Keevituspraod liigitatakse nende olemuselt kuumadeks pragudeks, kuumutage pragudeks, külmadeks pragudeks, lamellpisarateks jne. Järgnev on üksikasjalik seletus mitmesuguste pragude põhjuste, omaduste ja ennetusmeetodite kohta.
01
kuumad praod
See esineb keevituse ajal kõrgetel temperatuuridel, seega nimetatakse seda kuumaks praoks. Seda iseloomustab pragunemine piki originaalset Austeniidi terapiiri. Sõltuvalt keevitatava metalli materjalidest (madal sulamiga ülitugev teras, roostevaba teras, malmist, alumiiniumsulamist ja mõned spetsiaalsed metallid jne), on ka kuju, temperatuurivahemik ja kuumade pragude peamised põhjused erinevad. Praegu jagunevad termilised praod kolme kategooriasse: kristalli praod, vedeldamise praod ja polüileenulikud praod.
pilt
(1) Kristallpraod
Peamiselt esineb see süsinikterase keevisõmblustes ja madala legeeritud terasega, mis sisaldab rohkem lisandeid (mis sisaldavad kõrgeid S, P, C, SI) ja ühefaasilisi austeniitseterast, niklipõhiseid sulameid ja mõnda alumiiniumisulami keevisõmblust. Selline pragu toimub keevitusristallimisprotsessi ajal, Solidus joone lähedal. Tahkestatud metalli kokkutõmbumise tõttu on jääkvedelik metall ebapiisav ja seda ei saa ajaliselt täita. Granulaarne pragunemine toimub stressi toimel.
Ennetavad ja kontrollmeetmed on järgmised: metallurgiliste tegurite osas kohandage keevismetalli koostist sobivalt, lühendage rabeda temperatuuri tsooni vahemikku, kontrollige selliste kahjulike lisandite nagu väävli, fosfori ja süsiniku sisaldust keevisõmbluses; täpsustage keevismetalli primaarseid terasid, st lisage sobivalt Mo, V, Ti, NB ja muud elemendid; Tehnoloogia osas saab seda ennetada enne keevitamist, kontrollida liini energiat, vähendada liigese vaoshoitust jne.
(2) Vedeldamise praod õmbluspiirkonna lähedal
See on omamoodi mikrokrakk, mis praguneb mööda Austeniidi teravilja piiri. Selle suurus on väga väike ja toimub HAZ -i lähedal õmbluspiirkonnas või kihtide vahel. Selle moodustumine on üldiselt tingitud asjaolust, et metall õmbluspinnas või keevisõmbluste vaheline metall keevitamise ajal põhjustab madala sulamisega eutektilist kompositsiooni austeniidi terade piiridel nendes piirkondades kõrgete temperatuuride korral. Tõmbepinge toimel moodustavad madala sulamisega eutektilise kompositsiooni austeniididevahelised praod vedeldamise praod.
Seda tüüpi pragude ennetamise ja kontrollimeetmed on põhimõtteliselt samad kui kristallpragude puhul. Eriti metallurgias on väga tõhus vähendada madala sulavate eutektiliste elementide, näiteks väävli, fosfori, räni ja boori sisaldust; Tehnoloogia osas võib see vähendada liini energiat ja vähendada sulamisbasseini termotuumasünteesi nõgusust.
(3) polügonaalsed praod
Selle põhjuseks on madal plastilisus kõrgetel temperatuuridel polügoonide moodustumisel. Selline pragu pole tavaline ning selle ennetamise ja kontrollimeetmed võivad keevisõmblusele hõlmata selliste elementide lisamist nagu MO, W, TI jne.
02
kuumutage pragu
Tavaliselt esineb see teatud terasest tüüpides ja sademete tugevdavaid elemente sisaldavad kõrge temperatuuriga sulamid (sealhulgas madala paljudega ülitugevad terased, pärlikud soojuskindlad terased, sademete tugevdatud kõrge temperatuuriga sulamid ja mõned Austeniit roostevabast terastest). Pärast keevitamist ei leitud pragusid. Selle asemel ilmnesid praod kuumtöötlemisprotsessis. Kuumutuspraod tekivad keevitusega mõjutatud tsooni ülekuumenenud jämedates osades ja nende suund on laiendada termotuumasünteesi austeniidi jämedate teraviljade piire.
Kuumutamise pragude vältimiseks materiaalse valiku osas võib kasutada peeneteralist terast. Tehnoloogia osas kasutage väiksemat lineaarset energiat, kasutage suurema eelsoojendamise temperatuuri ja järelkontrolli mõõtmeid ning kasutage stressi kontsentratsiooni vältimiseks madala sobitatava keevitusmaterjali.
03
külm pragu
See esineb peamiselt kõrge ja keskmise süsinikuterase, madala ja keskmise sulami terase keevitusega mõjutatud tsoonis, kuid mõnikord esinevad mõnes metallis keevisõmblustes ka külmad praod, näiteks mõned ülikõrge tugevuse terased, titaan ja titaansulamid. Üldiselt on terasetüübi kõvenemise kalduvus, vesiniku sisaldus ja keevitatud liigese jaotus ja liigese vaoshoituspingeseisund kolm peamist tegurit, mis põhjustavad ülitugeva terase keevitamise ajal külma pragu. Vesiniku elemendi ja tõmbepinge toimel moodustub pärast keevitusi tekkinud martensiidi struktuur külma pragu. Selle moodustumine on üldiselt transgranulaarne või intergranulaarne. Külmad praod jagunevad tavaliselt keevisõmbluste pragudeks, keevisõmbluste pragudeks ja juurepragudeks.
Külmade pragude ennetamine ja kontrollimine võib alata kolmest aspektist: tooriku keemiline koostis, keevitusmaterjalide valimine ja protsessimeetmed. Materjale, millel on madalama süsiniku ekvivalendid, tuleks kasutada nii palju kui võimalik; Keevitusmaterjalidena tuleks kasutada madala hüdrogeeniga elektroode ja keevisõmbluste jaoks tuleks kasutada madala tugevusega sobitamist. Austeniitilisi keevitusmaterjale saab kasutada ka kõrge külma pragunemise kalduvusega materjalides; Lineaarset energiat, eelsoojendamist jajärgset kuumutamist tuleks mõistlikult kontrollida. Kuumravi on külma pragunemise vältimiseks protsessimeede.
Keevitustootmisel, kasutatud erinevate terasetüüpide ja keevitusmaterjalide tõttu, võib konstruktsiooni tüüp ja jäikus ning konkreetsed ehitustingimused, võivad tekkida erinevad külmade pragude vormid. Kuid hilinenud pragunemine on tootmises peamiselt ilmnenud.
Viivitatud lõhenemine on kolmes vormis:
(1) Keevis varba pragu-see prao tüüp pärineb mitteväärimetalli ja keevisõmbluse vahelisest liidesest ning sellel on ilmselged stressi kontsentratsiooni asukohad. Prao suund on sageli keevisõmblusega paralleelne ja algab tavaliselt keevisõmbluse pinnalt ja ulatub mitteväärismetalli sügavusele.
(2) Praod keevisõmbluse all - selline pragu toimub sageli keevitusega soojuse mõjutatud tsoonis, millel on suur kõvenemissuhtumine ja kõrge vesiniksisaldus. Üldiselt on prao suund paralleelselt termotuumasünteesiga.
(3) Juurepragu - seda tüüpi pragu on hilinenud pragu tavaline vorm, mis ilmneb peamiselt siis, kui vesiniku sisaldus on kõrge ja eelsoojendamise temperatuur on ebapiisav. Seda tüüpi pragu sarnaneb keevisõmbluse praoga ja pärineb keevisõmbluse juurest, kus pinge kontsentratsioon on suurim. Juure praod võivad tekkida soojuse mõjutatud tsooni jämedates segmendis või keevismetallis.
Terasetüübi kõvenemiskuju, vesiniku sisaldus ja keevitatud liigese jaotus ning liigese vaoshoituspingeseisund on kolm peamist tegurit, mis põhjustavad ülitugeva terase keevitamise ajal külma pragu. Need kolm tegurit on omavahel seotud ja tugevnevad teatud tingimustes.
Terasetüüpide kõvenemist määrab peamiselt keemilise koostise, plaadi paksuse, keevitusprotsessi ja jahutustingimuste abil. Keevitades, seda suurem on terasetüübi kalduvus, seda lihtsam on pragude tekitamine. Miks teras praguneb pärast seda, kui see on karastatud? Selle saab kokku võtta kahte järgmisse aspekti:
(1) Rabeda ja kõva martensiidi struktuuri moodustumine - martensiit on üleküllastumata tahke süsiniku lahus raual. Süsinikuaatomid eksisteerivad kristallvõres interstitsiaalsete aatomitena, põhjustades raua aatomid tasakaalu asendist ja kristallvõre muutub. Suur moonutus põhjustab kudede karastatud olekus. Eriti keevitamistingimustes on küttetemperatuur lähiajal väga kõrge, põhjustades austeniidide terade tõsiselt kasvamist. Kiiresti jahutamisel muutub jäme austeniit jämedaks martensiidiks. Metallide tugevuse teooriast saab teada, et martensiit on rabe ja kõva struktuur, mis kulutab luumurdude korral vähem energiat. Seetõttu, kui martensiit on keevitatud liigeses, on pragusid lihtne moodustada ja laiendada.
(2) Kõvenemine moodustab rohkem võredefekte - metall moodustab termiliste tasakaalustamatuse tingimustes suure hulga võredefekte. Need võredefektid on peamiselt vabad töökohad ja nihestused. Kuna keevitussoojusega tsoonis sisalduv termiline tüvi suureneb, liiguvad vabad kohad ja nihestused stressi ja termilise tasakaalustamatuse tingimustes. Kui nende kontsentratsioon saavutab teatud kriitilise väärtuse, moodustuvad pragude allikad. Stressi jätkuva toimimise käigus jätkuvad makroskoopilised praod laienemist ja moodustamist.
Vesinik on üks olulisi tegureid, mis põhjustavad ülitugeva terase keevitamisel külma pragu, ja sellel on hilinenud omadused. Seetõttu nimetatakse vesinikust põhjustatud hilinenud pragusid paljudes dokumentides "vesiniku põhjustatud pragunemiseks". Eksperimentaalsed uuringud on tõestanud, et mida suurem on ülitugevate terase keevitatud liigeste vesiniksisaldus, seda suurem on tundlikkus pragude suhtes. Kui vesiniku sisaldus kohalikus piirkonnas saavutab teatud kriitilise väärtuse, hakkavad ilmnema praod. Seda väärtust nimetatakse pragude genereerimise kriitiliseks väärtuseks. Vesiniksisaldus [H] Cr.
Külma pragunemise väärtus erinevates terastes on erinev ja see on seotud keemilise koostise, terase tugevuse, eelsoojendamise temperatuuri ja terase jahutustingimustega.
(1) Keevitamise ajal on keevitusmaterjali niiskus, rooste, õliplekid keevisõmbluses ja keskkonnaniiskus on kõik vesinikurikkatest keevisõmblustest. Tavaoludes on vesiniku kogus mitteväärismetallis ja keevituses väga väike, kuid elektroodi katte niiskust ja õhu niiskust ei saa ignoreerida, muutudes peamiseks hüdrogeenimisallikaks.
(2) Vesiniku lahustumis- ja difusioonivõimalused erinevates metallistruktuurides on erinevad. Vesiniku lahustuvus austeniidis on palju suurem kui ferriidil. Seetõttu väheneb keevitamise ajal austeniidilt ferriidile ülemineku ajal vesiniku lahustuvus järsku. Samal ajal on vesiniku difusioonikiirus just vastupidine, suurenedes äkki, kui nad muutuvad austeniidist ferriidiks.
Kõrge temperatuuri toimel keevitamise ajal lahustatakse sula basseinis suur hulk vesinikku. Järgneva jahutamis- ja tahkestamisprotsessi ajal pääseb vesinik nii palju kui võimalik, kuid kiire jahutamise tõttu pole vesinal aega põgeneda. Jääb keevismetallisse, et moodustada hajusa vesiniku.
04
Lamellpisar
See on sisemine madala temperatuuriga pragunemine. See piirdub paksude plaatide sinaaltsooniga mitteväärismetalli või keevisõmblusega ja esineb enamasti "L", "T" ja "+" tüüpi liigestes. See on määratletud kui astmelise külma pragu, mis toimub alusmaterjalis, kuna paksuse suunas veeretatud paksu terasplaadi plastilisus ei ole piisav keevituskirjade tüve vastupidamiseks selles suunas. Üldiselt on see põhjus, et paksude teraseplaatide veeremisprotsessi ajal veeretatakse mõned terase mittemetallilised lisamised ribakujulistesse lisamistesse, mis on paralleelselt veereva suunaga. Need lisamised põhjustavad anisotroopset juhtivust terasplaadi mehaanilistes omadustes. Lamellide rebenemise vältimiseks võite kasutada rafineeritud terast materjali valimisel, see tähendab, et kasutage kõrge Z-suunaga terasplaate. Samuti saate liigesekujundust parandada, et vältida ühepoolseid keevisõmblusi või teha küljele soonte, mis kannab Z-suuna stressi.
Lamellide rebenemine erineb külmast pragunemisest. Selle esinemisel pole midagi pistmist terasetüübi tugevustasemega, kuid see on peamiselt seotud terase kaasamise koguse ja jaotuse kujuga. Üldiselt võivad lamellpisarad tekkida veeretatud paksudes terasest plaatides, näiteks madala süsinikusisaldusega terasest, madala sulamiga terasest terasest ja isegi alumiiniumsulamiplaatides. Lamellpisarad võib vastavalt nende asukohale jagada kolme kategooriasse:
Esimene tüüp on lamellreip, mis on indutseeritud keevisõmbluse või keevisõmbluse juure külmade pragude põhjustatud keevitatud kuumusega tsoonis.
Teine tüüp on kaasamise pragunemine mööda keevitatud kuumusega tsooni, mis on inseneritöös kõige tavalisem lamellpisar.
Kolmas kaasamise tüübid pragunevad mitteväärismetallis kuumutatud tsoonist eemal, toimub tavaliselt paksude plaadikonstruktsioonides, kus on rohkem MNS -helbeid.
pilt
Lamellide rebenemise vorm on tihedalt seotud lisandite tüübi, kuju, jaotuse ja asukohaga. Kui ketendavad MNS -i lisamised domineerivad mööda veeremissuuna, on lamellilisel rebendil selge astmekujuline kuju, kui sellel domineerivad silikaadi lisamine, on see lineaarne ja kui sellel domineerivad AL -i lisamised, on see ebaregulaarne. Astus.
Paksude plaadikonstruktsioonide, eriti T-kujuliste ja nurgaühenduste keevitamisel jäikade piirangute all tekitab keevisõmbluse kokkutõmbumine suuri tõmbepinge ja pinge, mida ei tohiks metalli paksuses suunas. Kui tüvi ületab mitteväärimetalli plastilisust, siis deformatsioonivõime korral eralduvad lisamised ja metalli maatriks ja mikrokraadid toimuvad. Stressi jätkuva toimimise käigus laienevad pragude näpunäited piki tasapinda, kus inklusioonid asuvad, moodustades nn platvormi.
Lamellpisaraid mõjutavad palju tegureid, sealhulgas peamiselt järgmised aspektid:
(1) Mittemetalliliste lisandite tüüp, kogus ja jaotusvorm on lamellide rebenemise oluline põhjus. See on terase anisotroopia ja mehaaniliste omaduste peamine põhjus.
(2) Z-suuna vaoshoituse stress
Paksuseintega keevitatud struktuurid kannavad keevitusprotsessi ajal erinevaid z-suuna vaoshoituspingeid, keevitusjärgseid jääkpingeid ja koormusi, mis on mehaanilised tingimused, mis põhjustavad lamelli rebenemist.
(3) vesiniku mõju
Üldiselt arvatakse, et vesinik on oluline mõjutav tegur lamellireimimisel, mis on põhjustatud külma pragunemisest kuumusega mõjutatud tsooni lähedal.
Kuna lamellide rebenemisel on suur mõju ja ohud on väga tõsised, on vaja enne ehitamist hinnata terase tundlikkust lamelli rebenemise suhtes.
Tavaliselt kasutatavad hindamismeetodid hõlmavad Z-suuna tõmbepindala kokkutõmbumist ja tihvti Z-suuna kriitilist stressimeetodit. Lamellide rebenemise vältimiseks peaks pindala kokkutõmbumine olema vähemalt 15%. Üldiselt on see eeldatavasti 15 ~ 20%. Kui 25%, peetakse lamellitakistust suurepäraseks.
Lamellide rebenemise vältimiseks tuleks meetmeid võtta peamiselt järgmistest aspektidest:
(1) rafineeritud teras
Sularaua ja vaakumde degaseerimise varajase väävliajastumise meetodit saab laialdaselt kasutada ülimadala väävli terase lõhnaks väävli sisaldusega ainult 0.
(2) Kontrollige sulfiidi lisamise vormi
See muudab MN -id muude elementide sulfiidideks, muutes kuuma veeremise ajal pikenemise keeruliseks, vähendades sellega anisotroopiat. Praegu laialdaselt kasutatavad lisaelemendid on kaltsiumi ja haruldaste muldmetallide elemendid. Ülalpool töödeldud teras võib tekitada lamellitaskindlad teraskindlad teraseplaadid, mille kahanduspiirkond on 50–70%.
(3) Lamellide rebenemise vältimise vaatenurgast on projekteerimis- ja ehitusprotsess peamiselt selleks, et vältida Z-suuna stressi ja pinge kontsentratsiooni. Konkreetsed meetmed on järgmised:
1) Võimalikult tuleks vältida ühepoolseid keevisõmblusi. Kahepoolsete keevisõmbluste kasutamine võib selle asemel leevendada keevisõmbluse juurtsoonis pingeseisundit ja vältida stressi kontsentratsiooni.
2) Liigse stressi vältimiseks kasutage sümmeetrilisi filee keevisõmblusi väikese koguse keevitusega keevitusvahendite asemel, et vältida liigset keevitusi.
3) Küljelt tuleks teha kald, mis kannab Z-suuna pinget.
4) T-kujuliste vuukide jaoks saab horisontaalplaadile eelnevalt keevitada madala tugevusega keevitusmaterjali kihti, et vältida keevituste pragusid ja hõlbustada ka keevituskohti.
5) Külma pragunemisest põhjustatud lamellide rebenemise vältimiseks tuleks külma pragunemise vältimiseks võimalikult palju kasutusele võtta, näiteks vesiniku koguse vähendamine, eelsoojendamise nõuetekohane tõstmine, vahepalade temperatuuri kontrollimine jne.
