Rozwarstwienie blachy stalowej i kruche pękanie na zimno po cięciu ogniowym i spawaniu blachy stalowej zwykle mają ten sam objaw, przy czym oba są pęknięciami w środku płyty. Z punktu widzenia użytkowania rozwarstwioną blachę stalową należy usunąć. Całe rozwarstwienie należy usunąć w całości, a rozwarstwienie miejscowe można usunąć miejscowo. Zimne, kruche pęknięcie blachy stalowej objawia się pękaniem w środku, które niektórzy nazywają również „pękaniem”. Dla wygody analizy właściwsze jest zdefiniowanie go jako „pękanie kruche na zimno”. Wadę tę można usunąć za pomocą środków zaradczych i odpowiedniej technologii spawania bez złomowania.

1. Rozwarstwienie blachy stalowej
Delaminacja to lokalna szczelina w przekroju blachy stalowej (kęsa), która powoduje, że przekrój blachy stalowej tworzy warstwę lokalną. Jest to śmiertelna wada stali. Nie wolno rozwarstwiać blachy stalowej, patrz rysunek 1. Rozwarstwianie nazywane jest także międzywarstwą i rozwarstwianiem, które jest wewnętrzną wadą stali. Pęcherzyki we wlewku (kęsie), duże wtrącenia niemetaliczne, resztkowe wgłębienia skurczowe, które nie zostały całkowicie usunięte lub pofałdowane, a także silna segregacja mogą powodować rozwarstwienie stali, a nieuzasadnione procedury walcowania mogą pogorszyć rozwarstwienie.

2. Rodzaje stratyfikacji blachy stalowej
W zależności od przyczyny rozwarstwienie objawia się w różnych lokalizacjach i formach. Niektóre są ukryte wewnątrz stali, a powierzchnia wewnętrzna jest równoległa lub zasadniczo równoległa do powierzchni stali; niektóre rozciągają się na powierzchnię stali i tworzą na powierzchni stali defekty przypominające rowki. Ogólnie rzecz biorąc, istnieją dwie formy:
Pierwsza to otwarta stratyfikacja. Tę wadę stratyfikacji można wykryć makroskopowo w przypadku pęknięcia stali i ogólnie można ją ponownie sprawdzić w stalowniach i zakładach produkcyjnych.
Drugie to stratyfikacja zamknięta. Tej wady rozwarstwienia nie widać w pękaniu stali i trudno ją znaleźć w zakładzie produkcyjnym bez 100% ultradźwiękowej detekcji wad każdej blachy stalowej. Jest to zamknięta warstwa znajdująca się wewnątrz stalowej płyty. Ten defekt stratyfikacji jest transportowany z huty do zakładu produkcyjnego i ostatecznie przetwarzany na produkt przeznaczony do wysyłki.
Istnienie defektów rozwarstwienia zmniejsza efektywną grubość blachy stalowej w obszarze rozwarstwienia, aby wytrzymać obciążenie i zmniejsza nośność w tym samym kierunku, w którym następuje rozwarstwienie. Kształt krawędzi ubytku rozwarstwienia jest ostry, co jest bardzo wrażliwe na naprężenia i powoduje poważną koncentrację naprężeń. Jeśli podczas pracy nastąpi powtarzające się ładowanie, rozładowywanie, ogrzewanie i chłodzenie, w obszarze koncentracji naprężeń powstaną duże naprężenia przemienne, co spowoduje zmęczenie naprężeniowe.

3. Metoda oceny pęknięć zimnych
3.1 Metoda równoważnika węgla – ocena tendencji stali do pękania na zimno
Ponieważ tendencja do hartowania i pękania na zimno w strefie wpływu ciepła spawania jest powiązana ze składem chemicznym stali, skład chemiczny służy pośrednio do oceny wrażliwości pęknięć na zimno stali. Zawartość pierwiastków stopowych w stali przelicza się na równoważną zawartość węgla zgodnie z jej funkcją, co wykorzystuje się jako wskaźnik parametru do zgrubnej oceny tendencji stali do pękania na zimno, a mianowicie metodę równoważnika węgla. Międzynarodowy Instytut Spawalnictwa (IIW) zaleca dla metody równoważnika węgla stali niskostopowej wzór: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. Ze wzoru wynika, że ​​im większa jest wartość równoważnika węgla, tym większa jest tendencja do hartowania spawanej stali i tym łatwiej jest wytworzyć zimne pęknięcia w strefie wpływu ciepła. Dlatego też do oceny spawalności stali można zastosować równoważnik węgla, a na podstawie spawalności można zaproponować najlepsze warunki procesu zapobiegające pęknięciom spawalniczym. W przypadku stosowania wzoru zalecanego przez Międzynarodowy Instytut, jeśli Ceq(IIW) < 0,4%, tendencja do utwardzania nie jest duża, spawalność jest dobra i wstępne podgrzewanie nie jest wymagane przed spawaniem; jeśli Ceq (IIW)＝0,4% ~0,6%, zwłaszcza gdy jest większy niż 0,5%, stal jest łatwa do hartowania. Oznacza to, że spawalność uległa pogorszeniu i podczas spawania wymagane jest wstępne podgrzewanie, aby zapobiec pęknięciom spawalniczym. Temperaturę podgrzewania należy odpowiednio zwiększać wraz ze wzrostem grubości blachy.
3.2 Wskaźnik wrażliwości na zimne pęknięcia spawalnicze
Oprócz składu chemicznego, do przyczyn pęknięć zimnych podczas spawania stali niskostopowych o wysokiej wytrzymałości zalicza się zawartość dyfuzyjnego wodoru w osadzanym metalu, naprężenia ściskające złącza itp. Ito i in. of Japan przeprowadziło dużą liczbę testów na ponad 200 rodzajach stali, stosując test badawczy żelaza z nachylonym rowkiem w kształcie litery Y i zaproponował wzory, takie jak wskaźnik wrażliwości na pękanie na zimno ustalony na podstawie składu chemicznego, dyfundującego wodoru i ograniczeń (lub grubości blachy). i wykorzystał wskaźnik wrażliwości na zimne pęknięcia, aby określić temperaturę wstępnego podgrzewania wymaganą przed spawaniem, aby zapobiec pęknięciom zimnym. Powszechnie uważa się, że następujący wzór można zastosować w przypadku niskostopowej stali o wysokiej wytrzymałości o zawartości węgla nie większej niż 0,16% i wytrzymałości na rozciąganie 400-900 MPa. Pcm=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60+Cr/20+Mo/15+V/10+5B (%);
Szt=Pcm+[H]/60+t/600 (%)
Do = 1440Pc-392 (℃)
Gdzie: [H]——Zawartość dyfuzyjnego wodoru w oporze metalicznym mierzona według japońskiej normy JIS 3113 (ml/100g); t —— Grubość blachy (mm); Do — — Minimalna temperatura wstępnego podgrzewania przed spawaniem (℃).
Obliczyć wskaźnik wrażliwości na pękanie zimne podczas spawania Pc blachy stalowej o tej grubości oraz minimalną temperaturę wstępnego nagrzewania To przed pękaniem. Gdy wynik obliczeń To≥50 ℃, blacha stalowa ma pewną wrażliwość na pękanie na zimno podczas spawania i wymaga wstępnego podgrzania.

4. Naprawa kruchych na zimno „pęknięć” dużych elementów
Po zakończeniu spawania blachy stalowej część blachy pęka, co nazywa się „rozwarstwianiem”. Morfologię pęknięcia można zobaczyć na rysunku 2 poniżej. Eksperci w dziedzinie spawalnictwa uważają, że właściwsze jest zdefiniowanie procesu naprawy jako „procesu naprawy przez spawanie pęknięć w kierunku Z blach stalowych”. Ponieważ element jest duży, usunięcie stalowej płyty i ponowne jej zespawanie wymaga dużo pracy. Cały komponent zostanie prawdopodobnie zdeformowany i cały komponent zostanie złomowany, co spowoduje ogromne straty.
4.1. Przyczyny i środki zapobiegawcze pęknięć w kierunku Z
Pęknięcia w kierunku Z spowodowane cięciem i spawaniem są pęknięciami zimnymi. Im większa twardość i grubość blachy stalowej, tym większe prawdopodobieństwo pęknięć w kierunku Z. Aby uniknąć jego wystąpienia, najlepiej jest rozgrzać je przed cięciem i spawaniem, a temperatura podgrzewania zależy od gatunku i grubości blachy stalowej. Podgrzewanie wstępne można przeprowadzić za pomocą pistoletów tnących i elektronicznych podkładek grzewczych gąsienicowych, a wymaganą temperaturę należy zmierzyć z tyłu punktu grzewczego. (Uwaga: Cała sekcja cięcia blachy stalowej powinna być równomiernie nagrzana, aby uniknąć lokalnego przegrzania w obszarze stykającym się ze źródłem ciepła). Podgrzewanie wstępne może zmniejszyć prawdopodobieństwo pęknięć w kierunku Z spowodowanych cięciem i spawaniem.
① Najpierw użyj szlifierki kątowej, aby zeszlifować pęknięcie, aż będzie niewidoczne, podgrzej obszar wokół spoiny naprawczej do około 100 ℃, a następnie użyj spawania CO2 (najlepiej drutem proszkowym). Po zespawaniu pierwszej warstwy należy natychmiast ostukać spoinę młotkiem stożkowym, następnie dospawać kolejne warstwy i po każdej warstwie ostukać spoinę młotkiem. Upewnij się, że temperatura międzywarstwy wynosi ≤200℃.
② Jeśli pęknięcie jest głębokie, podgrzej obszar wokół naprawianej spoiny do około 100℃, natychmiast użyj strugarki węglowej do oczyszczenia grani, a następnie użyj szlifierki kątowej do szlifowania, aż do ujawnienia metalicznego połysku (jeśli temperatura temperatura spoiny naprawczej jest mniejsza niż 100 ℃, podgrzej ponownie), a następnie spawaj.
③ Po spawaniu użyj wełny krzemianowo-aluminiowej lub azbestu do izolacji spoiny przez ≥2 godziny.
④ Ze względów bezpieczeństwa wykonaj ultradźwiękową detekcję uszkodzeń na naprawionym obszarze.