La diferencia y el tratamiento de la delaminación de la placa de acero y el agrietamiento frágil en frío después de la soldadura (corte por fuego)

La deslaminación de la placa de acero y el agrietamiento frágil en frío después del corte y soldadura de la placa de acero generalmente tienen la misma manifestación, las cuales son grietas en el medio de la placa. Desde la perspectiva del uso, se debe retirar la placa de acero delaminada. Toda la delaminación debe eliminarse en su totalidad y la delaminación local puede eliminarse localmente. El agrietamiento frágil en frío de la placa de acero se manifiesta como un agrietamiento en el centro, que algunas personas también llaman "cracking". Para facilitar el análisis, es más apropiado definirlo como “craqueo frágil en frío”. Este defecto se puede tratar con medidas correctivas y una tecnología de soldadura adecuada sin necesidad de desecharlo.

1. Delaminación de placas de acero
La delaminación es un espacio local en la sección transversal de la placa de acero (tocho), que hace que la sección transversal de la placa de acero forme una capa local. Es un defecto fatal en el acero. La placa de acero no debe estar delaminada, consulte la Figura 1. La delaminación también se llama capa intermedia y delaminación, que es un defecto interno del acero. Las burbujas en el lingote (palanquilla), las grandes inclusiones no metálicas, las cavidades de contracción residuales que no se eliminan o se pliegan por completo y la segregación severa pueden causar la estratificación del acero, y los procedimientos irrazonables de reducción por laminación pueden agravar la estratificación.

2. Tipos de estratificación de placas de acero.
Dependiendo de la causa, la estratificación se manifiesta en diferentes lugares y formas. Algunos están ocultos dentro del acero y la superficie interior es paralela o sustancialmente paralela a la superficie del acero; algunos se extienden hasta la superficie del acero y forman defectos superficiales en forma de ranuras en la superficie del acero. En general, existen dos formas:
La primera es la estratificación abierta. Este defecto de estratificación se puede encontrar macroscópicamente en la fractura del acero y generalmente se puede volver a inspeccionar en plantas siderúrgicas y de fabricación.
La segunda es la estratificación cerrada. Este defecto de estratificación no se puede ver en la fractura del acero y es difícil encontrarlo en la planta de fabricación sin una detección de defectos 100% ultrasónica en cada placa de acero. Es una estratificación cerrada dentro de la placa de acero. Este defecto de estratificación se lleva desde la fundición a la planta de fabricación y finalmente se procesa en un producto para su envío.
La existencia de defectos de delaminación reduce el espesor efectivo de la placa de acero en la zona de delaminación para soportar la carga y reduce la capacidad de carga en la misma dirección que la delaminación. La forma del borde del defecto de delaminación es afilada, lo que es muy sensible al estrés y provocará una concentración grave de estrés. Si hay carga, descarga, calentamiento y enfriamiento repetidos durante la operación, se formará una gran tensión alterna en el área de concentración de tensión, lo que provocará fatiga por tensión.

3. Método de evaluación de grietas en frío.
3.1 Método de carbono equivalente: evaluación de la tendencia al agrietamiento en frío del acero
Dado que la tendencia al endurecimiento y a las grietas en frío de la zona afectada por el calor de la soldadura está relacionada con la composición química del acero, la composición química se utiliza para evaluar indirectamente la sensibilidad de las grietas en frío en el acero. El contenido de elementos de aleación en el acero se convierte en contenido equivalente de carbono según su función, que se utiliza como indicador de parámetro para evaluar aproximadamente la tendencia al agrietamiento en frío del acero, es decir, el método del carbono equivalente. Para el método de carbono equivalente de acero de baja aleación, el Instituto Internacional de Soldadura (IIW) recomienda la fórmula: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. Según la fórmula, cuanto mayor sea el valor de carbono equivalente, mayor será la tendencia al endurecimiento del acero soldado y más fácil será producir grietas en frío en la zona afectada por el calor. Por lo tanto, el equivalente de carbono se puede utilizar para evaluar la soldabilidad del acero y se pueden proponer las mejores condiciones de proceso para prevenir grietas por soldadura de acuerdo con la soldabilidad. Cuando se utiliza la fórmula recomendada por el Instituto Internacional, si Ceq(IIW)<0,4%, la tendencia al endurecimiento no es grande, la soldabilidad es buena y no se requiere precalentamiento antes de soldar; Si Ceq (IIW) =0,4%~0,6%, especialmente cuando es superior al 0,5%, el acero es fácil de endurecer. Esto significa que la soldabilidad se ha deteriorado y es necesario precalentar durante la soldadura para evitar grietas en la soldadura. La temperatura de precalentamiento debe aumentarse en consecuencia a medida que aumenta el espesor de la placa.
3.2 Índice de sensibilidad al agrietamiento en frío de soldadura
Además de la composición química, las causas de las grietas en frío en la soldadura de aceros de baja aleación y alta resistencia incluyen el contenido de hidrógeno difusible en el metal depositado, la tensión de restricción de la unión, etc. Ito et al. de Japón realizó una gran cantidad de pruebas en más de 200 tipos de acero utilizando la prueba de investigación de hierro con ranura inclinada en forma de Y y propuso fórmulas como el índice de sensibilidad al agrietamiento en frío establecido por la composición química, el hidrógeno difusible y la restricción (o espesor de la placa). , y utilizó el índice de sensibilidad a las grietas en frío para determinar la temperatura de precalentamiento requerida antes de soldar para evitar grietas en frío. En general, se cree que la siguiente fórmula se puede utilizar para acero de alta resistencia de baja aleación con un contenido de carbono no superior al 0,16% y una resistencia a la tracción de 400-900 MPa. Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B (%);
Pc=Pcm+[H]/60+t/600 (%)
Hasta=1440Pc-392 (℃)
Donde: [H]——Contenido de hidrógeno difusible del metal depositado medido según el estándar japonés JIS 3113 (ml/100 g); t——Espesor de la placa (mm); A——Temperatura mínima de precalentamiento antes de soldar (℃).
Calcule el índice de sensibilidad al agrietamiento en frío de soldadura Pc de la placa de acero de este espesor y la temperatura mínima de precalentamiento To antes del agrietamiento. Cuando el resultado del cálculo es ≥50 ℃, la placa de acero tiene una cierta sensibilidad al agrietamiento en frío de soldadura y debe precalentarse.

4. Reparación de “grietas” frágiles en frío de componentes grandes
Una vez completada la soldadura de la placa de acero, una parte de la placa de acero se agrieta, lo que se denomina "delaminación". Consulte la Figura 2 a continuación para conocer la morfología de la grieta. Los expertos en soldadura creen que es más apropiado definir el proceso de reparación como "el proceso de reparación por soldadura de grietas en la dirección Z en placas de acero". Dado que el componente es grande, quitar la placa de acero y luego soldarla nuevamente requiere mucho trabajo. Es probable que todo el componente se deforme y se deseche, lo que provocará grandes pérdidas.
4.1. Causas y medidas de prevención de grietas en la dirección Z.
Las grietas en la dirección Z causadas por cortes y soldaduras son grietas en frío. Cuanto mayor sea la dureza y el espesor de la placa de acero, mayor será la probabilidad de que se produzcan grietas en la dirección Z. Para evitar que esto ocurra, la mejor manera es precalentar antes de cortar y soldar, y la temperatura de precalentamiento depende del grado y espesor de la placa de acero. El precalentamiento se puede realizar mediante pistolas de corte y almohadillas térmicas electrónicas sobre orugas, y la temperatura requerida debe medirse en la parte posterior del punto de calentamiento. (Nota: toda la sección de corte de la placa de acero debe calentarse de manera uniforme para evitar el sobrecalentamiento local en el área que entra en contacto con la fuente de calor). El precalentamiento puede reducir la probabilidad de grietas en la dirección Z causadas por el corte y la soldadura.
① Primero use una amoladora angular para pulir la grieta hasta que sea invisible, precaliente el área alrededor de la soldadura de reparación a aproximadamente 100 ℃ y luego use soldadura con CO2 (lo mejor es el alambre con núcleo fundente). Después de soldar la primera capa, golpee inmediatamente la soldadura con un martillo cónico, luego suelde las siguientes capas y golpee la soldadura con un martillo después de cada capa. Asegúrese de que la temperatura de la capa intermedia sea ≤200 ℃.
② Si la grieta es profunda, precaliente el área alrededor de la soldadura de reparación a aproximadamente 100 ℃, use inmediatamente una cepilladora de arco de carbón para limpiar la raíz y luego use una amoladora angular para esmerilar hasta que quede expuesto el brillo metálico (si la temperatura de la soldadura de reparación es inferior a 100 ℃, precaliente nuevamente) y luego suelde.
③ Después de soldar, use lana de silicato de aluminio o asbesto para aislar la soldadura durante ≥2 horas.
④ Por razones de seguridad, realice la detección de defectos por ultrasonidos en el área reparada.


Hora de publicación: 13 de junio de 2024