Під час виробництва посудин під тиском, коли зварювання під флюсом використовується для зварювання поздовжнього зварного шва циліндра, тріщини (надалі термінові тріщини) часто виникають у кінці поздовжнього зварного шва або поблизу нього.
Багато людей проводили дослідження з цього приводу та вважають, що основною причиною тріщин на кінці є те, що, коли зварювальна дуга наближається до кінця поздовжнього зварного шва, зварний шов розширюється та деформується в осьовому напрямку, що супроводжується поперечним натягом у вертикальному і осьовому напрямку. відкрита деформація;
Корпус циліндра також відчуває напругу зміцнення в холодному стані та напругу при складанні в процесі прокатки, виготовлення та складання; під час процесу зварювання, через обмеження позиціонування кінцевого зварного шва та дугоподібної пластини, утворюється велике розтягування в кінці зварного шва;
Коли дуга рухається до кінцевого позиціонування зварного шва та запірної пластини дуги, завдяки тепловому розширенню та деформації цієї частини, поперечне напруження розтягування зварювального терміналу послаблюється, а зв’язуюча сила зменшується, так що метал шва просто Затвердіння на кінцевій частині зварного шва Кінцеві тріщини утворюються через велике напруження розтягування.
На основі аналізу вищезазначених причин запропоновано два контрзаходи:
Один полягає в тому, щоб збільшити ширину ударної пластини дуги, щоб збільшити її зв'язуючу силу;
По-друге, використовувати пластину з еластичною обмежуючою дугою.
Однак після вжиття вищевказаних контрзаходів на практиці проблема не була ефективно вирішена:
Наприклад, незважаючи на те, що використовується пружна опорна дугоподібна пластина, кінцеві тріщини поздовжнього зварного шва все одно будуть виникати, а кінцеві тріщини часто виникають під час зварювання циліндра малої товщини, низької жорсткості та примусового складання;
Однак, коли в розширеній частині поздовжнього зварного шва циліндра є пластина для випробування продукту, хоча зварювання прихватками та інші умови такі ж, як і за відсутності пластини для випробування продукту, у поздовжньому шві є кілька кінцевих тріщин.
Після повторних випробувань і аналізу виявлено, що поява тріщин на кінці поздовжнього шва пов’язана не тільки з неминучою великою напругою розтягування в кінці зварного шва, але також пов’язана з кількома іншими надзвичайно важливими причинами.
перше. Аналіз причин виникнення кінцевих тріщин
1. Зміни температурного поля на кінцевому шві
Під час дугового зварювання, коли джерело зварювального тепла знаходиться близько до кінця поздовжнього зварного шва, нормальне температурне поле в кінці зварного шва зміниться, і чим ближче воно до кінця, тим більша зміна.
Оскільки розмір дугоподібної пластини набагато менший, ніж розмір циліндра, її теплоємність також набагато менша, а з’єднання між дугою та циліндром здійснюється лише за допомогою прихватного зварювання, тому його можна вважати переважно розривним. .
Таким чином, умова теплопередачі кінцевого зварного шва є дуже поганою, що спричиняє підвищення місцевої температури, зміну форми розплавленої ванни та відповідно збільшує глибину проплавлення. Швидкість затвердіння розплавленої ванни сповільнюється, особливо коли розмір дугоподібної пластини надто малий, а прихватний шов між дугою та циліндром занадто короткий і тонкий.
2. Вплив зварювального тепла
Оскільки зварювальне тепло, яке використовується при зварюванні під флюсом, часто набагато більше, ніж при інших методах зварювання, глибина проплавлення є великою, кількість наплавленого металу є великою, і він покритий шаром флюсу, тому маса розплаву велика і швидкість затвердіння розплавленої ванни велика. Швидкість охолодження зварювального шва та зварювального шва повільніша, ніж інші методи зварювання, що призводить до більш грубого зерна та більш серйозної сегрегації, що створює надзвичайно сприятливі умови для утворення гарячих тріщин.
Крім того, бічна усадка зварного шва набагато менша, ніж розкриття зазору, тому сила бічного розтягування кінцевої частини є більшою, ніж при інших методах зварювання. Особливо це стосується пластин середньої товщини зі скошеною фаскою та тонших пластин без скосу.
3. Інші ситуації
Якщо є примусове складання, якість складання не відповідає вимогам, вміст домішок, таких як S і P, в основному металі занадто високий, а сегрегація також призведе до тріщин.
По-друге, природа кінцевої тріщини
Кінцеві тріщини належать до термічних тріщин за своєю природою, а термічні тріщини можна розділити на тріщини кристалізації та тріщини субтвердої фази відповідно до стадії їх утворення. Хоча частина, де утворюється кінцева тріщина, іноді є кінцевою, іноді вона знаходиться в межах 150 мм від області навколо клеми, іноді це поверхнева тріщина, а іноді це внутрішня тріщина, і в більшості випадків це внутрішні тріщини, які відбуваються навколо терміналу.
Можна побачити, що природа кінцевої тріщини в основному належить до тріщини напівтвердої фази, тобто, коли зварювальний наконечник все ще перебуває в рідкому стані, хоча маса розплаву поблизу наконечника затверділа, він все ще знаходиться в стані висока температура трохи нижче лінії солідусу Стан нульової міцності, тріщини утворюються під дією складного зварювального напруження (головним чином напруги розтягування) на терміналі,
Поверхневий шар зварного шва поблизу поверхні легко розсіює тепло, температура відносно низька, і він уже має певну міцність і відмінну пластичність, тому кінцеві тріщини часто існують усередині зварного шва, і їх неможливо знайти неозброєним оком.
По-третє. Заходи щодо запобігання тріщинам клем
З наведеного вище аналізу причин кінцевих тріщин можна побачити, що найважливішими заходами для подолання кінцевих тріщин поздовжніх швів зварювання під флюсом є:
1. Відповідним чином збільште розмір запірної пластини дуги
Люди часто недостатньо обізнані про важливість запірної пластини дуги, думаючи, що функція запірної пластини дуги полягає лише у виведенні кратера дуги зі зварювального виробу, коли дуга закрита. Щоб заощадити сталь, деякі дугові запалки роблять дуже маленькими і стають справжніми дуговими запалами. Ці практики дуже неправильні. Запірна пластина виконує чотири функції:
(1) Виведіть зламану частину зварного шва, коли дуга запускається, і кратер дуги, коли дуга зупиняється, назовні зварного виробу.
(2) Посилити ступінь обмеження в кінцевій частині поздовжнього шва та витримувати велике напруження розтягування, створене в кінцевій частині.
(3) Поліпшення температурного поля кінцевої частини, що сприяє теплопровідності та не робить температуру кінцевої частини занадто високою.
(4) Покращити розподіл магнітного поля на кінцевій частині та зменшити ступінь магнітного відхилення.
Щоб досягти чотирьох вищевказаних цілей, запірна пластина повинна мати достатній розмір, товщина зварного шва повинна бути такою ж, а розмір повинен залежати від розміру зварного шва та товщини сталевої пластини. Для загальних посудин під тиском рекомендується, щоб довжина і ширина були не менше 140 мм.
2. Зверніть увагу на збірку та прихватку запірної пластини
Прихватка між дугою та циліндром повинна мати достатню довжину та товщину. Взагалі кажучи, довжина та товщина прихватного зварного шва не повинна бути меншою за 80% ширини та товщини запірної пластини дуги, і необхідне безперервне зварювання. Його не можна просто «точково» зварити. З обох боків поздовжнього шва слід забезпечити достатню товщину зварного шва для пластин середньої і товстої товщини, при необхідності розкрити певну канавку.
3. Зверніть увагу на позиціонування зварювання клемної частини циліндра
Під час зварювання прихватками після заокруглення циліндра, щоб ще більше збільшити ступінь обмеження в кінці поздовжнього шва, довжина прихватки в кінці поздовжнього шва не повинна бути менше ніж 100 мм, і має бути достатня товщина зварного шва, і не повинно бути тріщин, таких дефектів, як непроплавлення.
4. Суворо контролюйте зварювальне тепло
Під час процесу зварювання посудин під тиском необхідно суворо контролювати підведення тепла зварювання. Це не тільки для забезпечення механічних властивостей зварних з'єднань, але також відіграє дуже важливу роль у запобіганні тріщин. Величина зварювального струму під флюсом має великий вплив на чутливість кінцевої тріщини, оскільки величина зварювального струму безпосередньо пов’язана з температурним полем і підведенням тепла зварювання.
5. Суворо контролюйте форму розплавленої ванни та коефіцієнт форми зварного шва
Форма та форм-фактор зварювальної ванни при зварюванні під флюсом тісно пов’язані зі схильністю до зварювальних тріщин. Тому слід суворо контролювати розмір, форму та форм-фактор зварювальної ванни.
чотири. Висновок
Коли для зварювання поздовжнього шва циліндра використовується дугове зварювання під флюсом, дуже часто виникають тріщини в поздовжньому шві, і це питання не було добре вирішено протягом багатьох років. Випробування та аналіз показали, що основною причиною появи тріщин на кінці поздовжнього шва, звареного під флюсом, є результат спільної дії великої напруги розтягування та особливого температурного поля в цій частині.
Практика довела, що такі заходи, як відповідне збільшення розміру запірної пластини дуги, посилення контролю якості зварювання прихватками та суворий контроль надходження тепла зварювання та форми зварного шва, можуть ефективно запобігти виникненню тріщин на кінці зануреного шва. дугове зварювання.
Час публікації: 01.03.2023
