Die Delaminierung von Stahlplatten und die Kaltrissbildung nach dem Feuerschneiden und Schweißen von Stahlplatten weisen im Allgemeinen die gleichen Erscheinungsformen auf, wobei es sich bei beiden um Risse in der Mitte der Platte handelt. Aus gebrauchstechnischer Sicht muss die delaminierte Stahlplatte entfernt werden. Die gesamte Delaminierung sollte als Ganzes entfernt werden, und die lokale Delaminierung kann lokal entfernt werden. Der kalte Sprödriss der Stahlplatte äußert sich in einem Riss in der Mitte, den manche auch „Riss“ nennen. Zur Vereinfachung der Analyse ist es angemessener, es als „kalte Sprödrissbildung“ zu definieren. Mit Abhilfemaßnahmen und geeigneter Schweißtechnik kann dieser Mangel ohne Verschrottung behoben werden.

1. Delaminierung der Stahlplatte
Unter Delamination versteht man eine lokale Lücke im Querschnitt der Stahlplatte (Billet), die dazu führt, dass der Querschnitt der Stahlplatte eine lokale Schicht bildet. Es handelt sich um einen fatalen Defekt im Stahl. Die Stahlplatte darf nicht delaminiert sein, siehe Abbildung 1. Delaminierung wird auch als Zwischenschicht- und Delaminierung bezeichnet und ist ein innerer Fehler von Stahl. Blasen im Barren (Knüppel), große nichtmetallische Einschlüsse, verbleibende Schrumpfhohlräume, die nicht vollständig entfernt werden oder sich falten, und starke Entmischung können zur Schichtung des Stahls führen, und unangemessene Walzreduktionsverfahren können die Schichtung verschlimmern.

2. Arten der Stahlplattenschichtung
Je nach Ursache äußert sich die Schichtung an unterschiedlichen Orten und Formen. Einige sind im Stahl verborgen und die Innenfläche ist parallel oder im Wesentlichen parallel zur Stahloberfläche. einige erstrecken sich bis zur Stahloberfläche und bilden rillenartige Oberflächenfehler auf der Stahloberfläche. Im Allgemeinen gibt es zwei Formen:
Die erste ist die offene Schichtung. Dieser Schichtungsfehler kann makroskopisch am Bruch des Stahls festgestellt werden und kann in der Regel in Stahlwerken und Produktionsanlagen erneut untersucht werden.
Die zweite ist die geschlossene Schichtung. Dieser Schichtungsfehler ist im Bruch des Stahls nicht zu erkennen und ohne eine 100-prozentige Ultraschall-Fehlererkennung jeder Stahlplatte ist es schwierig, ihn in der Produktionsanlage zu finden. Es handelt sich um eine geschlossene Schichtung innerhalb der Stahlplatte. Dieser Schichtungsfehler wird von der Schmelze zur Produktionsanlage gebracht und schließlich zu einem Produkt für den Versand verarbeitet.
Das Vorhandensein von Delaminationsfehlern verringert die wirksame Dicke der Stahlplatte im Delaminationsbereich, um die Last zu tragen, und verringert die Tragfähigkeit in der gleichen Richtung wie die Delamination. Die Kantenform des Delaminierungsfehlers ist scharf, was sehr spannungsempfindlich ist und zu einer starken Spannungskonzentration führt. Bei wiederholtem Be- und Entladen, Erhitzen und Abkühlen während des Betriebs entsteht im Spannungskonzentrationsbereich eine große Wechselspannung, die zu Spannungsermüdung führt.

3. Bewertungsmethode für Kaltrisse
3.1 Kohlenstoffäquivalentmethode – Bewertung der Kaltrissneigung von Stahl
Da die Härtungs- und Kaltrissneigung der Schweißwärmeeinflusszone mit der chemischen Zusammensetzung des Stahls zusammenhängt, wird die chemische Zusammensetzung zur indirekten Bewertung der Empfindlichkeit von Kaltrissen im Stahl herangezogen. Der Gehalt an Legierungselementen im Stahl wird entsprechend seiner Funktion in den äquivalenten Kohlenstoffgehalt umgerechnet, der als Parameterindikator für die grobe Bewertung der Kaltrissneigung von Stahl verwendet wird, nämlich die Kohlenstoffäquivalentmethode. Für die Kohlenstoffäquivalentmethode von niedriglegiertem Stahl empfiehlt das International Institute of Welding (IIW) die Formel: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. Nach der Formel gilt: Je größer der Kohlenstoffäquivalentwert, desto größer ist die Verhärtungsneigung des geschweißten Stahls und desto leichter können Kaltrisse in der Wärmeeinflusszone entstehen. Daher kann das Kohlenstoffäquivalent zur Bewertung der Schweißbarkeit von Stahl verwendet werden, und entsprechend der Schweißbarkeit können die besten Prozessbedingungen zur Vermeidung von Schweißrissen vorgeschlagen werden. Bei Verwendung der vom International Institute empfohlenen Formel ist bei Ceq(IIW)<0,4 % die Härtungsneigung nicht groß, die Schweißbarkeit gut und ein Vorwärmen vor dem Schweißen ist nicht erforderlich; Wenn Ceq (IIW)＝0,4%～0,6%, insbesondere wenn er größer als 0,5% ist, ist der Stahl leicht zu härten. Dies bedeutet, dass sich die Schweißbarkeit verschlechtert hat und während des Schweißens ein Vorwärmen erforderlich ist, um Schweißrisse zu vermeiden. Mit zunehmender Blechdicke sollte die Vorwärmtemperatur entsprechend erhöht werden.
3.2 Empfindlichkeitsindex für Kaltrisse beim Schweißen
Zu den Ursachen für Kaltrisse beim Schweißen niedriglegierter hochfester Stähle gehören neben der chemischen Zusammensetzung auch der Gehalt an diffundierbarem Wasserstoff im abgeschiedenen Metall, die Zwangsspannung der Verbindung usw. Ito et al. of Japan führte eine große Anzahl von Tests an mehr als 200 Stahltypen unter Verwendung des Forschungstests für Eisen mit geneigter Y-förmiger Nut durch und schlug Formeln wie den Kaltrissempfindlichkeitsindex vor, der durch chemische Zusammensetzung, diffundierbaren Wasserstoff und Zwang (oder Plattendicke) ermittelt wird. , und verwendeten den Kaltriss-Empfindlichkeitsindex, um die Vorwärmtemperatur zu bestimmen, die vor dem Schweißen erforderlich ist, um Kaltrisse zu verhindern. Es wird allgemein angenommen, dass die folgende Formel für niedriglegierten hochfesten Stahl mit einem Kohlenstoffgehalt von nicht mehr als 0,16 % und einer Zugfestigkeit von 400–900 MPa verwendet werden kann. Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B (%);
Pc=Pcm+[H]/60+t/600 (%)
To=1440Pc-392 (℃)
Wobei: [H] – diffundierbarer Wasserstoffgehalt des abgeschiedenen Metalls, gemessen nach japanischem JIS 3113-Standard (ml/100 g); t – Plattendicke (mm); Bis: Mindestvorwärmtemperatur vor dem Schweißen (℃).
Berechnen Sie den Schweiß-Kaltrissempfindlichkeitsindex Pc der Stahlplatte dieser Dicke und die minimale Vorwärmtemperatur To vor der Rissbildung. Wenn das Berechnungsergebnis ≥50℃ beträgt, weist die Stahlplatte eine gewisse Empfindlichkeit gegenüber Kaltrissen beim Schweißen auf und muss vorgewärmt werden.

4. Reparatur von Kaltsprödigkeitsrissen an großen Bauteilen
Nachdem das Schweißen der Stahlplatte abgeschlossen ist, reißt ein Teil der Stahlplatte, was als „Delamination“ bezeichnet wird. Siehe Abbildung 2 unten für die Morphologie des Risses. Schweißexperten sind der Ansicht, dass es angemessener ist, den Reparaturprozess als „den Schweißreparaturprozess von Rissen in Z-Richtung in Stahlplatten“ zu definieren. Da das Bauteil groß ist, ist es aufwändig, die Stahlplatte zu entfernen und anschließend erneut zu verschweißen. Die gesamte Komponente wird wahrscheinlich verformt und die gesamte Komponente wird verschrottet, was zu großen Verlusten führt.
4.1. Ursachen und Vorbeugungsmaßnahmen für Risse in Z-Richtung
Risse in Z-Richtung, die durch Schneiden und Schweißen entstehen, sind Kaltrisse. Je größer die Härte und Dicke der Stahlplatte ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit von Rissen in Z-Richtung. Um dies zu vermeiden, ist es am besten, vor dem Schneiden und Schweißen vorzuwärmen. Die Vorwärmtemperatur hängt von der Qualität und Dicke der Stahlplatte ab. Das Vorwärmen kann mit Schneidpistolen und elektronischen Raupenheizkissen erfolgen, die erforderliche Temperatur sollte auf der Rückseite des Heizpunkts gemessen werden. (Hinweis: Der gesamte Schneidabschnitt der Stahlplatte sollte gleichmäßig erhitzt werden, um eine lokale Überhitzung im Kontaktbereich mit der Wärmequelle zu vermeiden.) Durch Vorwärmen kann die Wahrscheinlichkeit von Rissen in Z-Richtung durch Schneiden und Schweißen verringert werden.
① Schleifen Sie den Riss zunächst mit einem Winkelschleifer ab, bis er nicht mehr sichtbar ist, erwärmen Sie den Bereich um die Reparaturschweißstelle auf etwa 100 °C und verwenden Sie dann das CO2-Schweißen (am besten Fülldraht). Nachdem Sie die erste Schicht geschweißt haben, klopfen Sie sofort mit einem Kegelhammer auf die Schweißnaht, schweißen Sie dann die folgenden Schichten und klopfen Sie nach jeder Schicht mit einem Hammer auf die Schweißnaht. Stellen Sie sicher, dass die Zwischenschichttemperatur ≤200℃ beträgt.
② Wenn der Riss tief ist, erhitzen Sie den Bereich um die Reparaturschweißung auf etwa 100 °C vor, reinigen Sie die Wurzel sofort mit einem Kohlelichtbogen-Lufthobel und schleifen Sie dann mit einem Winkelschleifer, bis der metallische Glanz sichtbar wird (wenn die Temperatur von ... (die Reparaturschweißnaht hat weniger als 100℃, erneut vorwärmen) und dann schweißen.
③ Nach dem Schweißen verwenden Sie Aluminiumsilikatwolle oder Asbest, um die Schweißnaht ≥2 Stunden lang zu isolieren.
④ Führen Sie aus Sicherheitsgründen eine Ultraschall-Fehlererkennung an der reparierten Stelle durch.