Skillnaden och behandlingen av delaminering av stålplåt och kallspröd sprickbildning efter svetsning (brandskärning)

Stålplåtsdelaminering och kallsprödsprickning efter stålplåtsbrandskärning och svetsning har i allmänhet samma manifestation, som båda är sprickor i mitten av plåten. Ur användningssynpunkt måste den delaminerade stålplåten tas bort. Hela delamineringen bör tas bort som en helhet, och den lokala delamineringen kan tas bort lokalt. Den kalla spröda sprickan i stålplåten visar sig som sprickbildning i mitten, som vissa människor också kallar "sprickning". För att underlätta analysen är det mer lämpligt att definiera det som "kall spröd sprickbildning". Denna defekt kan behandlas med avhjälpande åtgärder och lämplig svetsteknik utan skrotning.

1. Delaminering av stålplåt
Delaminering är ett lokalt gap i tvärsnittet av stålplåten (billet), vilket gör att tvärsnittet av stålplåten bildar ett lokalt lager. Det är en dödlig defekt i stål. Stålplåten får inte delamineras, se figur 1. Delaminering kallas även mellanskikt och delaminering, vilket är en inre defekt hos stål. Bubblor i götet (billet), stora icke-metalliska inneslutningar, kvarvarande krymphåligheter som inte är helt borttagna eller vikas, och allvarlig segregation kan alla orsaka skiktning av stål, och orimliga rullningsreduktionsprocedurer kan förvärra skiktningen.

2. Typer av skiktning av stålplåt
Beroende på orsaken manifesterar skiktningen sig på olika platser och former. Vissa är gömda inuti stålet, och den inre ytan är parallell eller väsentligen parallell med stålytan; vissa sträcker sig till stålytan och bildar spårliknande ytdefekter på stålytan. I allmänhet finns det två former:
Den första är öppen stratifiering. Denna skiktningsdefekt kan hittas makroskopiskt på stålets brott och kan i allmänhet återinspekteras i stålverk och tillverkningsanläggningar.
Den andra är sluten stratifiering. Denna skiktningsdefekt kan inte ses i stålets brott, och det är svårt att hitta det i tillverkningsanläggningen utan 100 % ultraljudsdetektering av varje stålplåt. Det är en sluten skiktning inuti stålplåten. Denna skiktningsdefekt förs från smältverket till tillverkningsanläggningen och bearbetas slutligen till en produkt för transport.
Förekomsten av delamineringsdefekter minskar den effektiva tjockleken av stålplåten i delamineringsområdet för att bära belastningen och minskar belastningskapaciteten i samma riktning som delamineringen. Kantformen på delamineringsdefekten är skarp, vilket är mycket känsligt för spänningar och kommer att orsaka allvarlig spänningskoncentration. Om det sker upprepad belastning, avlastning, uppvärmning och kylning under drift, kommer en stor växelspänning att bildas i spänningskoncentrationsområdet, vilket resulterar i spänningsutmattning.

3. Utvärderingsmetod för kallsprickor
3.1 Kolekvivalent metod - utvärdering av kallsprickningstendensen hos stål
Eftersom den svetsvärmepåverkade zonens härdnings- och kallsprickbenägenhet är relaterad till stålets kemiska sammansättning, används den kemiska sammansättningen för att indirekt utvärdera känsligheten hos kallsprickor i stålet. Innehållet av legerade grundämnen i stål omvandlas till motsvarande halt kol enligt dess funktion, vilket används som en parameterindikator för att grovt utvärdera stålets kallsprickningstendens, nämligen kolekvivalentmetoden. För kolekvivalentmetoden för låglegerat stål rekommenderar International Institute of Welding (IIW) formeln: Ceq(IIW)=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/ 15. Enligt formeln, ju högre kolekvivalentvärde, desto större härdningstendens har det svetsade stålet, och desto lättare är det att producera kalla sprickor i den värmepåverkade zonen. Därför kan kolekvivalenten användas för att utvärdera stålets svetsbarhet, och de bästa processförhållandena för att förhindra svetssprickor kan föreslås beroende på svetsbarheten. När man använder formeln som rekommenderas av International Institute, om Ceq(IIW)<0,4%, är härdningstendensen inte stor, svetsbarheten är god och förvärmning krävs inte före svetsning; om Ceq (IIW)=0,4%–0,6%, speciellt när det är större än 0,5%, är stålet lätt att härda. Detta innebär att svetsbarheten har försämrats, och förvärmning krävs vid svetsning för att förhindra svetssprickor. Förvärmningstemperaturen bör ökas i enlighet med detta när plåttjockleken ökar.
3.2 Kallsprickkänslighetsindex för svetsning
Förutom den kemiska sammansättningen inkluderar orsakerna till kallsprickor vid låglegerad höghållfast stålsvetsning innehållet av diffusibelt väte i den avsatta metallen, fogspänningen, etc. Ito et al. Japan genomförde ett stort antal tester på mer än 200 typer av stål med hjälp av det lutande Y-formade spåret järnforskningstestet och föreslagna formler som kallsprickningskänslighetsindex som fastställts av kemisk sammansättning, diffusionsbart väte och begränsning (eller plåttjocklek) , och använde kallsprickans känslighetsindex för att bestämma den förvärmningstemperatur som krävs före svetsning för att förhindra kallsprickor. Det antas allmänt att följande formel kan användas för låglegerat höghållfast stål med en kolhalt på högst 0,16% och en draghållfasthet på 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 (%)
Till=1440Pc-392 (℃)
Där: [H]——Diffusibelt väteinnehåll i avsatt metall mätt med japansk standard JIS 3113 (ml/100g); t——Plåttjocklek (mm); Till——Minsta förvärmningstemperatur före svetsning (℃).
Beräkna svetssens kallsprickningskänslighetsindex Pc för stålplåten av denna tjocklek och den lägsta förvärmningstemperaturen till före sprickbildning. När beräkningsresultatet är till≥50℃, har stålplåten en viss svetsningskall sprickkänslighet och måste förvärmas.

4. Reparation av kall spröd "sprickbildning" av stora komponenter
Efter att stålplåtssvetsningen är klar spricker en del av en stålplåt, vilket kallas "delaminering". Se figur 2 nedan för sprickans morfologi. Svetsexperter anser att det är mer lämpligt att definiera reparationsprocessen som "svetsreparationsprocessen av Z-riktningssprickor i stålplåtar". Eftersom komponenten är stor är det mycket jobb att ta bort stålplåten, och sedan svetsa den igen. Hela komponenten kommer sannolikt att deformeras, och hela komponenten kommer att skrotas, vilket kommer att orsaka stora förluster.
4.1. Orsaker och förebyggande åtgärder för sprickor i Z-riktningen
Z-riktningssprickor orsakade av skärning och svetsning är kallsprickor. Ju större hårdhet och tjocklek stålplåten har, desto högre är sannolikheten för Z-riktningssprickor. Hur man undviker att det inträffar, det bästa sättet är att förvärma före skärning och svetsning, och förvärmningstemperaturen beror på stålplåtens kvalitet och tjocklek. Förvärmning kan göras genom att skära av pistoler och elektroniska larvuppvärmningsdynor, och den erforderliga temperaturen bör mätas på baksidan av värmepunkten. (Obs: Hela stålplåtssektionen bör värmas upp jämnt för att undvika lokal överhettning i området som kommer i kontakt med värmekällan) Förvärmning kan minska sannolikheten för Z-riktningssprickor orsakade av skärning och svetsning.
① Använd först en vinkelslip för att slipa sprickan tills den är osynlig, förvärm området runt reparationssvetsningen till cirka 100 ℃ och använd sedan CO2-svetsning (tråd med flussmedel är bäst). Efter svetsning av det första lagret, knacka omedelbart på svetsen med en konhammare och svets sedan följande skikt och knacka på svetsen med en hammare efter varje lager. Se till att mellanskiktstemperaturen är ≤200 ℃.
② Om sprickan är djup, förvärm området runt reparationssvetsen till cirka 100 ℃, använd omedelbart en kolbågshyvel för att rengöra roten och använd sedan en vinkelslip för att slipa tills metallglansen exponeras (om temperaturen på reparationssvetsen är mindre än 100 ℃, förvärm igen) och svets sedan.
③ Efter svetsning, använd aluminiumsilikatull eller asbest för att isolera svetsen i ≥2 timmar.
④ Av säkerhetsskäl, utför ultraljudsdetektering av fel på det reparerade området.


Posttid: 2024-jun-13