Studené trhliny při svařování. Tvorba studených trhlin

Studené trhliny při svařování se může vytvořit buď na konci svařovacího procesu nebo během nanášení další vrstvy kovu. Tvorba studených trhlin dochází při nízkých teplotách, nepřesahujících 200-250°C, na rozdíl od horkých trhlin při svařování, které vznikají při vysokých teplotách.

Obrázek ukazuje typy studených trhlin. Mohou být podélné – 1, příčné – 2 (pro velkou tloušťku svaru). Nejčastějšími místy, kde se začínají tvořit trhliny, je kořen svaru nebo spojení svarové housenky a základního kovu. Objevují se trhliny vzniklé v tepelně ovlivněné zóně – 3.

Studené trhliny se na povrchu kovu neobjevují vždy. Mohou se dobře tvořit uvnitř a být malé na délku. Vnitřní trhliny za studena se obtížně odhalují, protože penetrační činidla používaná ke zkoušení svarů nejsou na takovéto vady svaru citlivá.

Pokud jsou horké trhliny při svařování značně rozvětvené, pak hlavní rozdíl mezi studenými trhlinami a horkými je ten, že nejsou tak rozvětvené a otevřené. Povrchové trhliny vystavené působení vzduchu zůstávají nezoxidované a zhnědnou nebo zmodrají. Takové trhliny vznikají především při svařování vysokopevnostních ocelí.

Příčiny praskání za studena při svařování

Pro vytvoření studených trhlin jsou zapotřebí tři komponenty:

1. Mikrostruktura kovu ve svaru nebo v tepelně ovlivněné zóně má vysokou citlivost na vodík. Například martenzitická struktura neboli struktura spodního bainitu má dobrou citlivost na vodík a vzniká při svařování silných ocelí.

2. Tepelně ovlivněná oblast musí obsahovat difuzní vodík, který pronikl do oblasti svaru ze svarového kovu.

3. Vyžaduje se přítomnost tahových napětí v tepelně ovlivněné zóně.

Obecně je hlavní příčinou praskání za studena při svařování vodík. Vodík může pronikat do svaru z povlaku elektrody, tavidla a okolního prostředí. Vodík může být také přítomen v ochranných plynech nebo jako nečistoty na svařovacím drátu nebo svarových hranách.

Pokud je na svařovaných hranách rez, stává se aktivním zdrojem vodíku pro svar. Při ručním obloukovém svařování je nejběžnějším „dodavatelem“ vodíku povlak elektrody.

Mechanismus vzniku studených trhlin

Vliv vodíku na svarový spoj může být dočasný nebo trvalý. K dočasnému ovlivnění dochází, když je svarový spoj testován ihned po dokončení svařování nebo krátce poté. V takových případech mohou nastat určité potíže, zejména při sledování a hodnocení plastických vlastností spoje. Vzorky, i při malých úhlech ohybu, již mohou mít povrchové trhliny.

Takové trhliny vznikají jak v důsledku difúze vodíku do míst, kde se tvoří póry nebo struskové vměstky, tak i v případě přeměny atomárního vodíku na molekulární vodík. Po přechodu vodíku do molekulárního stavu vzniká v místech jeho hromadění vysoký tlak plynu a tím vzniká v kovu vzhled lesklých pórů.

K přechodu vodíku do molekulárního stavu dochází při nízkých teplotách, nižších než 200°C. Při zvýšených teplotách je vodík ve svarových spojích v atomárním stavu.

Přečtěte si více

Listy orchideje Phalaenopsis vadnou: co dělat v tomto případě

K trvalému vlivu vodíku patří jeho vliv na vznik studených trhlin. Tendence kovu k tvorbě trhlin je způsobena především jeho kalitelností nebo křehnutím, které jsou výsledkem strukturálních přeměn.

Zóny podél hranic primárních zrn mohou být poškozeny v důsledku různých procesů, ne nutně pod vlivem vodíku. K tomu může dojít, když se některé ze sulfidů nebo karbidů rozpustí a v důsledku toho se sulfidy a karbidy vysrážejí z pevných fází. Tento proces snižuje pevnost na hranicích zrn. A když přejde do molekulárního stavu, vodík vyvíjí silný tlak na tyto zóny, což může způsobit vznik studených trhlin.

Jak zabránit praskání za studena

Riziko praskání za studena lze snížit eliminací škodlivých účinků vodíku. Toho lze dosáhnout použitím určitých technologických technik během svařování:

1. Aby se zabránilo vzniku studených trhlin při svařování, je nutné chránit svarový spoj před působením vodíku. Pro snížení rizika vniknutí vodíku do svarového kovu je nutné elektrody nebo tavidlo před svařováním několik hodin sušit při teplotě 300-350°C.

2. Dále je nutné mít na paměti, že svařovací drát je leptán v kyselině chlorovodíkové. Stává se zdrojem vodíku. A pokud se při posuzování svařitelnosti oceli stane pravděpodobným výskyt studených trhlin, pak je lepší, pokud je to možné, takový drát odmítnout.

3. Zahřátí svarového spoje po svařování značně usnadňuje odstranění vodíku ze svarového kovu. Doporučená teplota pro následný ohřev je v rozmezí 100-200°C a doba trvání je od 30 minut do několika hodin. Záleží na typu oceli a tloušťce svařovaného kovu.

Při svařování vysokopevnostních konstrukčních ocelí je doporučená teplota ohřevu 100-150°C, doba ohřevu 30-60 min. Při svařování kovů o tloušťce větší než 40 mm je třeba zajistit dobu následného ohřevu 3-5 hodin. V případech, kdy se svařují velmi silné oceli (například 200, 300 nebo 400 mm), by bylo vhodné svařovací proces opakovaně přerušit a provést následný ohřev.

4. Elektrody pro ruční obloukové svařování jsou vyráběny s řízeným obsahem vodíku. Použití těchto elektrod pro svařování umožňuje za optimálních podmínek obsah vodíku ve svarovém kovu pod 15 ml na 100 g.

Indikátor, jako je uhlíkový ekvivalent, umožňuje vypočítat tendenci oceli tvořit studené trhliny. Tento ukazatel nám umožňuje zhruba odhadnout svařitelnost ocelí a určit, do které skupiny svařitelnosti ocelí konkrétní jakost patří. Jak se uhlíkový ekvivalent počítá, je podrobně popsáno na stránce: „Posouzení svařitelnosti ocelí. „Vzorec uhlíkového ekvivalentu“.

Další související materiály:

Trhlina je vada, která se objevuje během provozu a je spojena s prouděním ve švu nebo v jeho blízkosti. Švy jsou obvykle dlouhé a zeslabují oblast, kde se kusy setkávají. Vada se objeví, když se tažnost sníží a napětí uvnitř součásti se zvýší. Probereme, kdy vznikají trhliny při svařování za tepla, proč vznikají a jak se jim vyhnout.

Přečtěte si více

Watty a voltampéry - Věčný zmatek

Rozdíly ve tvaru a umístění trhlin

Horké trhliny při svařování ocelí ze strany připomínají zlomy, které probíhají podél švu nebo přes něj. Mohou být velké nebo tak malé, že je nelze bez dalších nástrojů vidět. Jsou tam horké trhliny příčné a podélné. Jsou dále rozděleny na:

Krystalizace – jedná se o dlouhé souvislé trhliny na povrchu. Objevují se vlivem krystalizace v tavenině. K prasknutí dochází mezi zrny na okrajích švu.
Likvidace trhliny se tvoří, když slitina nemá homogenní složení. Praskliny jsou malé a tvoří se poblíž místa, kde se krystaly objevují. Jeho vzhled je spojen s nečistotami a nečistotami v prostoru mezi krystaly.
Deformace. Vznikají v důsledku nesprávného smrštění, když kov chladne.

Podle doby formování

Trhliny podle této klasifikace se dělí na horké и za studena .

Během provozu se objevují horké trhliny:

Když dojde ke krystalizaci;
Pokud je kov zahřátý na více než tisíc stupňů;
Pokud se kov zahřeje do polotekutého stavu.

Jejich výskyt je možný, když je kov zahřátý na tisíc stupňů nebo více. Jedna část součásti ztvrdne, zatímco druhá neztrácí svou tažnost.

K praskání za studena dochází v důsledku vysokého napětí uvnitř součásti při ochlazování. Když k tomu dojde, je slyšet praskání a prasklina se stává vizuálně viditelnou. Nejčastěji se to stane, když součást vychladne na dvě stě až tři sta stupňů.

Příčina horkých trhlin při svařování

Důvodem vzniku horkých trhlin při svařování je destrukce mezikrystalických vazeb. Likvidační trhliny se objevují při práci s:

Konstrukční oceli obsahující siřičitany. Když se anorganické soli rozpustí, na zrnech se objeví film. K tomuto defektu jsou nejvíce náchylné kovy obsahující fosfor a síru.
Oceli, které obsahují příměsi titanu, vanadu, chrómu, molybdenu, wolframu a dalších tavitelných kovů. Ve spojích zrn podléhají krystalizaci. Uvnitř kovové struktury se objeví napětí a spojení mezi krystaly je narušeno.

Krystalizační vady se objevují při nedodržení technologie svařování, která se provádí bez zohlednění nuancí práce s vysokolegovanými ocelmi. Mezi vnější příčiny patří přítomnost nečistot, které se objevují v roztaveném kovu. K tomu dochází v důsledku nesprávné distribuce mikrofází ve hmotě slitiny.

Jak ovládat svar

Pro kontrolu švu je nutné očistit šev od přebytečné strusky štětcem a prověšení zkontrolovat pomocí lupy: praskliny mohou být pouhým okem neviditelné, ale nejsou méně nebezpečné než ty viditelné.

Pokud je nutné zabránit šíření a ovlivnění defektu, používají se speciální rentgeny ke kontrole vnitřních dutin součásti. Pokud se jedná o kovové nádoby nebo dlouhé potrubí, kontrolují se tak, že se do nich pustí stlačený vzduch. Nádoby jsou naplněny čpavkem nebo petrolejem, pomáhají při kontrole netěsností.

Jak odstranit vady svaru

Aby nedošlo k oslabení konstrukce, odstraňte horké trhliny jedinou známou metodou – sekundárním svařováním. Pouhé převaření švu přes starý zde nepomůže, takto defekt pouze zamaskujete, ale nezmizí. Je nutné vyříznout místa, kde se vada objevuje, a poté ji strávit. Před trávením vadné oblasti musíte zjistit její příčinu a znovu zkontrolovat nastavení napětí. Abyste předešli závadám, vše si předem zkontrolujte.

Přečtěte si více

Jak vyrobit bednění pro nadaci vlastníma rukama? Montážní průvodce s nejlepšími možnostmi bednění pro pásové základy

Prevence vzniku trhlin za tepla při svařování

Horké trhliny se objevují v případech, kdy svářeč zanedbá techniku práce a režim svařování. Pro vytvoření dokonalého švu bez vad napoprvé potřebujete: