denna typ av sprickförebyggande och kontrollåtgärder och kristallisationssprickor är i princip desamma. Speciellt inom metallurgi är det mycket effektivt att minska svavel, fosfor, kisel, bor och andra lågsmältande eutektiska beståndsdelar i innehållet så långt som möjligt; i processen kan du minska ledningsenergin, minska konkaviteten hos smältlinjen i smältbassängen.
(3) Polygoniseringssprickor orsakas av mycket låg plasticitet vid höga temperaturer under bildandet av polygonisering. Denna spricka är inte vanlig, och dess förebyggande och kontrollåtgärder kan läggas till svetsen för att förbättra polygoniseringsexcitationsenergin för element som Mo, W, Ti, etc.
2. Återuppvärmning av sprickor
Vanligtvis förekommer i vissa innehållande nederbördsförstärkande element av stål och högtemperaturlegeringar (inklusive låglegerat höghållfast stål, perlitiskt värmebeständigt stål, nederbördsförstärkta högtemperaturlegeringar, samt en del austenitiskt rostfritt stål), hittade de inte sprickor efter svetsning, men i värmebehandlingsprocessen spricker. Återupphettningssprickor uppstår i den svetsvärmepåverkade zonen av de överhettade grova kristalldelarna, vars riktning är längs smältlinjen för den austenitgrova kristallkornens gränsförlängning.
Förebyggande och kontroll av återuppvärmningssprickor från valet av material, du kan välja finkornigt stål. När det gäller process, välj en mindre linjeenergi, välj en högre förvärmningstemperatur och välj med de senare värmeåtgärderna ett lågt matchande svetsmaterial för att undvika spänningskoncentration.
3. Kallspricka
Förekommer främst i svetsningszoner med högt, medelhög kolstål, låg-, medellegerat stålsvetsning, men vissa metaller, såsom vissa ultrahöghållfasta stål, titanlegeringar och titanlegeringar etc. Ibland förekommer även kallsprickor i svetsen. I allmänhet är härdningstendensen hos stålsorten, vätehalten och fördelningen av svetsfogar, såväl som lederna som utsätts för tillståndet för den inneslutande spänningen, de tre huvudfaktorerna för svetsning av höghållfast stål för att producera kalla sprickor. Den martensitiska organisationen som bildas efter svetsning under inverkan av elementärt väte, tillsammans med dragspänningen, bildas kalla sprickor. Hans bildning är vanligtvis genom kristallen eller längs kristallen. Kallsprickor kategoriseras generellt som tåsprickor, undersvetssprickor och rotsprickor.
Förebyggande och kontroll av kallsprickor kan vara från den kemiska sammansättningen av arbetsstycket, val av svetsmaterial och processåtgärder i tre aspekter. Ska försöka välja material med lägre kolekvivalent; svetstillsatsmaterial bör väljas med låga väteelektroder, svetsar bör matchas med låg hållfasthet, för hög kallsprickningstendens hos materialet kan också väljas austenitiska svetstillsatsmaterial; rimlig kontroll av ledningens energi, förvärmning och eftervärmebehandling är att förhindra och kontrollera kallsprickning av processåtgärderna.
I svetsproduktion på grund av användningen av stål, svetsmaterial, olika typer av strukturer, stål, samt konstruktion av olika specifika förhållanden, kan det finnas en mängd olika former av kalla sprickor. Men det viktigaste som ofta påträffas i produktionen är fördröjd sprickbildning.

Det finns tre former av fördröjd sprickbildning:
(1) Svetståsprickor - Den här typen av sprickor har sitt ursprung i förbindelsen mellan basmetallen och svetsen, och det finns ett tydligt spänningskoncentrationsområde. Riktningen på sprickan är ofta parallell med svetskanalen, vanligtvis från svetståns yta till modermaterialets djup.
(2) Sprickor under svetskanalen - denna spricka uppstår ofta i härdningstendensen, högre vätehalt i den svetsvärmepåverkade zonen. I allmänhet är sprickriktningen parallell med smältlinjen.
(3) rotspricka - denna spricka är en vanligare form av fördröjd sprickbildning, uppstår främst vid högre vätehalt och otillräcklig förvärmningstemperatur. Denna typ av sprickor liknar svetståsprickor och har sitt ursprung i den del av svetsen där spänningskoncentrationen är störst vid svetsroten. Rotsprickor kan förekomma i den grovkorniga delen av den värmepåverkade zonen eller i svetsmetallen.
Stålsortens härdningsbenägenhet, vätehalten i svetsfogen och dess fördelning samt tillståndet hos fogen som utsätts för inneslutningsspänningen är de tre huvudfaktorerna som ger kalla sprickor vid svetsning av höghållfast stål. Dessa tre faktorer hänger ihop och förstärker varandra under vissa förutsättningar.
Stålkvalitetens härdningstendens bestäms huvudsakligen av den kemiska sammansättningen, plåttjockleken, svetsprocessen och kylförhållandena. Vid svetsning, ju större härdningsbenägenhet stålsorten har, desto mer sannolikt att det uppstår sprickor. Varför orsakar stålhärdning sprickbildning? Det kan sammanfattas i följande två aspekter.
a: bildandet av spröd hård martensitorganisation - martensit är kol i ɑ järn övermättad fast lösning, kolatomer med interstitiella atomer finns i gittret, så att järnatomerna avviker från jämviktspositionen, gittret genomgår en stor aberration, vilket resulterar i organisationen i ett härdat tillstånd. Speciellt i svetsförhållanden, nära sömområdet av uppvärmningstemperaturen är mycket hög, så att austenitkorntillväxten inträffar allvarligt, när den snabba kylningen, kommer grov austenit att omvandlas till grov martensit. Från teorin om styrka av metaller kan vara känd, martensit är en spröd och hård organisation, förekomsten av brott kommer att förbruka mindre energi, därför svetsade fogar med närvaro av martensit, sprickor är lätta att bilda och expandera.
b: Härdning kommer att bilda fler gallerdefekter - Ett stort antal gallerdefekter bildas när metallen utsätts för termiskt obalanserade förhållanden. Dessa gallerdefekter är främst vakanser och dislokationer. Med ökningen av termisk spänning i den svetsade värmepåverkade zonen, under förhållanden med spänning och termisk obalans, kommer både vakanser och dislokationer att röra sig och samlas, och när deras koncentration når ett visst kritiskt värde kommer en sprickkälla att bildas. Under den fortsatta inverkan av stress kommer expansion att ske kontinuerligt och bilda makroskopiska sprickor.
Väte är en av de viktiga faktorerna som orsakar kallsprickning vid svetsning av höghållfast stål, och har egenskapen av fördröjning, därför kallas den fördröjda sprickbildningen orsakad av väte i många litteraturer "vätesprickning". Experimentella studier har visat att ju högre vätehalten är i höghållfasta stålsvetsade fogar, desto större är känsligheten för sprickbildning, när den lokala vätehalten når ett visst kritiskt värde kommer sprickor att börja uppstå, och detta värde kallas det kritiska vätet innehåll av sprickor [H]cr.
Olika stål kallsprickning [H]cr värde är olika, det är relaterat till den kemiska sammansättningen av stål, stål, förvärmningstemperatur och kylningsförhållanden.
1: Vid svetsning är fukt i svetsmaterialet, rost och olja vid svetsens avfasning och omgivande luftfuktighet alla orsaker till väteanrikning i svetsen. I allmänhet är mängden väte i basmaterialet och tråden mycket liten, medan fukten i elektrodens fluxhud och fukten i luften inte kan ignoreras och blir den huvudsakliga källan till väteanrikning.
2: Väte i olika metallorganisationer i löslighet och diffusionskapacitet är olika, väte i austenitlösligheten är mycket större än ferritlösligheten. Därför, vid svetsning från austenit till ferritövergång, inträffar lösligheten av väte ett plötsligt fall. Samtidigt är diffusionshastigheten för väte den motsatta, från austenit till ferrit ökade plötsligt övergången.
Svetsning vid höga temperaturer kommer det att finnas en stor mängd väte löst i den smälta poolen, i den efterföljande kylnings- och stelningsprocessen, på grund av den kraftiga minskningen av löslighet, försöker väte att fly, men på grund av kylningen är mycket snabb, så att vätet är för sent att komma ut och kvarhålls i svetsmetallen vid bildning av diffusionsväte.

4. Laminär rivning
Är en intern lågtemperatursprickning. Begränsad till basmetallen i den tjocka plåten eller svetsvärmepåverkade zonen, mestadels förekommer i fogarna av "L", "T", "+". Definieras som valsad tjock stålplåt längs tjockleken av plasticitetsriktningen är inte tillräckligt för att motstå riktningen av svetskontraktionspåkänningen och inträffade i basmetallen i en stegliknande kallspricka. Generellt på grund av tjock stålplåt i valsningsprocessen, vissa icke-metalliska inneslutningar i stålet valsade parallellt med rullningsriktningen för bandinneslutningarna, dessa inneslutningar orsakade av stålplåten i de mekaniska egenskaperna hos ledningsförmågan hos varje. Förebyggande och kontroll av laminär rivning i valet av material kan väljas från raffinerat stål, det vill säga valet av z till stålplåtens höga prestanda, du kan också förbättra fogdesignformen, för att undvika ensidig svetsning, eller för att bära z åt sidan av spänningen ur avfasningen.
Laminär rivning och kall sprickbildning är annorlunda, det producerar och stålstyrka har inget att göra, främst med mängden inneslutningar i stålet och fördelningen av morfologi. Vanligtvis valsad tjock stålplåt, såsom lågkolstål, låglegerat höghållfast stål och till och med aluminiumlegeringsplåt kommer att dyka upp i den laminära revan. Beroende på platsen för laminär rivning kan grovt delas in i tre kategorier:
Den första kategorin är bildandet av laminär rivning inducerad av kalla sprickor i svetstån eller svetsroten i den värmepåverkade svetszonen.
Den andra kategorin är svetsvärmepåverkad zon längs inneslutningarna sprickbildning, är den vanligaste tekniska laminära riva.
Den tredje kategorin är borta från den värmepåverkade zonen i basmaterialet längs inneslutningarnas sprickbildning, i allmänhet mer i den tjocka plattstrukturen med fler MnS-flinginneslutningar.
Laminär rivningsmorfologi och inneslutningar av typ, form, fördelning, såväl som platsen för en nära relation. När rullriktningen längs de flagnande MnS-inneslutningarna är dominerande, har laminär rivning ett tydligt steg, när silikatinslutningarna är dominanta i en rät linje, såsom Al-inneslutningar är dominerande i ett oregelbundet steg.

Svetsning av tjockplåtsstruktur, speciellt T-typ och vinkelfogar, under de styva begränsade förhållandena, kommer svetskontraktionen att vara i riktning mot tjockleken på basmaterialet för att producera mycket dragspänning och töjning, när töjningen överstiger plasten deformationskapaciteten hos basmetallen, inneslutningarna och metallmatrisen kommer att separeras från metallmatrisen och mikrosprickbildning uppstår, i spänningen fortsätter att spela rollen som sprickspets längs med plan för expansionen av inneslutningarna är belägna, bildandet av den så kallade "plattformen".
Det finns många faktorer som påverkar laminär rivning, främst i följande aspekter:
1: icke-metalliska inneslutningar av typ, kvantitet och fördelning av morfologi är den väsentliga orsaken till laminär rivning, det orsakas av anisotropi av stål, mekaniska egenskaper hos de grundläggande skillnaderna.
2: Z-riktning inneslutning stress tjockväggiga svetsade strukturer i svetsprocessen för att motstå olika Z-riktning inneslutning stress, efter svets restspänning och belastning, de orsakas av de mekaniska förhållandena av laminär rivning.
3: Effekten av väte tros generellt vara i närheten av den värmepåverkade zonen, inducerad av kallsprickning för att bli laminär rivning, väte är en viktig påverkande faktor.
Eftersom påverkan av laminär sönderrivning är mycket stor, är skadan också mycket allvarlig, så det är nödvändigt att göra en bedömning av stålets mottaglighet för laminär rivning innan konstruktion.
Vanligt använda utvärderingsmetoder är Z-riktning dragsektionskrympning och stift Z-riktning kritisk spänning metod. För att förhindra laminär sönderrivning, sektionskrympning bör inte vara mindre än 15%, hoppas i allmänhet att=15 ~ 20% är lämpligt, när 25%, att den anti-laminära rivningen utmärkt.
För att förhindra laminär rivning bör åtgärder vidtas huvudsakligen från följande aspekter:
För det första kan raffinering av stål som används för avsvavling av järn, och vakuumavgasning, smältas ut ur svavelhalten i endast {{0}}.003 ~ 0.005 % av stål med ultralågt svavel, vars sektion krymper ( Z-riktning) kan nå 23 ~ 25%.
För det andra, kontroll av formen av sulfidinneslutningar är att förvandla MnS till andra element av sulfid, så att det är svårt att förlänga i varmvalsning, vilket minskar anisotropi. För närvarande är de allmänt använda tillsatta elementen kalcium och sällsynta jordartsmetaller. Med ovanstående behandling kan stålet tillverkas med en sektionskrympning i Z-riktningen på 50 till 70 % för att motstå laminerad rivande stålplåt.
För det tredje, ur synvinkeln att förhindra laminär rivning, är design- och konstruktionsprocessen huvudsakligen för att undvika Z-riktningsspänning och spänningskoncentration, och de specifika åtgärderna hänvisas till i följande exempel:
(1) bör försöka undvika ensidig svetsning, istället för bilateral svetsning kan lindra stresstillståndet i svetsens rotzon, för att förhindra stresskoncentration.
(2) Användningen av symmetriska kälsvetsar med mindre svetsning istället för svetsade stora mängder helsvets genom svetsen, för att inte orsaka överdriven spänning.
(3) Avfasningen ska göras på den sida som utsätts för Z-riktning.
(4) För T-förband kan ett lager av låghållfast svetsmaterial förstaplas på tvärplattan för att förhindra svetsrotsprickor och även dämpa svetsbelastningen.
(5) För att förhindra laminär rivning orsakad av kallsprickning bör vissa åtgärder för att förhindra kallsprickning vidtas så mycket som möjligt, såsom att minska mängden väte, öka förvärmningen och kontrollera mellanskiktstemperaturen.