Под совокупным воздействием сварочных напряжений и других факторов охрупчивания происходит разрушение атомной связи металла в локальной зоне сварного стыка стальных труб, и образовавшийся зазор, образующийся в результате нового интерфейса, называется сварочной трещиной. Она характеризуется острыми надрезами и большим удлинением.
(1) Характеристики дефектов термических трещин: В процессе сварки стальных труб трещины, образующиеся при охлаждении металла сварного шва и зоны термического влияния до высокотемпературной зоны вблизи солидуса, являются термическими трещинами.
Причина: Это результат совокупного воздействия жидкой прослойки, образующейся из легкоплавкой эвтектики при охлаждении и кристаллизации расплавленной ванны, и затвердевания под действием растягивающих напряжений. Увеличение влияния любого из этих факторов может способствовать образованию термических трещин.
Профилактические меры: Контролируйте содержание вредных примесей в сварном шве стальной трубы, то есть содержание углерода, серы и фосфора, и уменьшайте образование легкоплавкой эвтектики в расплавленной ванне. Содержание серы и фосфора в металле сварной стальной трубы, как правило, менее 0,03%. Массовая доля углерода в сварочной проволоке не превышает 0,12%. Для сварки ответственных компонентов следует использовать основные сварочные прутки или флюс. Контролируйте параметры сварки, соответствующим образом увеличивайте коэффициент формы шва стальных труб, избегайте глубоких и узких швов. Используйте многослойную и многопроходную сварку, предварительный подогрев перед сваркой и медленное охлаждение после сварки, правильно выбирайте форму сварного шва, разумно организуйте последовательность сварки и старайтесь использовать симметричную сварку. Используйте дугогасительные пластины, чтобы отвести очаг дуги к внешней стороне сварного изделия, чтобы даже если возникнут трещины в очаге дуги, они не повлияют на само сварное изделие.
(2) Характеристики дефектов холодных трещин: Сварочные трещины, образующиеся при охлаждении соединений сварных стальных труб до более низкой температуры (200~300°C для стали), называются холодными трещинами.
Причины: Дефекты типа «холодные трещины» чаще всего встречаются в среднеуглеродистых, низколегированных и среднелегированных сталях высокой прочности. Причины: сам сварочный материал имеет большую склонность к закалке; большое количество водорода растворяется в сварочной ванне; сварное соединение создает значительные напряжения закалки в процессе сварки.
Меры предосторожности: Перед сваркой тщательно просушите сварочный пруток и флюс в соответствии с требованиями, чтобы уменьшить источник водорода. Тщательно очистите канавку и обе стороны от грязи, влаги и ржавчины и контролируйте температуру окружающей среды. Выбирайте высококачественные сварочные материалы с низким содержанием водорода и их сварочные процессы. При сварке низколегированной высокопрочной стали с высокой прокаливаемостью используйте электроды из аустенитной нержавеющей стали. Правильно выбирайте параметры сварки, предварительный подогрев, медленное охлаждение, последующий нагрев и послесварочную термическую обработку. Выберите разумную последовательность сварки, чтобы уменьшить внутренние сварочные напряжения. Соответствующим образом увеличьте сварочный ток и замедлите скорость сварки, чтобы замедлить скорость охлаждения зоны термического влияния и предотвратить образование закаленной структуры.
(3) Характеристики дефекта трещины повторного нагрева: Трещины, вызванные повторным нагревом сварной конструкции в определенном диапазоне температур после сварки (например, термическая обработка для снятия напряжений или многослойная сварка), называются трещинами повторного нагрева.
Причина: Трещины повторного нагрева обычно возникают в области 1200–1350°C вблизи линии плавления. Температура нагрева для образования трещин повторного нагрева в низколегированной высокопрочной стали составляет приблизительно 580–650°C. Чем больше в стали легирующих элементов, таких как хром, молибден и тромбин, тем выше склонность к образованию трещин повторного нагрева.
Профилактические меры: Контролируйте химический состав стальной трубы и металла сварного шва, а также корректируйте содержание элементов, оказывающих большое влияние на образование трещин повторного нагрева (таких как хром, ванадий и бор). Уменьшите жесткость соединения и концентрацию напряжений, а также плавно зашлифуйте сварной шов и его границу с основным металлом. Используйте высокое тепловложение при сварке. Увеличьте температуру предварительного и последующего нагрева. Примите меры по снижению сварочных напряжений во время сварки, такие как использование электродов малого диаметра, сварка на малых сварочных параметрах и исключение колебаний электрода во время сварки. При отпуске под напряжением избегайте зоны, чувствительной к температуре, которая приводит к образованию трещин повторного нагрева. Чувствительная температура варьируется в зависимости от типа стали.
Время публикации: 09 апреля 2025 г.