Analýza trhlín pri zváraní ocele A335 P22

1. Analýza trhlín vznikajúcich pri TiG zváraní základného náteru
Pre uľahčenie prevádzky a zlepšenie pracovných podmienok zváračov sa pred TiG zváraním nevykonáva predhrievanie a ide o zváranie pri normálnej teplote. Týmto spôsobom je rýchlosť ochladzovania zvaru počas zvárania niekoľkonásobne väčšia ako po predhriatí. V prípade ocele A335P22 sa v štruktúre zvaru objaví šupinatý martenzit, ktorý znižuje plastickú rezervu zvarového kovu a vytvorí sa pri kryštalizácii roztaveného kúpeľa. Keď viac defektov mriežky dosiahne určitú kritickú hodnotu, vytvoria sa zdroje trhlín. Pri nepretržitom pôsobení napätia sa budú naďalej rozširovať a vytvárať makrotrhliny. Preto zváranie TiG pri normálnej teplote po predhriatí vytvorí viac trhlín ako zváranie TiG. Pravdepodobnosť praskania za studena je oveľa väčšia.
Pri zváraní sa zistilo, že postupnosť zvárania je tiež jedným z faktorov vedúcich k vzniku studených trhlín. Pri zváraní TiG zvárači používajú dve zváracie sekvencie.
Neprimeraná postupnosť zvárania zvýši zvyškové napätie zvárania spôsobené nerovnomerným ohrevom počas zvárania a sústredí ho na plochý koniec zvárania. Tepelné namáhanie zvarového švu počas zvárania je tlakové napätie a zvyškové napätie zvárania po ochladení je ťahové napätie a pôsobí na zvarový šev. Ak sa vytvorí oblúkový kráter v dôsledku nesprávneho uzavretia oblúka, pod kombinovaným účinkom napätia kryštalizačného zmršťovania roztaveného kúpeľa sa z oblúkového krátera ľahko vyskytnú trhliny a pri pôsobení napätia sa rozšíria.
Postupnosť zvárania je pomerne rozumná. Táto zodpovedajúca zváracia sekvencia môže kompenzovať časť zváracieho napätia, čím sa zníži zvyškové napätie zvaru.
Vplyv na vznik trhlín má aj hrúbka základnej vrstvy a kvalita uzavretia oblúka. So zvyšujúcou sa hrúbkou základnej vrstvy sa zvyšuje energia zváracej línie a zváracie napätie sa nevyhnutne zvýši; kvalita uzavretia oblúka je zlá, čo nastane, keď je oblúk uzavretý na zvare alebo keď je oblúk uzavretý. Oblúkové krátery a kryštalizačné mikrotrhliny sa pravdepodobne vyskytnú, keď kryštalizuje posledný roztavený bazén, čím sa zvyšuje pravdepodobnosť prasklín.
Okrem toho s uchytením zvarenca súvisí aj výskyt trhlín. Ak je deformačná schopnosť zvaru zlá a časť napätia pri zváraní sa nedá eliminovať deformáciou, zvýši sa zvyškové napätie zvárania, čo vedie k vzniku trhlín.
Súdiac podľa umiestnenia trhlín, trhliny v základnej vrstve sa všetky objavujú na konci plochého zvárania, čo dokazuje, že hlavnými príčinami trhlín počas zvárania základne sú nesprávne poradie zvárania, nadmerná hrúbka základnej vrstvy, zlá kvalita uzatvárania oblúka a vysoké napätie zvarenca.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Analýza trhlín vznikajúcich pri zváraní medzivrstvy
2.1 Analýza trhlín vzniknutých počas prvého plnenia SMAW
Prvé zváranie SMAW sa vykonáva po dokončení zvárania TiG bez predhrievania. Ide o zváranie pri bežnej teplote. Účelom je zvýšiť pevnosť spodného zvaru a zabrániť vzniku trhlín alebo rozpadu spodného zvaru pri predhrievaní. Zvyškové napätie pri zváraní sa však zvýši a v štruktúre zvaru sa objaví vločkový martenzit, čo je škodlivé na zabránenie vzniku trhlín za studena. Preskúmali sa dve trhliny, ktoré sa objavili počas prvého plnenia SMAW. Z miesta výskytu sa všetky objavili pri uzatváracom oblúku a boli tam zjavné oblúkové krátery. Zo smeru trhlín boli všetky rozmiestnené pozdĺžne, s dĺžkou asi 20-35 mm. Je zrejmé, že hlavnými faktormi vedúcimi k vzniku trhlín pri zváraní sú zvyškové napätie pri zváraní a kráterové mikrotrhliny.
2.2 Analýza trhlín vznikajúcich pri zváraní medzivrstvy po predohrevu
Jedným z dôvodov je nedostatočná teplota predohrevu a nízka teplota medzivrstvy. Súčasný spôsob predohrevu, ktorý používame, je pripevnenie keramickej vyhrievacej dosky na zvar a nie je tu žiadny pevný termočlánok na meranie teploty. Stačí nastaviť krivku predohrevu podľa rýchlosti ohrevu a teploty predohrevu. Po uplynutí doby ohrevu sa vykurovacia platňa odstráni. Počas zvárania neexistuje žiadny iný zdroj tepla okrem oblúkového tepla. V dôsledku odvádzania tepla potrubím a chladenia vzduchom teplota zvarovej oblasti rýchlo klesá. Podľa výsledkov náhodných kontrolných meraní je teplota medzivrstvy počas zvárania nižšia ako 150 stupňov, pričom najnižšia teplota je len asi 50 stupňov. V dôsledku toho sa zrýchľuje rýchlosť ochladzovania zvaru, zvyšuje sa vytvrdená štruktúra a obsah vodíka vo zvarovom kove, čím sa zintenzívňuje teplotný rozdiel spoja a zvyšuje sa zvyškové napätie zvárania.
Druhým dôvodom je nerovnomerná teplota predohrevu alebo nestála rýchlosť chladenia na oboch stranách zvaru, čo má za následok nadmerný teplotný rozdiel na oboch stranách zvaru. Príkladom toho je oneskorené praskanie za studena 28# hlavného parného zvarového spoja počas detekcie chýb RT, keď bol zvarený na približne 20 mm. . Vďaka špeciálnej štruktúre zvarenca je jedna strana rovná rúrková časť a druhá strana je kované T-kus. Ich hrúbka steny (85 mm na rovnej strane potrubia a 125 mm na strane T) a rýchlosť rozptylu tepla sú úplne odlišné. Vďaka svojmu špeciálnemu tvaru sa počas predhrievania zohrieva len asi 100 mm široká strana T. Okrem toho je rýchlosť chladenia T-strany oveľa rýchlejšia ako rýchlosť priameho potrubného úseku, čo má za následok, že zváracie napätie sa zvyšuje so zvyšujúcim sa počtom zvarových vrstiev. Okrem toho eliminácia vodíka Nerovnomerné zahrievanie spracovania zvýšilo vnútorné napätie zvaru, čo malo za následok pozdĺžne praskanie pozdĺž jednej strany takmer rovného úseku rúry, ktoré pôsobením difúzneho vodíka siahalo až po koreň zvaru. zvyškové napätie.
Tretím dôvodom je príliš vysoký zvyškový obsah difúzneho vodíka vo zvare. Vo všeobecnosti je obsah vodíka v základnom kove a zváracom drôte veľmi malý a vlhkosť v povlaku elektródy a vlhkosť vo vzduchu sú hlavnými zdrojmi hydrogenácie vo zvare. zdroj. Po vysušení má alkalická zváracia tyč silnú absorpciu vlhkosti. Počas zvárania je nevyhnutné malé množstvo vniknutia vzduchu, takže vo zvare je nevyhnutne prítomný vodík. Keď roztavený kov z kúpeľa kryštalizuje, časť vodíka nemá čas uniknúť a zostáva vo zvarovom kove, pričom sa v blízkosti fúznej linky vytvára bohatý na vodík. Zóna, keď sa tepelne ovplyvnená zóna oneskorenej fázovej transformácie transformuje z austenitu na martenzit, vodík zostane v martenzite v presýtenom stave, čo spôsobí ďalšie krehnutie v tejto oblasti. Ak je koncentrácia vodíka dostatočná, je to možné. Pretože akumulácia vodíka potrebuje určitý čas na vytvorenie trhlín, trhliny vyvolané vodíkom majú vlastnosti oneskoreného praskania, ktoré sa zvyčajne vyskytuje niekoľko hodín alebo dní po zváraní.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Štvrtým dôvodom je, že energia zváracej linky je príliš veľká alebo príliš malá. Ak je energia zváracej linky príliš veľká, spôsobí prehriatie tepelne ovplyvnenej zóny, zhrubnutie zŕn a zníženie odolnosti spoja proti praskaniu; ak je energia zváracej linky príliš malá, rýchlosť ochladzovania sa zrýchli, čo spôsobí teplo. Vytvrdzovanie postihnutej oblasti neprispieva k úniku vodíka a zvyšuje tendenciu k vzniku trhlín. V samotnom procese zvárania sa prejavuje najmä použitie väčšieho zváracieho prúdu a nadmerná hrúbka jednej vrstvy.
Jedným z hlavných dôvodov je aj kvalita zvárania. Ak je kvalita zvárania nízka a existujú chyby, ako je neúplný prienik, silné inklúzie, oblúkové krátery alebo podrezania, koncentrácia napätia sa stane hlavnou príčinou trhlín a povedie k vzniku trhlín.
Okrem toho, ak sú v základnom materiáli v oblasti zvárania mikrotrhliny a zvarový šev je počas procesu zvárania ovplyvnený vonkajšími silami, môžu sa vyskytnúť aj praskliny.