Przy wytwarzaniu zbiorników ciśnieniowych, gdy do spawania spoiny wzdłużnej butli stosuje się spawanie łukiem krytym, często pojawiają się pęknięcia (zwane dalej pęknięciami końcowymi) na końcu lub w pobliżu końca spoiny wzdłużnej.
Wiele osób prowadziło badania nad tym i uważa, że główną przyczyną pęknięć końcówek jest to, że gdy łuk spawalniczy znajduje się blisko końcówki spoiny wzdłużnej, spoina rozszerza się i odkształca w kierunku osiowym, czemu towarzyszy poprzeczne naprężenie w kierunku pionowym i osiowym.otwarta deformacja;
Korpus cylindra ma również naprężenia utwardzające na zimno i naprężenia montażowe w procesie walcowania, produkcji i montażu;podczas procesu spawania, ze względu na ograniczenie spoiny ustalającej położenie końcowe i płytki zajarzającej łuk, na końcu naprężenia spoiny generowane jest duże rozciągnięcie;
Gdy łuk przesuwa się do spoiny pozycjonującej końcówkę i płyty zajarzającej łuk, ze względu na rozszerzalność cieplną i odkształcenie tej części, poprzeczne naprężenie rozciągające końcówki spawanej jest rozluźnione, a siła wiązania jest zmniejszona, tak że metal spoiny po prostu zestalony na końcówce spoiny Pęknięcia końcówki powstają w wyniku dużego naprężenia rozciągającego.
Na podstawie analizy powyższych przyczyn proponuje się dwa środki zaradcze:
Jednym z nich jest zwiększenie szerokości płytki zajarzenia łuku w celu zwiększenia jej siły wiązania;
Drugim jest użycie szczelinowej, elastycznej płyty uderzeniowej łuku ograniczającego.
Jednak po zastosowaniu w praktyce powyższych środków zaradczych problem nie został skutecznie rozwiązany:
Na przykład, chociaż stosowana jest elastyczna płyta uderzeniowa łuku ograniczającego, nadal będą występować pęknięcia końcowe spoiny wzdłużnej, a pęknięcia końcowe często występują podczas spawania cylindra o małej grubości, małej sztywności i wymuszonym montażu;
Jednakże, gdy w przedłużonej części spoiny wzdłużnej cylindra znajduje się płytka testowa produktu, chociaż sczepianie i inne warunki są takie same jak w przypadku braku płytki testowej produktu, w spoinie wzdłużnej występuje niewiele pęknięć końcowych.
Po wielokrotnych badaniach i analizach stwierdzono, że występowanie pęknięć na końcu spoiny podłużnej jest związane nie tylko z nieuchronnie dużymi naprężeniami rozciągającymi na spoinie końcowej, ale także z kilkoma innymi niezwykle ważnymi przyczynami.
Pierwszy.Analiza przyczyn pęknięć końcówek
1. Zmiany pola temperatury na spoinie końcowej
Podczas spawania łukowego, gdy źródło ciepła spawania znajduje się blisko końca spoiny wzdłużnej, normalne pole temperatury na końcu spoiny ulegnie zmianie, a im bliżej końca, tym większa zmiana.
Ponieważ rozmiar płytki zajarzenia łuku jest znacznie mniejszy niż cylindra, jego pojemność cieplna jest również znacznie mniejsza, a połączenie między płytą zajarzenia łuku a cylindrem odbywa się tylko przez spawanie sczepne, więc można je uznać za w większości nieciągłe .
W związku z tym warunki wymiany ciepła spoiny końcowej są bardzo złe, co powoduje lokalny wzrost temperatury, zmianę kształtu jeziorka stopionego, a także odpowiednią głębokość wtopienia.Szybkość krzepnięcia stopionego jeziorka zmniejsza się, zwłaszcza gdy rozmiar płytki zajarzenia łuku jest zbyt mały, a spoina sczepna między płytą zajarzania łuku a cylindrem jest zbyt krótka i zbyt cienka.
2. Wpływ ciepła spawania
Ponieważ wprowadzane ciepło spawania stosowane w spawaniu łukiem krytym jest często znacznie większe niż w przypadku innych metod spawania, głębokość wtopienia jest duża, ilość osadzonego metalu jest duża i jest on pokryty warstwą topnika, więc stopione jeziorko jest duże, a szybkość krzepnięcia stopionego jeziorka jest duża.Szybkość chłodzenia szwu spawalniczego i szwu spawalniczego jest wolniejsza niż w przypadku innych metod spawania, co skutkuje grubszymi ziarnami i poważniejszą segregacją, co stwarza wyjątkowo korzystne warunki do powstawania pęknięć na gorąco.
Ponadto skurcz poprzeczny spoiny jest znacznie mniejszy niż otwarcie szczeliny, tak że poprzeczna siła rozciągająca części końcowej jest większa niż w przypadku innych metod spawania.Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku ukośnych płyt o średniej grubości i cieńszych płyt bez ukosowania.
3. Inne sytuacje
W przypadku montażu wymuszonego jakość montażu nie spełnia wymagań, zawartość zanieczyszczeń takich jak S i P w metalu nieszlachetnym jest zbyt wysoka, a segregacja również doprowadzi do pęknięć.
Po drugie, charakter końcowego pęknięcia
Pęknięcia końcowe ze względu na swój charakter należą do pęknięć termicznych, a pęknięcia termiczne można podzielić na pęknięcia krystalizacyjne i pęknięcia fazy substałej ze względu na stopień ich powstania.Chociaż część, w której powstaje pęknięcie zacisku, to czasami zacisk, czasami znajduje się w odległości do 150 mm od obszaru wokół zacisku, czasami jest to pęknięcie powierzchniowe, a czasami jest to pęknięcie wewnętrzne, a większość przypadków to pęknięcia wewnętrzne, które występują w pobliżu terminala.
Można zauważyć, że charakter pęknięcia końcówki zasadniczo należy do pęknięcia w fazie substałej, to znaczy, gdy końcówka spawu jest nadal w stanie ciekłym, chociaż stopione jeziorko w pobliżu końcówki zakrzepło, nadal ma temperaturę wysoka temperatura nieco poniżej linii solidusu Stan zerowej wytrzymałości, pęknięcia powstają pod działaniem złożonych naprężeń spawalniczych (głównie naprężeń rozciągających) na końcówce,
Warstwa powierzchniowa spoiny w pobliżu powierzchni łatwo odprowadza ciepło, temperatura jest stosunkowo niska, ma już pewną wytrzymałość i doskonałą plastyczność, więc pęknięcia końcowe często występują wewnątrz spoiny i nie można ich znaleźć gołym okiem.
Trzeci.Środki zapobiegające pęknięciom zacisków
Z powyższej analizy przyczyn pęknięć końcowych można zauważyć, że najważniejszymi środkami mającymi na celu przezwyciężenie pęknięć końcowych szwów wzdłużnych spawania łukiem krytym są:
1. Odpowiednio zwiększ rozmiar płytki zajarzenia łuku
Ludzie często nie są wystarczająco zaznajomieni ze znaczeniem płytki zajarzającej łuk, myśląc, że funkcją płytki zajarzającej jest jedynie wyprowadzenie krateru łukowego ze spawu, gdy łuk jest zamknięty.Aby oszczędzić stal, niektóre zajarzacze łuku są bardzo małe i stają się prawdziwymi „zajarzaczami łuku”.Te praktyki są bardzo złe.Płyta zajarzenia łuku spełnia cztery funkcje:
(1) Poprowadź pękniętą część spoiny, gdy łuk jest zajarzony, a krater łuku, gdy łuk jest zatrzymywany, na zewnątrz elementu spawanego.
(2) Wzmocnij stopień utwierdzenia w końcowej części szwu podłużnego i wytrzymaj duże naprężenie rozciągające generowane w części końcowej.
(3) Popraw pole temperatury części końcowej, co sprzyja przewodzeniu ciepła i nie powoduje zbyt wysokiej temperatury części końcowej.
(4) Popraw rozkład pola magnetycznego w części końcowej i zmniejsz stopień odchylenia magnetycznego.
Aby osiągnąć powyższe cztery cele, płyta uderzeniowa łuku musi mieć wystarczający rozmiar, grubość powinna być taka sama jak spawu, a rozmiar powinien zależeć od rozmiaru spawu i grubości blachy stalowej.W przypadku ogólnych zbiorników ciśnieniowych zaleca się, aby długość i szerokość nie były mniejsze niż 140 mm.
2. Zwróć uwagę na montaż i sczepianie płytki zajarzenia łuku
Spoina sczepna między płytą zajarzenia łuku a cylindrem musi mieć wystarczającą długość i grubość.Ogólnie rzecz biorąc, długość i grubość spoiny sczepnej nie powinna być mniejsza niż 80% szerokości i grubości płyty zajarzającej łuk i wymagane jest ciągłe spawanie.Nie można go po prostu spawać „punktowo”.Po obu stronach szwu wzdłużnego należy zapewnić wystarczającą grubość spoiny dla średnich i grubych blach, aw razie potrzeby należy otworzyć określony rowek.
3. Zwróć uwagę na spawanie pozycjonujące końcowej części butli
Podczas sczepiania po zaokrągleniu cylindra, w celu dalszego zwiększenia stopnia utwierdzenia na końcu spoiny podłużnej, długość spoiny sczepnej na końcu spoiny podłużnej nie powinna być mniejsza niż 100 mm, a wystarczająca grubość spoiny i nie powinno być pęknięć, wady takie jak brak wtopienia.
4. Ściśle kontroluj dopływ ciepła spawania
Podczas procesu spawania zbiorników ciśnieniowych należy ściśle kontrolować wprowadzane ciepło spawania.Ma to nie tylko zapewnić właściwości mechaniczne złączy spawanych, ale również odgrywa bardzo ważną rolę w zapobieganiu pęknięciom.Wielkość prądu spawania łukiem krytym ma duży wpływ na czułość pęknięcia końcówki, ponieważ wielkość prądu spawania jest bezpośrednio związana z polem temperatury i wprowadzanym ciepłem spawania.
5. Ściśle kontroluj kształt stopionego jeziorka i współczynnik kształtu spoiny
Kształt i współczynnik kształtu jeziorka spawalniczego podczas spawania łukiem krytym są ściśle związane z podatnością na pęknięcia spawalnicze.Dlatego rozmiar, kształt i współczynnik kształtu jeziorka spawalniczego powinny być ściśle kontrolowane.
cztery.Wniosek
Bardzo często dochodzi do pęknięć wzdłużnych szwów końcowych, gdy do spawania wzdłużnego szwu cylindra stosuje się spawanie łukiem krytym, i przez wiele lat nie było to dobrze rozwiązane.Dzięki testom i analizom główną przyczyną pęknięć na końcu szwu wzdłużnego spawania łukiem krytym jest wynik wspólnego działania dużego naprężenia rozciągającego i specjalnego pola temperatury w tej części.
Praktyka dowiodła, że takie środki, jak odpowiednie zwiększenie rozmiaru płytki zajarzenia łuku, wzmocnienie kontroli jakości sczepiania, ścisła kontrola doprowadzonego ciepła spawania i kształtu spoiny mogą skutecznie zapobiegać powstawaniu pęknięć na końcu zanurzonego spawanie łukowe.
Czas postu: 01-03-2023
