Suvirinimo siūlėje arba artimoje siūlės srityje dėl suvirinimo poveikio atominis medžiagos derinys sunaikinamas, o susidarius naujai sąsajai siūlė vadinama suvirinimo įtrūkimu, kuriam būdingas aštrus tarpas. ir didelis kraštinių santykis.
Įtrūkimai gali būti skirstomi į karštus įtrūkimus, šaltus įtrūkimus, įtempių korozijos įtrūkimus ir lamelinį plyšimą pagal temperatūrą ir atsiradimo laiką. Suvirinimo gamyboje yra daug vietų, kur atsiranda įtrūkimų. Kai kurie įtrūkimai atsiranda ant suvirinimo siūlės paviršiaus ir gali būti stebimi plika akimi; kai kurie yra paslėpti suvirinimo siūlės viduje ir juos galima rasti tik aptikus defektus; kai kurie atsiranda ant suvirinimo; o kai kurie atsiranda karščio paveiktoje zonoje. Verta paminėti, kad įtrūkimai kartais atsiranda suvirinimo proceso metu, o kartais atsiranda suvirinus arba eksploatavus tam tikrą laiką po suvirinimo. Pastarieji vadinami uždelstais įtrūkimais, kurie yra kenksmingesni. Įprastų įtrūkimų vietos ir tipai parodyti paveikslėlyje žemiau.
paveikslėlį
Įprastų įtrūkimų vieta ir tipas
2. Suvirinimo įtrūkimų pavojus
Suvirinimo įtrūkimas yra žalingiausias defektas. Be suvirintos jungties laikomosios galios sumažinimo, aštrus tarpas plyšio gale sukels rimtą įtempių koncentraciją, skatins įtrūkimo išsiplėtimą ir galiausiai sugadins suvirintą konstrukciją, o gaminys bus pažeistas. išbrauktas. sukelti rimtų avarijų. Apskritai įtrūkimai yra neleistinas suvirintų jungčių defektas. Radus jį reikia visiškai nuimti, suremontuoti ir suvirinti.
3. Suvirinimo įtrūkimų priežastys ir prevencijos priemonės
Dėl skirtingų priežasčių ir skirtingų įtrūkimų susidarymo mechanizmų toliau bus atskirai aptariami trys karštųjų, šaltų ir pakartotinai įkaitusių įtrūkimų tipai.
3.1, karštas įtrūkimas
Šiluminiai įtrūkimai paprastai reiškia įtrūkimus, susidarančius aukštoje temperatūroje (nuo beveik kietėjimo temperatūros intervalo iki virš A3 linijos geležies ir anglies balanso diagramoje), kaip parodyta toliau pateiktame paveikslėlyje, taip pat vadinami aukštos temperatūros įtrūkimais arba kristalizacijos įtrūkimais.
paveikslėlį
Karšti įtrūkimai dažniausiai atsiranda suvirinimo siūlėje, o kartais gali atsirasti ir karščio paveiktoje zonoje, kaip parodyta paveikslėlyje.
paveikslėlį
priežastis:
Dėl segregacijos reiškinio suvirinimo išlydytame baseine kristalizacijos proceso metu žemos lydymosi temperatūros eutektika ir priemaišos kristalizacijos proceso metu sudaro segregaciją skystame tarpsluoksnyje, o stiprumas po kietėjimo taip pat yra mažas. Kai suvirinimo įtempis yra pakankamai didelis, skystis tarpsluoksnis atsilaisvins. Sluoksniai arba naujai sukietėjęs kietas metalas atsiskiria ir susidaro įtrūkimai.
Be to, jei ant netauriojo metalo grūdelių ribos yra žemos lydymosi eutektikos ir priemaišų, šie mažai tirpstantys junginiai išsilydys ir susidarys skystas tarpsluoksnis šilumos paveiktoje zonoje, kur kaitinimo temperatūra viršija lydymosi temperatūrą. Kai suvirinimo tempiamasis įtempis yra pakankamai didelis, jis taip pat bus atskirtas, kad susidarytų suskystinimo įtrūkimai šilumos paveiktoje zonoje.
Trumpai tariant, terminių įtrūkimų atsiradimas yra metalurginių ir mechaninių veiksnių bendro poveikio rezultatas.
Prevencija:
Šiluminių įtrūkimų prevencijos priemonės gali prasidėti nuo dviejų metalurginių veiksnių ir mechaninių veiksnių aspektų.
Kontroliuoti kenksmingų elementų ir priemaišų kiekį netauriajame metale ir suvirinimo medžiagose
Apriboti lengvai išsiskiriančių elementų ir kenksmingų priemaišų kiekį netauriuosiuose metaluose ir suvirinimo medžiagose (įskaitant suvirinimo strypą, suvirinimo laidą, srautą ir apsaugines dujas). Visų pirma reikėtų kontroliuoti priemaišų, tokių kaip siera ir fosforas, kiekį ir sumažinti anglies kiekį.
Siera praktiškai netirpi pliene ir su geležimi sudaro geležies sulfidą (FeS), kurio lydymosi temperatūra yra žema. Suvirinimo metu geležies sulfido buvimas sukels karšto suvirinimo siūlės įtrūkimus ir suskystinimo įtrūkimus karščio paveiktoje zonoje, o tai pablogins suvirinimo našumą; ta pati siera yra grūdelių ribose plėvelės pavidalu, o tai sumažins plieno plastiškumą ir kietumą. Paprastai suvirinimui naudojamame pliene sieros kiekis neturi viršyti 0,045 proc. Kartais reikia griežtesnės kontrolės.
Fosforas sumažins plieno plastiškumą ir kietumą, padidins trapią plieno pereinamąją temperatūrą ir sukels įtrūkimus suvirinimo siūlėse ir karščio paveiktose zonose. Fosforo kiekis neturi viršyti 0,055 proc. Kartais reikia griežtesnės kontrolės.
Medžiagų suvirinimo savybės yra glaudžiai susijusios su anglies kiekiu. Kuo didesnis plieno anglies kiekis, tuo prastesnis suvirinamumas. Paprastai manoma, kad anglies kiekis suvirintoje siūlėje yra kontroliuojamas žemiau 0,10 procentų, o šiluminio įtrūkimo jautrumas gali būti labai sumažintas.
Sureguliuokite suvirinimo metalo cheminę sudėtį, pagerinkite suvirinimo siūlės struktūrą, patobulinkite suvirinimo siūlės grūdelius, kad pagerintumėte jo plastiškumą, sumažintumėte arba išsklaidytumėte segregacijos laipsnį ir kontroliuokite žalingą žemos lydymosi temperatūros eutektikos poveikį.
Pavyzdžiui, suvirinant austenitinį nerūdijantį plieną, naudojant austenito ir ferito dviejų fazių struktūros suvirinimą, galima pagerinti jo atsparumą šiluminiam įtrūkimui. Vienfazė austenitinė suvirinimo siūlė yra linkusi į karštus įtrūkimus.
Naudokite pagrindinį suvirinimo strypą arba srautą, kad sumažintumėte priemaišų kiekį suvirinimo siūlėje ir pagerintumėte segregacijos laipsnį kristalizacijos metu.
Kontroliuokite suvirinimo specifikacijas, atitinkamai padidinkite suvirinimo formos koeficientą, taikykite daugiasluoksnio daugiasluoksnio suvirinimo metodą, venkite vidurio linijos atsiskyrimo ir išvengkite vidurio linijos įtrūkimų. Suvirinant, suvirinimo siūlės pločio ir siūlės storio santykis vieno praėjimo suvirinimo dalyje vadinamas suvirinimo formos faktoriumi arba suvirinimo formos koeficientu. Kai suvirinimo siūlės formos koeficientas yra per mažas, suvirinimo siūlė yra siaura ir gili, o suvirinimo siūlės centre susikaups žemos lydymosi temperatūros priemaišos, o tai labai padidina terminių įtrūkimų tikimybę. Kai suvirinimo siūlės formos koeficientas yra didelis, suvirinimo siūlė yra plati ir sekli, mažai tirpstanti eutektika ir priemaišos kaupiasi arti paviršiaus esančioje siūlės srityje, todėl labai sumažėja centrinės linijos įtrūkimų tikimybė.
Imkitės priemonių, kad sumažintumėte suvirinimo įtampą
Imkitės įvairių technologinių priemonių, kad sumažintumėte suvirinimo įtampą, pvz., pagrįstos suvirinimo sekos ir metodo taikymas, mažesnės suvirinimo energijos sąnaudos, bendras išankstinio pašildymo ir plakimo metodas ir kt.
Lanko kraterio užpildymas lanko uždarymo metu gali išvengti lankinio kraterio įtrūkimų.
3.2, šaltas įtrūkimas
Šalti įtrūkimai paprastai reiškia įtrūkimus, susidarančius suvirinimo siūlės žemiau A3 temperatūros aušinimo proceso metu. Temperatūra, kurioje susidaro įtrūkimai, paprastai yra žemesnė nei 300–200 laipsnių, kuri yra martensitinės transformacijos temperatūros diapazone, todėl ji vadinama šaltuoju įtrūkimu.
Šalti įtrūkimai gali atsirasti iš karto po suvirinimo arba praėjus ilgesniam laikui po suvirinimo, todėl jie dar vadinami uždelstais įtrūkimais. Kadangi šaltų įtrūkimų susidarymas yra susijęs su vandeniliu, jie taip pat vadinami vandenilio sukeltais įtrūkimais. Šaltų įtrūkimų susidarymas yra uždelstas, todėl gali įvykti netikėtos rimtos avarijos. Todėl jis yra pavojingesnis ir jam turi būti skiriamas visas dėmesys.
paveikslėlį
Šaltų įtrūkimų priežastys
Pagrindinės sąlygos šaltiems įtrūkimams susidaryti yra: sukietėjusios struktūros susidarymas suvirintose jungtyse; difuzinio vandenilio buvimas ir koncentracija; ir didelio suvirinimo tempimo įtempio buvimas. Šios trys sąlygos viena kitą veikia ir skatina viena kitą. Esant skirtingoms aplinkybėms, bet kuris iš trijų veiksnių gali sukelti šaltų įtrūkimų susidarymą, tarp kurių difuzinis vandenilis yra aktyviausias šaltus įtrūkimus sukeliantis veiksnys.
Peršalimo įtrūkimų prevencijos priemonės
1) Norėdami sumažinti difuzinio vandenilio kiekį suvirinimo metale, naudokite pagrindinius elektrodus arba srautus. Šarminiai elektrodai taip pat vadinami mažai vandenilio turinčiais elektrodais, kurie gali sumažinti vandenilio kiekį suvirinimo metale.
2) Prieš naudojimą elektrodai ir srautas turi būti išdžiovinti griežtai laikantis nurodytų reikalavimų. Be to, griovelį ir suvirinimo laidą reikia kruopščiai nuvalyti, kad būtų pašalintos alyvos, vandens ir rūdžių dėmės, kad būtų sumažintas vandenilio šaltinis.
3) Pasirinkite pagrįstas suvirinimo specifikacijas ir šilumos įvedimą, pvz., pašildymą prieš suvirinimą, tarpsluoksnių temperatūros reguliavimą, lėtą aušinimą po suvirinimo ir kt., kad pagerintumėte suvirinimo ir šilumos paveiktos zonos organizacinę būklę.
4) Po suvirinimo laiku atlikti terminį apdorojimą. Vienas iš jų yra atlikti atkaitinimo apdorojimą, kad būtų pašalintas vidinis įtempis, sušvelninta užgesinta struktūra ir pagerintas jos kietumas; kita – atlikti vandenilio pašalinimo apdorojimą, kad vandenilis visiškai pašalintų iš suvirintos jungties.
5) Pagerinkite plieno kokybę, sumažinkite sluoksniuotus intarpus pliene ir imkitės priemonių, susijusių su konstrukcijos projektavimu ir suvirinimo procesu, kad sumažintumėte suvirinimo tempimo įtempį plokštės storio kryptimi, o tai gali užkirsti kelią sluoksniuotam plyšimui.
6) Imtis įvairių technologinių priemonių suvirinimo įtempiams sumažinti (detaliau žr. terminius įtrūkimus, prevencines priemones)
3.3, pakartotinai pašildykite kreką
Perkaitimo įtrūkimai atsiranda iš stambiagrūdžios zonos suvirinimo šilumos paveiktoje zonoje, kuriai būdingas grūdelių ribos įtrūkimas. Dauguma įtrūkimų atsiranda įtempių koncentracijos dalyse. Paprastai jis susidaro, kai suvirinimo vieta vėl pašildoma, todėl tai vadinama pakartotinio pašildymo įtrūkimu.
Perkaitimo įtrūkimų priežastys
Paprastai manoma, kad įtrūkimų pakartotinio kaitinimo priežastis yra ta, kad pakartotinio kaitinimo metu persotinti kieto tirpalo karbidai (daugiausia vanadžio ir molibdeno karbidai) vėl nusėda per pirmąjį šilumos procesą, dėl to sustiprėja granulės ir slysta. Padermė sutelkta į buvusias austenito grūdelių ribas. Įkaitimo įtrūkimai susidaro, kai grūdų ribų plastinės deformacijos talpa yra nepakankama, kad atlaikytų įtempimus, atsirandančius atsipalaidavimo metu.
Perkaitimo įtrūkimų prevencijos priemonės
1) Sumažinkite liekamąjį įtempį ir įtempių koncentraciją, pvz., padidinkite pakaitinimo temperatūrą, lėtą aušinimą po suvirinimo ir sklandų perėjimą tarp suvirinimo siūlės ir netauriojo metalo.
2) Atsižvelgdami į projektavimo reikalavimus, pasirinkite tinkamą suvirinimo medžiagą, kad suvirinimo metalo stipris aukštoje temperatūroje būtų šiek tiek mažesnis nei netauriojo metalo, kad suvirinimo įtempis atsipalaiduotų ir išvengtų įtrūkimų suvirinimo siūlėje. šilumos paveikta zona.
3) Užtikrinant jungties stiprumą kambario temperatūroje, padidinkite atkaitinimo temperatūrą, kad sumažintumėte įtempį, todėl nusodinamos santykinai stambios karbido dalelės, kad padidėtų plastiškumas aukštoje temperatūroje.
