Metināšanas šuvē vai tuvējā šuves zonā metināšanas ietekmē tiek iznīcināta materiāla atomu kombinācija, un šuvi, kas veidojas, veidojoties jaunai saskarnei, sauc par metināšanas plaisu, kurai raksturīga asa plaisa. un liela malu attiecība.
Plaisas pēc temperatūras un rašanās laika var iedalīt karstās plaisās, aukstās plaisās, sprieguma korozijas plaisās un slāņu plīsumos. Metināšanas ražošanā ir daudz vietu, kur rodas plaisas. Uz metinājuma virsmas parādās dažas plaisas, kuras var novērot ar neapbruņotu aci; daži ir paslēpti metinājuma iekšpusē, un tos var atrast tikai ar defektu noteikšanu; daži rodas uz metinājuma; un daži sastopami karstuma ietekmētajā zonā. Ir vērts atzīmēt, ka plaisas dažkārt rodas metināšanas procesā, un dažkārt tās parādās pēc tam, kad metināšana ir ievietota vai darbināta kādu laiku pēc metināšanas. Pēdējo sauc par aizkavētām plaisām, kas ir kaitīgākas. Kopējo plaisu atrašanās vietas un veidi ir parādīti attēlā zemāk.
bilde
Bieži sastopamo plaisu atrašanās vieta un veids
2. Metināšanas plaisu radītās briesmas
Metināšanas plaisa ir visbīstamākais defekts. Papildus metinātā savienojuma nestspējas samazināšanai asā sprauga plaisas galā izraisīs nopietnu sprieguma koncentrāciju, veicinās plaisas paplašināšanos un galu galā novedīs pie metinātās konstrukcijas iznīcināšanas, un produkts tiks sabojāts. lūžņos. izraisīt smagus negadījumus. Kopumā plaisas ir nepieļaujams metināto savienojumu defekts. Kad tas ir atrasts, tas ir pilnībā jānoņem un jāsalabo un jāsametina.
3. Metināšanas plaisu cēloņi un profilakses pasākumi
Tā kā dažādu plaisu cēloņi un veidošanās mehānismi ir atšķirīgi, trīs veidu karstās plaisas, aukstās plaisas un atkārtoti uzkarsētās plaisas tiks aplūkotas atsevišķi turpmāk.
3.1, karstā plaisa
Termiskās plaisas parasti attiecas uz plaisām, kas rodas augstā temperatūrā (no tuvu sacietēšanas temperatūras diapazonam līdz virs A3 līnijas dzelzs-oglekļa līdzsvara diagrammā), kā parādīts attēlā zemāk, kas pazīstamas arī kā augstas temperatūras plaisas vai kristalizācijas plaisas.
bilde
Karstas plaisas parasti rodas metinātajā šuvē, un dažreiz tās var parādīties arī siltuma ietekmētajā zonā, kā parādīts attēlā.
bilde
iemesls:
Sakarā ar segregācijas fenomenu metināšanas izkausētā baseinā kristalizācijas procesā, zemas kušanas temperatūras eitektika un piemaisījumi veido segregāciju šķidrajā starpslānī kristalizācijas procesa laikā, un arī izturība pēc sacietēšanas ir zema. Kad metināšanas spriegums ir pietiekami liels, šķidrais starpslānis tiks atbrīvots. Slāņi vai tikko sacietējis cietais metāls atdalās, veidojot plaisas.
Turklāt, ja uz parastā metāla graudu robežām ir zemas kušanas eitektika un piemaisījumi, šie zemas kušanas savienojumi izkusīs, veidojot šķidru starpslāni siltuma ietekmētajā zonā, kur sildīšanas temperatūra pārsniedz kušanas temperatūru. Ja metināšanas stiepes spriegums ir pietiekami liels, tas arī tiks izjaukts, veidojot sašķidrināšanas plaisas siltuma ietekmētajā zonā.
Īsāk sakot, termisko plaisu rašanās ir metalurģisko un mehānisko faktoru kopējās ietekmes rezultāts.
Profilakse:
Termisko plaisu novēršanas pasākumus var sākt no diviem metalurģisko faktoru un mehānisko faktoru aspektiem.
Kontrolējiet kaitīgo elementu un piemaisījumu saturu parastajos metālos un metināšanas palīgmateriālos
Ierobežojiet viegli atdalāmu elementu un kaitīgo piemaisījumu saturu parastajos metālos un metināšanas materiālos (ieskaitot metināšanas stieni, metināšanas stiepli, plūsmu un aizsarggāzi). Jo īpaši būtu jākontrolē piemaisījumu elementu, piemēram, sēra un fosfora, saturs un jāsamazina oglekļa saturs.
Sērs praktiski nešķīst tēraudā un kopā ar dzelzi veido dzelzs sulfīdu (FeS), kam ir zema kušanas temperatūra. Metināšanas laikā dzelzs sulfīda klātbūtne izraisīs metināšanas šuves karsto plaisāšanu un sašķidrināšanas plaisas karstuma ietekmētajā zonā, kas pasliktinās metināšanas veiktspēju; tas pats sērs pastāv graudu robežās plēves veidā, kas samazinās tērauda plastiskumu un stingrību. Parasti sēra saturs metināšanai izmantotajā tēraudā nedrīkst pārsniegt 0,045 procentus. Dažreiz ir nepieciešama stingrāka kontrole.
Fosfors samazinās tērauda plastiskumu un stingrību, paaugstinās tērauda trauslo pārejas temperatūru un radīs plaisas metinātajās šuvēs un karstuma ietekmētajās zonās. Fosfora saturs nedrīkst pārsniegt 0,055 procentus . Dažreiz ir nepieciešama stingrāka kontrole.
Materiālu metināšanas veiktspēja ir cieši saistīta ar oglekļa saturu. Jo lielāks oglekļa saturs tēraudā, jo sliktāka ir metināmība. Parasti tiek uzskatīts, ka oglekļa saturs metinātajā šuvē tiek kontrolēts zem 0,10 procentiem, un termiskās plaisas jutību var ievērojami samazināt.
Pielāgojiet metinātā metāla ķīmisko sastāvu, uzlabojiet šuves struktūru, uzlabojiet metinājuma graudu, lai uzlabotu tās plastiskumu, samazinātu vai izkliedētu segregācijas pakāpi un kontrolētu zemas kušanas temperatūras eitektikas kaitīgo ietekmi.
Piemēram, metinot austenīta nerūsējošo tēraudu, austenīta un ferīta divfāzu struktūras metinājuma izmantošana var uzlabot tā termisko plaisāšanas izturību. Vienfāzes austenīta metināšanas šuve ir pakļauta karstām plaisām.
Izmantojiet pamata metināšanas stieni vai plūsmu, lai samazinātu piemaisījumu saturu metinātajā šuvē un uzlabotu segregācijas pakāpi kristalizācijas laikā.
Kontrolējiet metināšanas specifikāciju, atbilstoši palieliniet metinājuma formas koeficientu, izmantojiet daudzslāņu daudzkārtu metināšanas metodi, izvairieties no viduslīnijas segregācijas un novērsiet viduslīnijas plaisas. Metinot, metinājuma platuma un šuves biezuma attiecību vienvirziena metināšanas daļā sauc par metinājuma formas faktoru jeb metinājuma formas koeficientu. Ja metinājuma šuves formas koeficients ir pārāk mazs, metinājuma šuve ir šaura un dziļa, un piemaisījumi ar zemu kušanas temperatūru sakrājas metināšanas šuves centrā, kas ievērojami palielina termisko plaisu iespējamību. Ja metinājuma šuves formas koeficients ir liels, metinājuma šuve ir plata un sekla, zemas kušanas eitektika un piemaisījumi sakrājas šuves virsmas tuvumā, ievērojami samazinot centra līnijas plaisāšanas tendenci.
Veiciet pasākumus, lai samazinātu metināšanas stresu
Veikt dažādus tehnoloģiskus pasākumus, lai samazinātu metināšanas spriegumu, piemēram, pieņemt saprātīgu metināšanas secību un metodi, izmantojot mazāku metināšanas pievadīto enerģiju, kopējo priekšsildīšanas un āmuru metodi utt.
Loka krātera piepildīšana loka aizvēršanas laikā var izvairīties no loka krātera plaisām.
3.2, aukstā plaisa
Aukstās plaisas parasti attiecas uz plaisām, kuras dzesēšanas procesā rada metināšana zem A3 temperatūras. Temperatūra, kurā veidojas plaisas, parasti ir zemāka par 300–200 grādiem, kas ir martensīta transformācijas temperatūras diapazonā, tāpēc to sauc par auksto plaisu.
Aukstās plaisas var parādīties uzreiz pēc metināšanas vai pēc ilgāka laika pēc metināšanas, tāpēc tās sauc arī par aizkavētajām plaisām. Tā kā auksto plaisu rašanās ir saistīta ar ūdeņradi, to sauc arī par ūdeņraža izraisītām plaisām. Aukstu plaisu veidošanās ir aizkavēta, kas var izraisīt negaidītas nopietnas avārijas. Tāpēc tas ir bīstamāks, un tam ir jāpievērš visa uzmanība.
bilde
Aukstu plaisu cēloņi
Auksto plaisu veidošanās pamatnosacījumi ir: rūdītas struktūras veidošanās metinātajos savienojumos; difūzā ūdeņraža esamība un koncentrācija; un liela metināšanas stiepes sprieguma esamība. Šie trīs nosacījumi viens otru ietekmē un veicina viens otru. Dažādos apstākļos jebkurš no trim faktoriem var izraisīt aukstu plaisu veidošanos, starp kurām difūzais ūdeņradis ir visaktīvākais aukstās plaisas izraisošais faktors.
Aukstās plaisas novēršanas pasākumi
1) Izmantojiet pamata elektrodus vai plūsmas, lai samazinātu izkliedētā ūdeņraža saturu metinātajā metālā. Sārma elektrodus sauc arī par elektrodiem ar zemu ūdeņraža saturu, kas var samazināt ūdeņraža saturu metinātajā metālā.
2) Elektrodi un plūsma pirms lietošanas jāizžāvē stingri saskaņā ar noteiktajām prasībām. Turklāt rieva un metināšanas stieple ir rūpīgi jānotīra, lai noņemtu eļļas, ūdens un rūsas plankumus, lai samazinātu ūdeņraža avotu.
3) Izvēlieties saprātīgas metināšanas specifikācijas un siltuma ievadi, piemēram, uzsildīšanu pirms metināšanas, starpslāņu temperatūras kontroli, lēnu dzesēšanu pēc metināšanas utt., lai uzlabotu metināšanas un siltuma ietekmētās zonas organizatorisko stāvokli.
4) Savlaicīgi pēc metināšanas veikt termisko apstrādi. Viens no tiem ir veikt atkausēšanas apstrādi, lai novērstu iekšējo spriegumu, rūdītu rūdīto struktūru un uzlabotu tās izturību; otrs ir veikt ūdeņraža likvidēšanas apstrādi, lai pilnībā izvadītu ūdeņradi no metinātā savienojuma.
5) Uzlabojiet tērauda kvalitāti, samaziniet slāņveida ieslēgumus tēraudā un veiciet konstrukcijas projektēšanas un metināšanas procesa pasākumus, lai samazinātu metināšanas stiepes spriegumu plāksnes biezuma virzienā, kas var novērst slāņainu plīsumu.
6) Veikt dažādus tehnoloģiskus pasākumus, lai samazinātu metināšanas spriegumu (sīkāk skatīt termiskās plaisas, profilaktiskie pasākumi)
3.3, uzsildiet plaisu
Uzsildīšanas plaisas rodas no rupjās graudainās zonas metināšanas karstuma zonā, kam raksturīgs graudu robežas lūzums. Lielākā daļa plaisu rodas sprieguma koncentrācijas daļās. Parasti tas veidojas, kad metināšanas vieta tiek atkal uzkarsēta, tāpēc to sauc par atkārtotas uzsildīšanas plaisu.
Pārkaršanas plaisu cēloņi
Parasti tiek uzskatīts, ka plaisu atkārtotas sildīšanas iemesls ir tas, ka atkārtotas sildīšanas laikā pārsātināti cietā šķīduma karbīdi (galvenokārt vanādija un molibdēna karbīdi) atkal izgulsnējas pirmajā karstuma procesā, kā rezultātā notiek intragranulāra nostiprināšanās un slīdēšana. Celms koncentrējas uz bijušajām austenīta graudu robežām. Uzsildīšanas plaisas veidojas, ja graudu robežu plastiskā deformācijas kapacitāte nav pietiekama, lai izturētu spriedzes relaksācijas laikā radītos deformācijas.
Uzsildīšanas plaisu novēršanas pasākumi
1) Samaziniet atlikušo spriegumu un sprieguma koncentrāciju, piemēram, paaugstinot priekšsildīšanas temperatūru, lēnu dzesēšanu pēc metināšanas un vienmērīgu pāreju starp metinājumu un parasto metālu.
2) Lai izpildītu konstrukcijas prasības, izvēlieties piemērotu metināšanas materiālu tā, lai metinātā metāla izturība augstā temperatūrā būtu nedaudz zemāka par parastā metāla izturību, ļaujot spriegumam atslābt metinātajā šuvē un izvairīties no plaisām šuvē. siltuma ietekmētā zona.
3) Ja tiek nodrošināta savienojuma stiprība istabas temperatūrā, paaugstiniet atlaidināšanas temperatūru, lai mazinātu spriegumu, kā rezultātā izgulsnējas salīdzinoši rupjas karbīda daļiņas, lai uzlabotu elastību augstā temperatūrā.
