Razlika i tretman raslojavanja čeličnih ploča i hladnog krhkog pucanja nakon zavarivanja (rezanje vatrom)

Raslojavanje čelične ploče i hladno krhko pucanje nakon rezanja i zavarivanja čelične ploče općenito imaju istu manifestaciju, a obje su pukotine u sredini ploče. Iz perspektive uporabe, slojevita čelična ploča mora se ukloniti. Cijelu delaminaciju treba ukloniti u cjelini, a lokalna delaminacija se može ukloniti lokalno. Hladna krhka pukotina čelične ploče manifestira se kao pukotina u sredini, koju neki nazivaju i "pucanje". Radi praktičnosti analize, prikladnije je definirati ga kao "hladno krto pucanje". Ovaj se nedostatak može riješiti mjerama popravljanja i odgovarajućom tehnologijom zavarivanja bez odlaganja.

1. Raslojavanje čelične ploče
Delaminacija je lokalni razmak u poprečnom presjeku čelične ploče (gredice), zbog čega poprečni presjek čelične ploče čini lokalni sloj. To je fatalna greška u čeliku. Čelična ploča ne smije biti raslojena, vidi sliku 1. Delaminacija se također naziva međusloj i delaminacija, što je unutarnji nedostatak čelika. Mjehurići u ingotu (gredci), veliki nemetalni uključci, zaostale šupljine skupljanja koje nisu potpuno uklonjene ili presavijene, te jaka segregacija mogu uzrokovati raslojavanje čelika, a nerazumni postupci redukcije valjanjem mogu pogoršati raslojavanje.

2. Vrste slojevitosti čeličnih ploča
Ovisno o uzroku, raslojavanje se manifestira na različitim mjestima iu različitim oblicima. Neki su skriveni unutar čelika, a unutarnja površina je paralelna ili uglavnom paralelna s površinom čelika; neki se protežu do površine čelika i tvore površinske defekte nalik utorima na površini čelika. Općenito, postoje dva oblika:
Prva je otvorena stratifikacija. Ovaj defekt slojevitosti može se pronaći makroskopski na prijelomu čelika i općenito se može ponovno pregledati u čeličanama i proizvodnim pogonima.
Drugi je zatvorena stratifikacija. Ovaj defekt slojevitosti ne može se vidjeti na lomu čelika, a teško ga je pronaći u proizvodnom pogonu bez 100% ultrazvučnog otkrivanja grešaka svake čelične ploče. To je zatvorena stratifikacija unutar čelične ploče. Ova stratifikacijska greška se prenosi iz talionice u proizvodni pogon i konačno prerađuje u proizvod za otpremu.
Postojanje defekata delaminacije smanjuje efektivnu debljinu čelične ploče u području delaminacije da podnese opterećenje i smanjuje nosivost u istom smjeru kao i delaminacija. Rubni oblik defekta delaminacije je oštar, što je vrlo osjetljivo na stres i uzrokovat će ozbiljnu koncentraciju stresa. Ako se tijekom rada ponavlja opterećenje, rasterećenje, grijanje i hlađenje, u području koncentracije naprezanja stvorit će se veliko izmjenično naprezanje, što će rezultirati zamorom od naprezanja.

3. Metoda ocjenjivanja hladnih pukotina
3.1 Metoda ekvivalenta ugljika - procjena sklonosti čelika hladnom pucanju
Budući da je sklonost kaljenju i hladnim pukotinama u zoni utjecaja topline zavarivanja povezana s kemijskim sastavom čelika, kemijski sastav se koristi za neizravnu procjenu osjetljivosti hladnih pukotina u čeliku. Sadržaj legiranih elemenata u čeliku pretvara se u ekvivalentni sadržaj ugljika prema njegovoj funkciji, koji se koristi kao pokazatelj parametra za grubu procjenu sklonosti čelika hladnom pucanju, odnosno metodom ekvivalenta ugljika. Za metodu ekvivalenta ugljika za niskolegirani čelik, Međunarodni institut za zavarivanje (IIW) preporučuje formulu: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. Prema formuli, što je veća vrijednost ekvivalenta ugljika, to je veća tendencija otvrdnjavanja zavarenog čelika i lakše je proizvesti hladne pukotine u zoni utjecaja topline. Stoga se ekvivalent ugljika može koristiti za procjenu zavarljivosti čelika, a prema zavarljivosti mogu se predložiti najbolji procesni uvjeti za sprječavanje pukotina nastale zavarivanjem. Pri korištenju formule koju preporučuje Međunarodni institut, ako je Ceq(IIW) <0,4%, tendencija otvrdnjavanja nije velika, zavarljivost je dobra i predgrijavanje nije potrebno prije zavarivanja; ako je Ceq (IIW)=0,4%~0,6%, posebno kada je veći od 0,5%, čelik je lako očvrsnuti. To znači da se zavarljivost pogoršala, te je potrebno predgrijavanje tijekom zavarivanja kako bi se spriječile pukotine nastale zavarivanjem. Temperaturu predgrijanja treba povećati u skladu s povećanjem debljine ploče.
3.2 Indeks osjetljivosti na hladne pukotine pri zavarivanju
Osim kemijskog sastava, uzroci hladnih pukotina kod zavarivanja niskolegiranih čelika visoke čvrstoće uključuju sadržaj difuzibilnog vodika u nataloženom metalu, stezno naprezanje spoja itd. Ito et al. iz Japana proveo je veliki broj testova na više od 200 vrsta čelika pomoću istraživanja željeza s kosim utorom u obliku slova Y i predložio formule kao što je indeks osjetljivosti na hladne pukotine utvrđen kemijskim sastavom, difuzijskim vodikom i ograničenjem (ili debljinom ploče) , te je upotrijebio indeks osjetljivosti na hladne pukotine za određivanje temperature predgrijavanja potrebne prije zavarivanja kako bi se spriječile hladne pukotine. Općenito se vjeruje da se sljedeća formula može koristiti za niskolegirani čelik visoke čvrstoće s udjelom ugljika od najviše 0,16% i vlačnom čvrstoćom od 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 (%)
To=1440Pc-392 (℃)
Gdje je: [H]——sadržaj difuzibilnog vodika u taloženom metalu izmjeren japanskim standardom JIS 3113 (ml/100g); t——Debljina ploče (mm); Do——Minimalna temperatura predgrijavanja prije zavarivanja (℃).
Izračunajte indeks osjetljivosti zavarivanja na hladne pukotine Pc čelične ploče te debljine i minimalnu temperaturu predgrijavanja To prije pucanja. Kada je rezultat izračuna na ≥50 ℃, čelična ploča ima određenu osjetljivost na pukotine pri hladnom zavarivanju i treba je prethodno zagrijati.

4. Popravak hladnog krhkog "pukotina" velikih komponenti
Nakon završetka zavarivanja čeličnog lima dolazi do pucanja dijela čeličnog lima, što se naziva “odslojavanje”. Pogledajte sliku 2 u nastavku za morfologiju pukotine. Stručnjaci za zavarivanje vjeruju da je prikladnije definirati proces popravka kao "postupak popravka zavarivanjem pukotina u smjeru Z u čeličnim pločama". Budući da je komponenta velika, potrebno je puno posla ukloniti čeličnu ploču, a zatim je ponovno zavariti. Vjerojatno će se cijela komponenta deformirati i cijela komponenta otići u otpad, što će uzrokovati velike gubitke.
4.1. Uzroci i mjere prevencije pukotina Z-smjera
Pukotine u smjeru Z nastale rezanjem i zavarivanjem su hladne pukotine. Što je veća tvrdoća i debljina čelične ploče, to je veća vjerojatnost nastanka pukotina u smjeru Z. Kako bi se izbjegla njegova pojava, najbolji način je predgrijavanje prije rezanja i zavarivanja, a temperatura predgrijavanja ovisi o kvaliteti i debljini čeličnog lima. Predgrijavanje se može izvesti rezanjem pištolja i elektroničkih gusjeničkih grijaćih jastučića, a potrebnu temperaturu treba izmjeriti na poleđini točke grijanja. (Napomena: cijeli dio za rezanje čelične ploče treba ravnomjerno zagrijati kako bi se izbjeglo lokalno pregrijavanje u području koje je u kontaktu s izvorom topline.) Prethodno zagrijavanje može smanjiti vjerojatnost pukotina u smjeru Z uzrokovanih rezanjem i zavarivanjem.
① Prvo upotrijebite kutnu brusilicu za brušenje pukotine dok ne postane nevidljiva, prethodno zagrijte područje oko popravnog zavara na oko 100 ℃, a zatim upotrijebite zavarivanje CO2 (najbolja je punjena žica). Nakon zavarivanja prvog sloja, odmah lupkajte zavar konusnim čekićem, zatim zavarite sljedeće slojeve, a nakon svakog sloja zavarite čekićem. Osigurajte da je temperatura međusloja ≤200 ℃.
② Ako je pukotina duboka, prethodno zagrijte područje oko zavara za popravak na oko 100 ℃, odmah upotrijebite zračnu blanju s ugljenim lukom za čišćenje korijena, a zatim upotrijebite kutnu brusilicu za brušenje dok metalni sjaj ne bude izložen (ako temperatura od popravljeni zavar je manji od 100 ℃, ponovno zagrijte) i zatim zavarite.
③ Nakon zavarivanja koristite aluminijsko silikatnu vunu ili azbest za izolaciju zavara ≥2 sata.
④ Iz sigurnosnih razloga izvršite ultrazvučnu detekciju kvarova na popravljenom području.


Vrijeme objave: 13. lipnja 2024