La fabricarea recipientelor sub presiune, atunci când sudarea cu arc scufundat este utilizată pentru sudarea sudurii longitudinale a cilindrului, fisurile (denumite în continuare fisuri terminale) apar adesea la sau aproape de capătul sudurii longitudinale.
Mulți oameni au efectuat cercetări în acest sens și cred că principalul motiv pentru fisurile terminale este că atunci când arcul de sudură este aproape de terminalul sudurii longitudinale, sudura se extinde și se deformează în direcția axială și este însoțită de tensiune transversală în direcția verticală și axială.deformare deschisă;
Corpul cilindrului are, de asemenea, stres de întărire la rece și stres de asamblare în procesul de laminare, fabricare și asamblare;în timpul procesului de sudare, datorită reținerii sudurii de poziționare a terminalului și a plăcii de lovire a arcului, se generează o întindere mare la sfârșitul tensiunii de sudare;
Când arcul se deplasează la sudarea de poziționare a terminalului și placa de lovire a arcului, din cauza expansiunii termice și deformării acestei piese, tensiunea transversală de tracțiune a terminalului de sudură este relaxată, iar forța de legare este redusă, astfel încât metalul de sudură doar solidificat la terminalul de sudura Fisurile terminale sunt formate printr-o solicitare mare de tractiune.
Pe baza analizei motivelor de mai sus, se propun două contramăsuri:
Una este de a mări lățimea plăcii de lovire a arcului pentru a crește forța de legare a acesteia;
Al doilea este utilizarea plăcii de lovire cu arc elastic de reținere cu fante.
Cu toate acestea, după luarea în practică a contramăsurilor de mai sus, problema nu a fost rezolvată în mod eficient:
De exemplu, deși se folosește placa elastică de lovire a arcului de reținere, se vor produce în continuare fisuri terminale ale sudurii longitudinale, iar fisurile terminalelor apar adesea la sudarea cilindrului cu grosime mică, rigiditate scăzută și asamblare forțată;
Cu toate acestea, atunci când există o placă de testare a produsului în partea extinsă a sudurii longitudinale a cilindrului, deși sudarea și alte condiții sunt aceleași ca atunci când nu există o placă de testare a produsului, există puține fisuri terminale în cusătura longitudinală.
După teste și analize repetate, se constată că apariția fisurilor la capătul cusăturii longitudinale nu este legată doar de solicitarea de tracțiune mare inevitabilă la capătul sudării, ci și de câteva alte motive extrem de importante.
Primul.Analiza cauzelor fisurilor terminale
1. Modificări ale câmpului de temperatură la sudura terminală
În timpul sudării cu arc, când sursa de căldură de sudare este aproape de capătul sudurii longitudinale, câmpul normal de temperatură de la capătul sudurii se va modifica și cu cât este mai aproape de capăt, cu atât este mai mare modificarea.
Deoarece dimensiunea plăcii de lovire a arcului este mult mai mică decât cea a cilindrului, capacitatea sa de căldură este, de asemenea, mult mai mică, iar legătura dintre placa de lovire a arcului și cilindru se face numai prin sudură, deci poate fi considerată în mare parte discontinuă. .
Prin urmare, starea de transfer de căldură a sudurii terminale este foarte proastă, determinând creșterea temperaturii locale, modificarea formei bazinului topit și adâncimea de penetrare va crește în consecință.Viteza de solidificare a bazinului topit încetinește, mai ales atunci când dimensiunea plăcii de lovire a arcului este prea mică, iar sudura dintre placa de lovire a arcului și cilindru este prea scurtă și prea subțire.
2. Influența aportului de căldură de sudare
Deoarece aportul de căldură de sudare utilizat în sudarea cu arc scufundat este adesea mult mai mare decât alte metode de sudare, adâncimea de penetrare este mare, cantitatea de metal depusă este mare și este acoperită de stratul de flux, astfel încât bazinul topit este mare și viteza de solidificare a bazinului topit este mare.Viteza de răcire a cordonului de sudură și a cordonului de sudură este mai lentă decât alte metode de sudare, rezultând boabe mai grosiere și segregare mai serioasă, care creează condiții extrem de favorabile pentru generarea de fisuri fierbinți.
În plus, contracția laterală a sudurii este mult mai mică decât deschiderea golului, astfel încât forța de tracțiune laterală a părții terminale este mai mare decât cea a altor metode de sudare.Acest lucru este valabil mai ales pentru plăcile teșite cu grosime medie și plăcile mai subțiri neteșite.
3. Alte situații
Dacă există asamblare forțată, calitatea ansamblului nu îndeplinește cerințele, conținutul de impurități precum S și P din metalul de bază este prea mare și segregarea va duce, de asemenea, la fisuri.
În al doilea rând, natura fisurii terminale
Fisurile terminale aparțin fisurilor termice în funcție de natura lor, iar fisurile termice pot fi împărțite în fisuri de cristalizare și fisuri în fază subsolidă în funcție de stadiul formării lor.Deși partea în care se formează fisura terminală este uneori terminalul, uneori se află la 150 mm de zona din jurul terminalului, uneori este o fisură de suprafață și uneori este o fisură internă, iar majoritatea cazurilor sunt fisuri interne care apar în jurul terminalului.
Se poate observa că natura fisurii terminalului aparține practic fisurii în fază subsolidă, adică atunci când terminalul de sudură este încă în stare lichidă, deși bazinul topit din apropierea terminalului s-a solidificat, este încă la o temperatură ridicată puțin sub linia solidă Stare de rezistență zero, fisurile sunt generate sub acțiunea tensiunii complexe de sudare (în principal efort de tracțiune) la terminal,
Stratul de suprafață al sudurii de lângă suprafață este ușor de disipat căldura, temperatura este relativ scăzută și are deja o anumită rezistență și plasticitate excelentă, astfel încât fisurile terminale există adesea în interiorul sudurii și nu pot fi găsite cu ochiul liber.
Al treilea.Măsuri pentru prevenirea fisurilor terminale
Din analiza de mai sus a cauzelor fisurilor terminale, se poate observa că cele mai importante măsuri pentru a depăși fisurile terminale ale cusăturilor longitudinale de sudare cu arc scufundat sunt:
1. Măriți în mod corespunzător dimensiunea plăcii de lovire a arcului
Oamenii nu sunt adesea suficient de familiarizați cu importanța plăcii de lovire a arcului, gândindu-se că funcția plăcii de lovire a arcului este doar de a scoate craterul arcului din sudură atunci când arcul este închis.Pentru a economisi oțelul, unii lovitori de arc sunt făcuți foarte mici și devin veritabili „lovitori de arc”.Aceste practici sunt foarte greșite.Placa de lovire a arcului are patru funcții:
(1) Conduceți partea ruptă a sudurii când arcul este pornit și craterul arcului când arcul este oprit spre exteriorul sudurii.
(2) Întăriți gradul de reținere la partea terminală a cusăturii longitudinale și suportați solicitarea mare de întindere generată la partea terminală.
(3) Îmbunătățiți câmpul de temperatură al părții terminale, care este propice conducerii căldurii și nu face ca temperatura părții terminale să fie prea ridicată.
(4) Îmbunătățiți distribuția câmpului magnetic la partea terminală și reduceți gradul de deviere magnetică.
Pentru a atinge cele patru scopuri de mai sus, placa de lovire a arcului trebuie să aibă o dimensiune suficientă, grosimea trebuie să fie aceeași cu cea a sudurului, iar dimensiunea ar trebui să depindă de dimensiunea sudurii și de grosimea plăcii de oțel.Pentru vasele sub presiune generale, se recomandă ca lungimea și lățimea să nu fie mai mici de 140 mm.
2. Acordați atenție ansamblării și sudării prin punți a plăcii de lovire cu arc
Sudarea prin puncte între placa de atac cu arc și cilindru trebuie să aibă o lungime și o grosime suficientă.În general, lungimea și grosimea sudurii de prindere nu trebuie să fie mai mici de 80% din lățimea și grosimea plăcii de lovire a arcului și este necesară sudarea continuă.Nu poate fi sudat pur și simplu „la puncte”.Pe ambele părți ale cusăturii longitudinale, trebuie asigurată o grosime suficientă de sudură pentru plăcile medii și groase și, dacă este necesar, trebuie să se deschidă o anumită canelură.
3. Acordați atenție sudurii de poziționare a părții terminale a cilindrului
În timpul sudurii prin prindere, după ce cilindrul este rotunjit, pentru a crește și mai mult gradul de reținere la capătul cusăturii longitudinale, lungimea sudurii la capătul cusăturii longitudinale nu trebuie să fie mai mică de 100 mm și ar trebui să existe grosime suficientă a sudurii și nu ar trebui să existe fisuri, Defecte precum lipsa de fuziune.
4. Controlați cu strictețe aportul de căldură de sudare
În timpul procesului de sudare a recipientelor sub presiune, aportul de căldură de sudare trebuie controlat strict.Acest lucru nu este doar pentru a asigura proprietățile mecanice ale îmbinărilor sudate, ci joacă, de asemenea, un rol foarte important în prevenirea fisurilor.Mărimea curentului de sudare de sudare cu arc scufundat are o mare influență asupra sensibilității fisurii terminalului, deoarece dimensiunea curentului de sudare este direct legată de câmpul de temperatură și de aportul de căldură de sudare.
5. Controlați cu strictețe forma bazinului topit și coeficientul de formă de sudură
Forma și factorul de formă al bazinului de sudură în sudarea cu arc scufundat sunt strâns legate de susceptibilitatea la fisuri de sudură.Prin urmare, dimensiunea, forma și factorul de formă a bazinului de sudură ar trebui să fie strict controlate.
Patru.Concluzie
Este foarte comun să se producă fisuri terminale ale cusăturii longitudinale atunci când sudarea cu arc scufundat este utilizată pentru sudarea cusăturii longitudinale a cilindrului și nu a fost bine rezolvată de mulți ani.Prin testare și analiză, principalul motiv pentru fisurile de la capătul cusăturii longitudinale de sudare cu arc scufundat este rezultatul acțiunii comune a tensiunii mari de tracțiune și a câmpului special de temperatură din această parte.
Practica a dovedit că măsuri precum creșterea adecvată a dimensiunii plăcii de lovire a arcului, întărirea controlului calității sudurii prin prindere și controlul strict aportului de căldură de sudură și a formei sudurii pot preveni în mod eficient apariția fisurilor la sfârșitul scufundării. sudare cu arc.
Ora postării: Mar-01-2023
