8 (913) 791-58-46
Заказать звонок

Когда образуются горячие трещины


Трещины горячие - Энциклопедия по машиностроению XXL

Дефекты отливок по внешним признакам подразделяют на наружные (песчаные раковины, перекос, недолив и др.) внутренние (усадочные и газовые раковины, трещины горячие и холодные и др.)-  [c.180]

Трещины горячие и холодные — разрывы в теле отливки, возникающие при заливке чрезмерно перегретым металлом, из-за неправильной конструкции литниковой системы и прибылей, неправильной конструкции отливки, повышенной неравномерной усадки, низкой податливости форм и стержней и др.  [c.180]


Трещины горячие образуются в процессе кристаллизации металла вследствие одновременного резкого снижения пластических свойств его в температурном интервале хрупкости и действия растягивающих напряжений. Вероятность образования горячих трещин зависит от химического состава металла шва, скорости нарастания и величины растягивающих напряжений, формы сварочной ванны и шва, размера первичных зерен аустенита и увеличивается с повышением в металле шва углерода, кремния, никеля, вредных примесей (серы и фосфора). Для горячих трещин характерен межкристаллитный вид разрушения.   [c.8]

Отливки из сплавов алюминиевых — Герметичность 100, 101 —Литье — Способы 76, 102 —Свойства 79, 99 — Трещины горячие 84, 87, 100, 101  [c.296]

Технологической прочностью материала называют его способность воспринимать без разрушения напряжения и деформации, возникающие в процессе обработки. При сварке низкая технологическая прочность металла приводит к образованию трещин в металле шва и в зоне термического влияния. Различают два основных вида трещин горячие и холодные.  [c.31]

Трещины горячие 31, 150, 212 Трещины холодные 33, 212  [c.394]

Недостатки этих сплавов - их высокая стоимость и дефицитность, а также большая усадка, приводящая к образованию горячих трещин. Горячие трещины иногда имеют вид сплошной сетки, что снижает прочность сварного соединения. В связи с этим данные сплавы не рекомендуется применять для заварки трещин в изделиях, которые несут силовую нагрузку. Заварка же отдельных мелких раковин позволяет получить хорошие результаты, так как обеспечивает возможность последующей механической обработки.  [c.427]

Трещины горячие и колодные   [c.389]

Трещины горячие — Обозначение 47  [c.715]

Трещины горячие — Образование  [c.658]

Заготовки при выталкивании из штампа, обрезке заусенца, прошивке отверстий и транспортировании могут искривляться. Правку осуществляют в холодном и реже - в горячем состоянии. Горячую правку после обрезки заусенца применяют для заготовок из высоколегированной или высокоуглеродистой стали, при холодной правке которых могут возникнуть трещины. Горячую правку выполняют в окончательном ручье, а для заготовок с отверстием ее проводят в специальном штампе. Холодной правке подвергают мелкие и средние по массе заготовки сложной формы. Из-за уп-  [c.253]

Одним из основных требований к низколегированной стали является удовлетворительная ее свариваемость, которая необходима для применения наиболее прогрессивного способа соединения металлов и получения качественных и надежных конструкций. Обычно свариваемость понимают как способность стали подвергаться воздействию термического цикла сварки с плавлением без образования трещин (горячих и холодных) и без существенного ухудшения механических свойств металла. Условия и факторы, способствующие появлению трещин при сварке, в настоящее время хорошо известны.   [c.12]


Схема образования остаточных напряжений в случае неравномерного нагрева по сечению детали приведена на рис. 8.5. При быстром охлаждении детали (например, в воде) наружные ее слои, охлаждающиеся быстрее, будут растянуты. Сердцевина под действием более холодных слоев будет сжата (время процесса Т = Т, рис. 8.5,6). Если в этот момент возникающие напряжения окажутся выше предела пропорциональности при дайной температуре, то произойдет пластическая деформация. Возможен случай, когда температурные напряжения в наружных слоях при Т = Ti превысят предел прочности металла и образуется трещина ( горячая трещина).  [c.277]

Обычно встречаются следующие виды дефектов литья несоответствие конфигурации отливки чертежу недолив — отсутствие части отливки, неточный контур отливки, наличие в ней отверстий или щелей отбел — наличие в различных частях отливки (чугунной и стальной) твердых, не поддающихся механической обработке мест со светлой поверхностью излома трещины горячие могут быть сквозные или поверхностные, прямолинейные и извилистые (они возникают при остывании отливки в опоке поверхность металла по трещинам в этом случае бывает окисленной) трещины термические — появляются от чрезмерных напряжений при термической обработке отливок, заварке, отрезке прибылей пригар — грубая шерохо-   [c.293]

Причины образования горячих и холодных трещин в сварных соединениях. В процессе сварки могут образовываться трещины. Горячие трещины образуются в условиях повышенных температур из-за большой усадки при охлаждении металла сварочной ванны и из-за изменения состава свариваемых материалов. Большой склонностью к горячим трещинам, например, обладают сплавы, содержащие около 5% хрома и от 1,0 до 2,5% углерода, и сплавы с 9—10% хрома при содержании 0,9— 1,2% углерода.  [c.62]

Сталь по сравнению с чугуном обладает более высокой температурой плавления,большей величиной усадки (около 2%), худшей жидкотекучестью, большей склонностью к образованию термических напряжений и трещин (горячих и холодных). В связи с этим к литейным формам для стального литья предъявляют высокие требования. Такие формы должны обладать большой прочностью, газопроницаемостью, огнеупорностью и податливостью, чем формы для чугунного и цветного литья.  [c.218]

Ввиду усадки металла в отливке создаются внутренние напряжения, вызывающие образование горячих и холодных трещин. Горячие трещины образуются из-за разрушения тонкого слоя (корки) затвердевшего металла в момент усадки.   [c.95]

Трещины горячие — надрывы значительной ширины при небольшой глубине, с темной окисленной поверхностью, образующиеся в отливках при высокой температуре вследствие повышенной усадки и красноломкости металла, неподатливости стержней и формы и неправильной конструкции отливки.  [c.351]

В зависимости от температуры, при которой образуются трещины, различают два вида трещин — горячие и холодные. Горячие трещины в сталях возникают при температуре выше 1000°, а холодные трещины — ниже этой температуры, причем в большинстве случаев горячие трещины (фиг. 31) располагаются по границам зерен, а холодные пересекают эти границы (фиг. 32).  [c.166]

Треугольник концентрационный 87 Трещины горячие 126 Триод 247 Троостит 163  [c.254]

Свариваемость рассматриваемых сталей и сплавов затрудняется мпогокомпонеитностью их легирования и разнообразием условий эксплуатации сварных конструкций (коррозионная стойкость, жаростойкость или жаропрочность). Общей сложностью сварки является предупреждение образования в шве и околошовной зоне кристаллизационных горячих трещин, имеющих межкристаллит-пый характер, наблюдаемых в виде мельчайших микронадрывов и трещин. Горячие трещины могут возникнуть и при термообработке или работе конструкции нри повышенных температурах. Образование горячих трещин наибо,лее характерно для крупнозернистой структуры металла шва, особенно выраженной в многослойных швах, когда кристаллы последующего слоя продолжают кристаллы предыдущего слоя.  [c.286]


Недостатки этих сплавов — их иысокая стоимость и дефицитность, а также большая усадка, приводящая к образованию горячих трещин. Горячие трещины иногда имеют вид сплошной сетки, что снижает прочность сварного соединения. В связи с этим  [c.337]

Термоионизация 101 Термомеханические процессы 24 Термомеханическая реакция 12 Трещины горячие 478, 480, 482  [c.555]

Основные дефекты литья. Классификация дефектов литья, предусмотренная ГОСТом определяет 22 вида дефектов. Однако только часть из них может быть обнаружена с помощью гамма-дефектоскопии. К таким дефектам относятся раковины газовые и щлаковые, рыхлоты или пористость, трещины горячие и холодные. Причем только определенный род трещин может быть выявлен гамма-дефектоскопией волосяные трещины, которые особенно свойственны стальным отливкам, как правило, выявлены быть не могут.  [c.160]

Трещины горячие Трещины холодные Ужимины Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по химическому составу Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по микроструктуре Несоответствие металла стандартам или техническим условиям по физико-механическим свойствам Несоответствие размеров и конфигурации отливок чертежам Несоответствие веса отливок стандартам или техническим условиям Л1еханические повреждения  [c.259]

При использовании электродов с целлюлозным покрытием сварка в направлении сверху вниз ведется без колебательных движений с опирани-ем конца электрода в разделку по окончании сварки поверхность корневого слоя немедленно обрабатывается абразивным инструментом и сразу (перерыв не более 5 мин) выполняется сварка горячего прохода, выполняющего роль отжигающего валика с целью предупреждения холодных трещин. Горячий проход выполняется при сварке на постоянном токе обратной полярности с резкими продольными колебательными движениями расплавляемым концом электрода с амплитудой 12.. .20 мм последующие слои свариваются с поперечными колебаниями электродом.  [c.272]

Трещиностойкостъю — называется способность сплава противостоять образованию трещин в отливках. Причиной появления трещин являются внутренние напряжения. Они возникают вследствие неравномерных затвердевания, охлаждения и соответственно усадки крупных и мелких частей отливок. Различают горячие и холодные трещины. Горячие возникают в процессе кристаллизации металла при переходе из жидкого состояния в твердое. Холодные возникают в полностью затвердевшем сплаве.  [c.272]

Трещины Горячие Возникновение в литье и сварном шве легкоплавких межкристаллитных прослоек, повышенное содержание С, Р, 8и др. Развитие больших напряжений растяжения Кристаллизационные трещины возникают при крис-таллизации металла и его остывании в интервале 1000-1100 С  [c.212]

К внутренним дефектам относятся трещины (горячие и холодные), непровары, поры, шлаковые вольфрамовые и окисные включения. Эти шесть основных видов дефектов следует различать в соответствии с ГОСТ 23055— 78. Они также совпадают с основными группами дефектов согласно рекомедациям СЭВ по стандартизации РС 2192-82.  [c.15]

В зависимости от температуры, при которой происходит их возникновение, различают горячие и холодные трещины. Горячие трещины представляют собой разрушения кристаллизующегося металла, происходящие по жидким прослойкам под действием растягивающих напряжений (рис. 15). Эти напряжения появляются вследст-впе несвободной усадки металла шва и примыкающих к нему неравномерно нагретых участков основного металла.  [c.15]

Классификация дефектов литья предусмотрена ГОСТом, который определяет 22 вида дефектов заливы, коробление, корольки, наросты, недолив, отбел, пригар, раковины газовые и шлаковые, рыхлоты или пористость, спаи, трещины горячие и холодные, ужимины, несоответствие металла стандартам и техническим условиям по химическому составу, микроструктуре и физикомеханическим свойствам, несоответствие веса отливок стандартам, механические повреждения.  [c.191]

Трещинами горячими и холодными называют разрывы сквозные и несквозные или надрывы в стенах отливок. Поверхность излома в горячих трещинах, поскольку они появляются при высоких температурах, всегда окислена в холодных трещинах поверхность излома совершенно чистая или покрыта легким цветом побежалости. Трещины обнаруживаются постукиванием, гидропробой и способом магнитной дефектоскопии.  [c.193]

Дефекты, обнаруживаемые после извлечения отливок из литейных форм. К числу их относятся раковины (газовые, шлаковые, земляные, усадочные), недоливы, ужимы, трещины горячие и холодные спаи (неслившиеся потоки металла) рыхлоты и пористость механические повреждения отливки при обрубке прибылей и выбивке земли. Большинство этих дефектов надежно восстанавливается с помощью сварки.  [c.539]

Горячие трещины образуются главным образом в сварных швах различных сплавов (рис. 246, а) в процессе их кристаллизации. Сплавы в отличие от чистых металлов кристаллизуются в некотором интервале температур (Гликв — со.тад)- Во время пребывания шва в температурном интервале кристаллизации он находится в твердо-жидком состоянии, т. е. состоит из твердых кристаллов, окруженных жидкими прослойками. В ряде случаев сварочные дефор.мации и напряжения оказываются достаточными, чтобы вызвать разрушение по жидким межкристаллическим прослойкам, т. е. привести к образованию горячих трещин. Горячие трещины наблюдаются в высоколегированных сталях, алюминиевых и медных сплавах.  [c.366]

Трамбовки 218 Требования к смесям 144 Трещины горячие 427 термические 430 холодные 429 Триплекс-процесс 309 Удельный вес 11—14 Ужимины 431  [c.584]



Теория сварочных процессов (1988) -- [ c.478 , c.480 , c.482 ]

Сварка и резка металлов (2003) -- [ c.31 , c.150 , c.212 ]

Технология конструированных материалов (1977) -- [ c.183 ]

Справочник рабочего литейщика Издание 3 (1961) -- [ c.427 ]

Ручная дуговая сварка (1990) -- [ c.128 ]

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением (0) -- [ c.238 , c.585 , c.598 ]

Проектирование сварных конструкций в машиностроении (1975) -- [ c.59 ]

Машиностроение энциклопедия ТомIII-7 Измерения контроль испытания и диагностика РазделIII Технология производства машин (2001) -- [ c.259 ]

Сварка и свариваемые материалы Том 1 (1991) -- [ c.123 , c.136 , c.324 , c.325 ]



причины образования и методы борьбы

Виды холодных трещин при сварке

По месту образования холодные дефекты подразделяются на наружные и внутренние подвиды. По направленности относительно стыка видам холодных трещин даны следующие названия:

  • откол ― продольные на участках рядом с соединением;
  • отрыв ― направленные вдоль шва;
  • частокол ― образующиеся поперек шва или в зоне термического воздействия перпендикулярно к соединению.


Разновидности холодных трещин при сварке
На сложных стыках холодные трещины могут образоваться:

  • между швами при двухсторонней сварке;
  • на границе между швом и металлом детали;
  • на нижней стороне соединения под валиком.

Холодные трещины. Причины образования

При сварке с помощью машину контактной сварки могут появляться и холодные трещины. Они образуются в сварных соединениях при более низких температурах, а именно порядка 300-500 градусов. Главным их отличием от горячих трещин является то, что они появляются не только в межкристаллических прослойках, но и проходят по самим зернам металла. Причинами возникновения при контактной сварке трещин этого типа могут служить:

  • наличие в материале свариваемых деталей повышенного содержания легирующих элементов или углерода;
  • перегрев металла при сварке;
  • содержание в сварном шве водорода;
  • большие напряжения металла;
  • всевозможные дефекты сварного шва.

Наличие в металле легирующих элементов или углерода делает его очень чувствительным к быстрому охлаждению (свойственно контактной сварке). Быстрое падение температуры после отключения трансформатора от электрической цепи аппарата контактной сварки ведет к образованию трещин в месте сварки или около нее.

Причины образования

Самая высокая вероятность появления холодных трещин после сварки у высокоуглеродистых и легированных марок стали, сплавов титана и алюминия. Холодный дефект образуется, если:

  1. Структура шва и заготовок чувствительна к действию водорода. Таким свойством обладают закаливающиеся марки стали даже когда холодные.
  2. В сварной зоне содержится достаточное количество водорода, который проникает из шва.
  3. Внутри соединения действует растягивающее напряжение.

Ученые установили, что основной причиной образования холодных трещин при сварке является негативное влияние водорода на структуру стали. Его источником может быть электродное покрытие, флюс, влага из воздуха. Водород в расплавленный металл может попасть из загрязнений на заготовках и присадочном материале или как составная часть защитного газа. Если кромки заготовок не очистить перед сваркой от ржавчины, она при нагреве начнет активно насыщать шов газом.

Как избежать появления холодных трещин

Методы борьбы всегда органично вытекают из условий образования. Для того чтобы воспрепятствовать образованию холодных трещин в сварных швах, необходимо: во-первых, устранить факторы, способствующие закалке металла при сварных работах; во-вторых, добиться максимального снижения содержания водорода в металле шва и околошовной зоне; в-третьих, обеспечить равномерное охлаждение шва.

Как показывает практика, учет перечисленных выше особенностей и соблюдение рекомендаций по проведению тех или иных сварочных работ, позволяют соединять широкий спектр металлов швами высочайшего качества.

Холодные трещины

Холодные трещины свое название получили в связи с тем, что их появление наблюдается при относительно низкой температуре. Например, при сварке сталей, способных закаливаться, холодные трещины образуются при температурах распада остаточного аустенита (120 °С и ниже) или при нормальной температуре спустя некоторое время после сварки (десятки минут, часы, иногда и через более длительное время). Характерный признак холодных трещин — блестящий излом без следов высокотемпературного окисления.

Для объяснения природы образования холодных трещин ранее использовали две гипотезы — закалочную и водородную. Согласно закалочной гипотезе образование холодных трещин объясняется мартенситным превращением, приводящим к возникновению высоких внутренних напряжений, вызванных изменением объема при фазовом превращении и одновременно снижением пластичности металла.

Согласно водородной гипотезе возникновение трещин объясняется выделением растворенного в металле водорода в микронесплошности, имеющиеся в металле, и созданием в них высокого давления молекулярным водородом из-за очень малой степени диссоциации молекулярного водорода при низких температурах. Повышенное давление водорода создает вокруг микронесплошностей поле высоких напряжений, что приводит к развитию деформаций и разрушению металла. При этом предполагается, что растворенный в металле водород облегчает разрушение, так как при наличии водорода снижается работа образования новой поверхности.

Использование современных представлений о механизме разрушения металлов позволило дать более глубокое объяснение механизма образования холодных трещин. Образование холодных трещин связано с действием растягивающих напряжений и протекает в две стадии: зарождение очага разрушения критического размера и последующее его развитие до макротрещины. Используются две модели механизма образования очага разрушения критического размера: вакансионная и дислокационная.

В соответствии с вакансионным механизмом в результате воздействия термического цикла сварки в металле околошовной зоны на стадии охлаждения возникает избыток вакансий, которые под действием напряжений мигрируют к границам зерен, конденсируются на них, образуя каверны и зародышевые микро-несплошности. Если значение действующих напряжений превышает критическое, при котором зародыш трещины приобретает способность к росту, то в этом случае происходит образование макротрещины и разрушение.

Если действующие напряжения ниже критических, то в этом случае развитие релаксационных процессов приводит к снижению напряжений и уменьшению вероятности образования макротрещины. В связи с этим повышение температуры также способствует снижению вероятности образования холодных трещин из-за более интенсивного развития релаксационных процессов.

Дислокационный механизм базируется на том известном факте, что хрупкому разрушению всегда предшествует определенная локальная пластическая деформация. В процессе локальной пластической деформации в местах блокировки полос скольжения препятствиями (например, границей зерна) образуются скопления дислокаций. Скопления дислокаций вызывают образование растягивающих напряжений. При определенных условиях растягивающие напряжения, возникающие вокруг скопления дислокаций, могут превзойти прочность атомных связей. В этом случае в результате разрыва автомных связей сформируется субмикротрещина, которая в зависимости от внешних условий способна или исчезнуть (в результате снятия или перераспределения напряжений, а также упорядочения структуры), или перерасти в микротрещину. При достижении критических размеров трещина может развиться в макротрещину.

Во всех случаях критические размеры микротрещины, способной развиться в макротрещину, зависят от действующих растягивающих напряжений и свободной поверхностной энергии образующейся трещины. Повышение растягивающих напряжений, а также снижение величины свободной поверхностной энергии образующейся трещины уменьшают размеры критического зародыша. Поскольку водород снижает величину свободной поверхностной энергии образующейся трещины, его повышенное содержание в металле увеличивает вероятность образования холодных трещин.

Из рассмотрения механизма образования холодных трещин (замедленного разрушения) следует, что неоднородная структура, формирующаяся в околошовной зоне, будет способствовать формированию неоднородного поля растягивающих напряжений и деформаций. В связи с этим будут создаваться условия для локального направленного перемещения вакансий и дислокаций и формирования каверн и скопления дислокаций. Следовательно, основные приемы предотвращения образования холодных трещин следующие:

  • снижение внутренних напряжений (например, за счет использования высокого отпуска после сварки),
  • получение более однородной структуры металла в околошовной зоне,
  • снижение концентрации водорода.

Трещины при холодной сварке

Во время ремонтных процессов в сварочном шве могут появиться холодные трещины. Многие люди не знают, как с ними бороться и предотвратить их появление. Холодная трещина – это разрушение шва межкристаллического типа, она относится к категории локальных разрушений. В отличие от горячих трещин, появление которых можно заметить и предотвратить во время процесса сварки, холодные проявляются только после того как работы подойдут к концу и шов остынет. Их можно заметить на шве, сделать это достаточно легко, потому что излом будет блестеть. Холодная трещина появляется из-за температурного окисления шва во время сварки.

Разнообразные материалы имеют разную склонность к появлению данного дефекта. Чем больше углерода в составе металлической детали, тем более высок шанс появления холодной трещины. Она может появиться в любой момент, гарантии на то, что её не будет никто дать не сможет. Однако за многолетний опыт использования сварки было замечено, что трещины уже могут проявиться, когда температура остывающего металла пересекает отметку в двести градусов по Цельсию. Наиболее подверженными материалами к данному дефекту являются высоколегированные стали, но это не говорит о том, что трещина не может появиться на низколегированном металле. Просто на нем шанс возникновения данного дефекта значительно уменьшается. Отличительной особенностью данного дефекта является то, трещины чаще всего возникают в области около шва.

Классификация трещин при сварке

Самым часто встречающимся дефектом при сварке являются холодные изломы. Трещины другого типа, если судить по статистическим данным, появляются не так часто. Их можно встретить в изделиях, которые созданы из металла с аустенитной структурой. Трещины могут делиться по нескольким характеристикам. Одна из них – это её расположение.

Очень часто трещина появляется из мельчайшего, не видимого человеческому глазу дефекта, и уже из него в течение нескольких часов или дней дефект увеличивается в размерах. В швах, с количество слоёв отличным от одного, возникновение трещин более вероятно, так как мест где они могут появиться – больше. В этом случае дефекты можно разделить на следующие типы:

Почему образуются холодные трещины?

Существует множество причин, из-за которых холодные трещины могут появиться. Однако чаще всего это происходит по трём популярным факторам.

  • Наличие микроскопической структуры в так называемой зоне термовлияния или непосредственно внутри шва. При сваривании сталей с высоким уровнем прочности, создаётся мартенситная структура, которая и обладает такой восприимчивостью.
  • Диффузный водород проявляется в зоне термовлияния, он способен проникать как в сам шов, так и в область около него.
  • Помимо вышеперечисленных факторов, обязательным является присутствие растягивающего напряжения в зоне термовлияния.

Все вышеописанные причины можно объединить в одну, ей является наличие водорода. Чаще всего в шве он появляется из флюса, которым обработаны электроды. Он может выделяться из загрязнений, из проволоки и защитных газов даже при газовой сварке. Также источником является наличие ржавчина на металле, однако чаще всего причиной его появления является флюс на электроде.

Механизм, по которому образуются холодные трещины

Сразу же после завершения сварки металлическая деталь оказывается под влиянием водорода. Именно оно может ухудшить качество финального результата. В шлаковых включениях и порах образуется диффузия водорода, в этих же местах химический элемент принимает молекулярную структуру, которая создаёт повышенное давление на шов, поэтому на соединении образуются блестящие изломы.

Особенностью данного процесса является то, что водород может принять молекулярную форму только в момент остывания изделия, когда значение его температуры пересекает отметку в двести градусов по Цельсию. Если температура выше данного значения, структура водорода остаётся в атомном состоянии. Во время постоянного воздействия водородом приводит к уменьшению уровня прочности материала. Высокая хрупкость делает все изменения в структуре необратимыми.

Что сделать, чтобы предотвратить появление холодной трещины?

Узнав причины возникновения трещин при сварке, можно сразу же провести определённые процессы, задача которых будет направлена на предотвращение появление трещин. Распространённым способом, к которому прибегают чаще всего, является периодическая смена приёмом в сварке. Также обязательной процедурой, которую необходимо выполнять непосредственно перед началом работ, является сушка электродом. Это позволяет понизить концентрацию водорода, следовательно, снижает шанс возникновения холодной трещины.

Если вы используете газовую сварку, то перед выполнением работы не стоит обрабатывать проволоку в соляной кислоте, так как она обладает повышенной концентрацией водорода. Многие опытные сварщики после окончания работ некоторое время подогревают шов, тем самым увеличивая время до того, как температура соединения опустится ниже 200 градусов, за это время из шва успевает выйти большее количество водорода. Данную манипуляцию желательно выполнять в течение двадцати-тридцати минут. В том случае если свариваемый материал имеет большую толщину, то в процессе работы лучше всего несколько раз прерываться и осуществлять прогрев шва, так как шанс появления холодной трещины при сварке толстого материала повышен.

Оценка склонности к образованию холодных трещин

Основными параметрами оценки склонности сталей к образованию холодных трещин являются эквивалент углерода (Сэкв) и параметр трещинообразования Pсм

Для определения значения эквивалента углерода в мировой практике используется несколько различных параметрических уравнений, наиболее полное из них

С экв= C + M n / 6 + C r / 5 + M o / 4 + V / 14 + N i / 15 + C u / 15 + N b / 4 + T i / 4 + P / 2 + 5 ∗ B {\displaystyle C+Mn/6+Cr/5+Mo/4+V/14+Ni/15+Cu/15+Nb/4+Ti/4+P/2+5*B}

  • при Сэкв>0.45 — сталь склонна к образованию холодных трещин
  • при Сэкв<0.25 — сталь не склонна к образованию холодных трещин

Однако для современных феррито-бейнитных и бейнитных сталей образования холодных трещин не происходит при значениях С экв>0.45

Параметр Рсм определеяется по параметрическому уравнению Ито-Бессио

Pсм= C + S i / 30 + M n / 20 + C r / 20 + C u / 20 + N i / 60 + M o / 15 + V / 15 + 5 ∗ B {\displaystyle C+Si/30+Mn/20+Cr/20+Cu/20+Ni/60+Mo/15+V/15+5*B}

Горячие и холодные трещины при сварке металлов и причины их образования

Горячие и холодные трещины при  сварке металлов и причины их образования

 

Дефекты при сварке металлов плавлением образуются вследствие нарушения требований нормативных документов к сварочным  материалам, подготовке, сборке и сварке соединяемых элементов, термической и механической обработке сварных соединений и конструкции в целом.

 

Согласно ГОСТ 30242-97 дефекты классифицируются на шесть групп: трещины, полости  и поры, твердые включения, несплавления и непровары, нарушение формы  шва, прочие дефекты (дефекты, не включенные в вышеперечисленные группы).

 

Трещина - это несплошность, вызванная  местным разрывом шва, которая может  возникнуть в результате охлаждения или действия нагрузок.

 Микротрещина - это трещина,  имеющая микроскопические размеры,  которую обнаруживают физическими методами не менее чем при 50-кратном увеличении. В зависимости от температуры, при которой образуются трещины, их условно подразделяют на горячие и холодные. Горячие трещины в сталях возникают при температуре, превышающей 1000 °С, а холодные - при более низкой. Трещины являются самым серьезным дефектом сварного соединения, как правило не подлежащим устранению.

 

Горячие трещины - это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной  зоны, возникающие в твердожидком состоянии в процессе кристаллизации, а также при высоких температурах в твердом состоянии. Они извилисты, в изломе имеют темный цвет, сильно окислены, распространяются по границам зерен. По современным представлениям горячие трещины вызываются действием двух факторов: наличием жидких прослоек между зернами в процессе кристаллизации и деформациями укорачивания.

 

В интервале температур плавления  и полного затвердевания происходит миграция примесей и загрязнений  в межзеренные пространства. Наличие  между зернами жидкой фазы, примесей и загрязнений снижает деформационную способность шва и околошовной зоны. Неравномерность линейной и объемной усадок шва и основного металла при охлаждении приводит к возникновению внутренних напряжений, являющихся причиной появления микро- и макроскопических трещин как вдоль, так и поперек шва.

 

 Причинами образования горячих  трещин при сварке являются:

большое количество вредных примесей (особенно серы и фосфора) в металле  свариваемых заготовок;

наличие в металле шва элементов, образующих химические соединения с низкой температурой затвердевания (хром, молибден, ванадий, вольфрам, титан), нарушающие связь между зернами;

жесткое закрепление свариваемых  заготовок или повышенная жесткость  сварного узла, затрудняющая перемещение  заготовок при остывании.

 

 

Холодные трещины - это локальные  меж- или транскристаллические разрушения сварных соединений, образующиеся в  металле при остывании до относительно невысоких температур (как правило, ниже 200 °С) или при вылеживании  готового изделия. Холодные трещины в шве и переходной зоне расположены под любым углом ко шву - в изломе светлые или со слабыми цветами побежалости и возникают преимущественно при дуговой сварке низколегированной стали большой толщины. Чаще всего трещины возникают в переходной зоне вследствие неправильной техники сварки или неправильно выбранного присадочного материала. Для предупреждения образования холодных трещин применяют:

прокаливание флюсов и электродов перед сваркой;

предварительный подогрев свариваемых  заготовок до 250-450 °С;

ведение процесса сварки в режиме с оптимальными параметрами;

наложение швов в правильной последовательности;

медленное охлаждение изделия после  сварки;

проведение непосредственно после  сварки смягчающего отжига для снятия остаточных напряжений.

 

 

Общими причинами появления трещин, как горячих, так и холодных, в швах сварных соединений являются:

слишком высокая жесткость соединений;

слишком малый размер сварного шва  для данной толщины соединения;

несоблюдение или неправильный выбор технологии сварки;

дефекты в сварном шве;

t неправильная подготовка соединения  под сварку;

неудовлетворительное качество или  неправильный выбор типа электродов;

использование повышенных значений сварочного тока, которое может привести к  появлению крупнозернистых охрупченных участков структуры;

высокое содержание углерода или легирующих элементов в основном металле, не учтенное при выборе технологии сварки.

 Для предупреждения образования  трещин в швах сварных соединений  необходимо:

разрабатывать металлоконструкции и  технологию сварки, которые позволяют исключить применение соединений с высокой жесткостью;

при сварке изделий достаточно большой  толщины увеличивать размеры  сварных швов;

 не допускать при сварке  узких валиков, производить сварку  полноразмерным швом короткими участками по 200-250 мм;

выбирать последовательность выполнения сварных швов такой, чтобы максимально  долго оставлять незаваренными  концевые участки соединения, с тем  чтобы они обладали максимально  возможной подвижностью;

обеспечить сплошность и хорошее сплавление сварных швов;

в некоторых случаях обеспечить предварительный подогрев свариваемых  частей;

сборку соединений производить  с одинаковым и требуемым по технологии зазором, при необходимости для  выравнивания зазора применять стягивающие  сборочные приспособления;

не допускать при сварке завышенных по сварочному току режимов сварки;

по возможности сварной шов  делать многопроходным, так как однопроходные  швы могут быть более хрупкими, а в многопроходных швах происходит отжиг каждого предыдущего слоя;

разделку заполнять сразу после  завершения сварки корня шва, так  как воздействию напряжения чаще всего подвергается область корневого  шва.

 

Продольные, поперечные и др.виды трещин при сварке металлов

 

Продольная трещина - это трещина, ориентированная параллельно оси сварного шва. Продольные трещины могут возникать в металле сварного шва, на границе сплавления, в зоне термического влияния и в основном металле. Конфигурация трещин в основном определяется очертаниями линии сплавления основного металла и шва. Продольные трещины возникают как из-за наличия высокотемпературной хрупкости сплавов (горячие трещины), так и при замедленном разрушении металла (холодная трещина).

 

Продольные трещины в основном металле, смежном со сварным швом, возникающие из-за высокого напряжения, вызванного сжатием в сварном шве, называют скрытыми трещинами. Разрыв вызывается нарушением сцепления и связей вдоль рабочего направления основного металла. Трещины обычно проходят строго параллельно линии сплавления и внешне похожи на ступеньки.

 

 Большие сварочные напряжения, вызывающие скрытые трещины, в  большей или меньшей степени  присущи всем сварным соединениям,  особенно сварным швам больших  толщин. Основные причины, вызывающие  недопустимые сварочные напряжения, - это слишком жесткое соединение и несоблюдение или неправильный выбор технологии сварки. С уменьшением сварочных напряжений уменьшается вероятность появления скрытых трещин.

 Для снижения уровня сварочных  напряжений необходимо:

во время сварки допускать небольшие  перемещения свариваемых частей;

по возможности использовать многопроходную сварку;

производить проковку каждого слоя наплавленного  металла;

отжигать  готовое изделие при температуре 590-650 °С, продолжительность отжига составляет по одному часу на каждые 25 мм толщины  основного металла;

применять сварочную технологию, снижающую  вероятность образования скрытых  трещин;

применять сварочную технологию, при которой  все свариваемые части имеют  неограниченную свободу перемещения;

при сварке сталей, склонных к образованию горячих и холодных трещин, производить наплавку высокопластичного промежуточного слоя, если это позволяет получаемая прочность соединения.

 

 

При сварке тавровых соединений при  толщине металла более 20 мм следует  учитывать, что двухсторонний сварной  шов вызывает меньшие напряжения, чем односторонний. Двухсторонний сварной шов без разделки кромок имеет меньшие напряжения в околошовной зоне, чем двухсторонний с разделкой кромок и полным проплавлением корня. Односторонний сварной шов с большой величиной катета следует заменять на двухсторонний с меньшим катетом. Изменение формы разделки углового соединения является наиболее эффективной мерой предупреждения образования скрытых трещин. Наплавка мягкой, высокопластичной прослойки на 15-25 мм шире сварного шва и толщиной 5-10 мм или наложение на одну из поверхностей разделки высокопластичных валиков за счет пластической деформации мягкой прослойки позволяет в значительной мере уменьшить напряжения в околошовной зоне.

 

Поперечная трещина - это трещина, ориентированная поперек оси  сварного шва. Поперечные трещины могут возникать в металле. Ориентация связана с направлением продольных компонент сварочных напряжений. Причина их возникновения такая же, что и у продольных трещин.

 

 

Радиальные трещины - это трещины, радиально расходящиеся из одной точки. Трещины этого типа, расходящиеся в разные стороны, известны как звездоподобные трещины. Радиальные трещины могут располагаться в металле сварного шва, в зоне термического влияния и в основном металле. Конфигурация трещины определяется макроструктурой зон сварных соединений, а также характером внутренних напряжений. Причина их возникновения такая же, что и у продольных трещин.

 

Трещина в кратере - это трещина  в углублении на поверхности шва  в месте отрыва дуги. Трещины могут  быть продольными, поперечными и звездообразными. Конфигурация трещины определяется микроструктурой зон сварных соединений, а также характером термических, фазовых и механических напряжений.

 

Раздельные трещины - это группа не связанных друг с другом трещин. Они могут возникать в металле сварного шва, в зоне термического влияния и в основном металле. Конфигурация трещины определяется микроструктурой зон сварных соединений, а также характером термических, фазовых, лик-вационных и механических напряжений. Причина их возникновения такая же, что и у продольных трещин.

 

Разветвленные трещины - это группа трещин, возникающих из одной трещины. Они могут располагаться в  металле сварного шва, в зоне термического влияния и в основном металле. Конфигурация трещины определяется микроструктурой зон сварных соединений, а также характером термических, фазовых, ликвационных и механических напряжений. Причина их возникновения такая же, что и у продольных трещин.

 

Разновидности пор

 

Поры. Данный термин используется для  описания несплошностей глобулярной формы, полых по своей структуре. Подобные дефекты часто встречаются в металле сварных швов. По сути своей и по механизму образования очень напоминают включения, ибо являются результатом протекающих в сварочной ванне химических реакций. Поры отличаются от включений тем, что внутри пор чаще всего находится газ, а не твердое вещество, как у включений.

 

Источником появления газов, которые  содержатся в порах, являются газы, выделяющиеся из охлаждающегося металла  из-за уменьшения растворимости при  снижении температуры металла, и газы, образующиеся в результате химических реакций в металле сварного шва.

 

Пористость, за исключением случаев, когда она появляется в очень  больших количествах, как правило, не оказывает значительного влияния  на прочностные свойства сварных соединений.

 Появление в металле сварного  шва пор вызвано:

плохим качеством или неправильным подбором типа электродов;

неправильным выбором технологии сварки;

малым временем существования сварочной  ванны, газы не успевают выйти из расплавленного металла;

плохим качеством металла.

 

Слишком высокая температура увеличивает  сверх оптимального количество газа, растворенного в расплавленном  металле, что приводит к невозможности  выхода всего объема поглощенного металлом газа за время остывания шва. При  использовании повышенных токов для сварки покрытыми электродами может произойти избыточное выгорание раскисляющих элементов из покрытия электрода, что приводит к недостатку раскислителей, сохранившихся в металле шва, для взаимодействия с газами, содержащимися в расплавленном металле. Аналогичный эффект наблюдается при сварке с применением слишком большой длины дуги. Применение ряда мероприятий позволяет значительно снизить, а в некоторых случаях даже избежать образования пор и полостей в сварных швах. При сварке:

необходимо подбирать тип электродов, обеспечивающих получение качественных швов;

перемешивание жидкого металла  увеличивает время существования  сварочной ванны, что зачастую приводит к улучшению качества сварных  швов;

в сварных швах, выполненных в  виде серии узких валиков, наплавляемых без поперечных колебаний, обычно появляются цепочки пор; использование при сварке поперечных колебаний электрода часто устраняет пористость шва;

следует не допускать применения слишком  больших значений сварочного тока;

следует производить прокалку электродов перед сваркой;

при подозрении на плохое качество металла  проверить его на наличие сегрегации и включений.

 

 

Газовая полость - это полость произвольной формы, образованная газами, задержанными в расплавленном металле, которая не имеет углов. Газовая полость образуется в результате выделения газов при кристаллизации сварного соединения. Мелкодисперсные включения на поверхности границ раздела фаз служат центрами зарождения пузырьков газа.

Газовая пора - это газовая полость, обычно сферической формы, содержащая задержанный металлом газ. Поры образуются в результате перенасыщения жидкого металла газами, которые не успевают выйти на поверхность во время его быстрой кристаллизации.

 

Равномерно распределенная пористость - это группа газовых пор, распределенных равномерно в металле сварного шва (не путать с цепочкой пор). Сплошную пористость вызывает большое количество ржавчины и масла на кромках заготовок, а также влажный или крупный флюс.

Скопление пор - это группа газовых полостей (три или более), расположенных кучно с расстоянием между ними менее трех максимальных размеров большей из полостей. Вызывается локальным скоплением ржавчины или масла на кромках заготовок.

Механизмы образования горячих трещин при сварке



Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


Горячие трещины являются одним из видов высокотемпературных межкристаллических разрушений. В зависимости от условий образования горячие трещины разделяются на кристаллизационные и подсолидусные. Трещины первого типа образуются, когда металл находится еще в твердо-жидком состоянии, трещины второго типа возникают ниже температуры солидуса Тc, т. е. после завершения процесса кристаллизации. Характер разрушения определяется тем, каково в данном сплаве соотношение температурного интервала твердо-жидкого состояния ΔТт-ж эффективного интервала кристаллизации ΔТэ и температурного интервала хрупкости ΔТхр (рис. 71). Нижние границы температурных интервалов ΔТэ и ΔТт-ж совпадают с температурой солидуса, а верхняя граница немного сдвинута в область более низких температур относительно верхней границы ΔТт-ж, так как из-за эффекта предусадочного расширения температура начала линейной усадки может находиться ниже температуры образования кристаллического каркаса. Разница между ΔТт-ж и ΔТэ, бывает весьма небольшой. Верхняя граница ΔТхр обычно близка к верхней границе ΔТт-ж,как это показано на рис. 71. Однако если металл при кристаллизации подвергается принудительной деформации, то перед срастанием каркаса кристаллитов может произойти их заклинивание. В этом случае верхняя граница ΔТхр может быть смещена в сторону более высоких температур.

Нижняя граница температурного интервала хрупкости ΔТхр, соответствующая положению эквикохезионной температуры Тэкв, может быть выше, равна или ниже температуры солидуса в зависимости от состава, свойств сплава, характера и условий его кристаллизации, определяющих механизм зарождения межкристаллического разрушения (кристаллизационные или подсолидусные трещины).

Горячие трещины обоих типов могут образовываться как в металле шва, так и в околошовной зоне сварных соединений. Это не изменяет их природы, но в то же время вносит определенные особенности в их зарождение, связанные с неодинаковыми условиями формирования химической и физической неоднородности кристаллического строения.

Например, имеются существенные различия в образовании жидких прослоек между кристаллитами (зернами) на завершающих этапах затвердевания металла шва и при оплавлении приграничных участков зерен околошовной зоны в процессе нагрева. Даже при одном и том же химическом составе присадочного и основного металлов строение, форма и состав жидких прослоек не могут быть одинаковыми в связи с разной природой процессов кристаллизации жидкого металла и оплавления зерен твердого металла. В последнем случае существенную роль играют исходная степень гомогенности основного металла, размер и форма его зерен и ряд других факторов.

В формировании подсолидусных трещин в металле  шва и околошовной зоны решающее значение имеет характер расположения и протяженность границ зерен, степень развития таких зернограничных процессов, как миграция границ зерен и межзеренное проскальзывание, а также степень развития сегрегационных явлений по границам.

Принятое иногда в литературе деление горячих трещин по месту их расположения в сварном соединении или по направлению их развития относительно оси шва не может внести существенного вклада в выяснение их природы, механизмов зарождения и разработку металлургических путей их предупреждения. Однако такой подход оказывается полезным при анализе влияния конструкции соединений и технологических факторов на образование и развитие горячих трещин в связи с возможными методами регулирования теплового воздействия и полей деформаций при сварке.

Шоршоров М.Х. "Горячие трещины при сварке жаропрочных сталей".

Билет № 18 Тестирование по экзаменационным билетам сварщика

Билет № 18

    Инструкция

  • Выберите один из вариантов в каждом из 10 вопросов;
  • Нажмите на кнопку "Показать результат";
  • Скрипт не покажет результат, пока Вы не ответите на все вопросы;
  • Загляните в окно рядом с номером задания. Если ответ правильный, то там (+). Если Вы ошиблись, там (-).
  • За каждый правильный ответ начисляется 1 балл;
  • Оценки: менее 5 баллов - НЕУДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, от 5 но менее 7.5 - УДОВЛЕТВОРИТЕЛЬНО, 7.5 и менее 10 - ХОРОШО, 10 - ОТЛИЧНО;
  • Чтобы сбросить результат тестирования, нажать кнопку "Сбросить ответы";
  1. Когда образуются горячие трещины?
    Через несколько минут после остывания сварного соединения ниже температуры 1000С.
    Во время кристаллизации металла шва.
    Через некоторое время после остывания сварного соединения до комнатной температуры.
  2. Укажите причины образования шлаковых включений при РДС?
    Неправильный выбор режимов сварки, применение некачественных электродов, плохая зачистка поверхности предыдущего слоя сварного шва.
    Применение электродов с толстой обмазкой, сварка без разделки кромок
    Сварка при повышенной влажности окружающего воздуха, или при низкой температуре.
  3. Как исправить швы с подрезом глубиной более 15% от толщины кромки?
    Механическим способом удалить металл в районе подреза и наложить ниточный шов.
    Место подреза заплавить ниточным швом.
    Сделать плавный переход механической выборкой от наплавленного валика к основному металлу.
  4. Какие из приведенных ниже групп сталей относятся к высокохромистым?
    03Х16Н9М2, 08Х18Н10, 10ХН1М.
    08Х13, 06Х12Н3Д, 1Х12В2МФ.
    10Х2М, 20ХМА.
  5. Каким инструментом пользуются при визуальном и измерительном контроле для обнаружения недопустимых поверхностных тещин в сварном шве?
    Шаблоном сварщика.
    Лупой и линейкой.
    Измерительным микроскопом.
  6. Что способствует появлению пор в металле шва?
    Сильный ветер при сварке на открытой площадке.
    Высокая скорость сварки.
    Слишком малый зазор в стыке.
  7. Кто подключает сварочный источник питания к распределительному щиту?
    Бригадир сварочной бригады или мастер.
    Сварщик, сдавший экзамен по правилам электробезопасности.
    Дежурный электрик.
  8. Чем обусловлено появление непроваров в корне шва?
    Малым зазором в стыке при сборке под сварку.
    Чрезмерным углом разделки кромок.
    Завышением силы сварочного тока при сварке.
  9. Что является отличительным признаком дуговой сварки порошковой проволокой?
    Использование электродной проволоки
    Использование электродной проволоки, состоящей из металлической оболочки, заполненной порошкообразным веществом.
    Порошковая проволока марки ПП-2ДСК
  10. От чего зависит выбор плотности защитного стекла для сварочной маски при РДС?
    От остроты зрения сварщика.
    От величины сварочного тока.
    От величины сварочного тока и напряжения на дуге.
      

Как предотвратить сварку горячих трещин?

Сварочная трещина является одним из наиболее распространенных серьезных дефектов при сварке заготовок. Сварочные трещины могут быть классифицированы различными способами в зависимости от их положения, размера, причины и механизма. В соответствии с состоянием образования трещин, его можно разделить на горячую трещину, холодную трещину, разогрев трещины и пластинчатую слезу.

Как следует из названия, трещины, возникающие при высокой температуре во время сварки, называются горячими трещинами (термические трещины / тепловые трещины), которые генерируются при высокой температуре вблизи линии твердой фазы и характеризуются распределением вдоль границы зерна. Но иногда он может образовываться вдоль полигональных границ при температурах ниже линии твердого тела. Горячие трещины обычно возникают в металле сварного шва, но они также могут образовываться в основном металле вблизи линии сварки.

Различные металлические материалы (низколегированная высокопрочная сталь, нержавеющая сталь, чугун, алюминиевый сплав и некоторые специальные металлы и т. Д.) Будут давать различную морфологию и температурный диапазон термической трещины во время сварки. Горячие трещины можно разделить на кристаллизационные трещины, разжижения трещины и многосторонние трещины в зависимости от их процесса образования. Сегодня мы разрабатываем конкретные причины, характеристики и профилактику и лечение горячих трещин.

 

Кристаллизация трещины

Эти трещины в основном образуются при сварке примесей, содержащих углеродистую сталь, низколегированную сталь (например, с высоким содержанием S, P, C, Si) и однофазную аустенитную сталь, сплавы на основе никеля и некоторые алюминиевые сплавы. Эта трещина произошла вблизи линии твердой фазы в процессе кристаллизации пайки. Из-за усадки затвердевшего металла и недостаточного количества остаточного жидкого металла, которые приводят к межкристаллитному растрескиванию, происходящему под напряжением.

Как предотвратить кристаллизацию трещин?

Металлургия: с одной стороны, правильно отрегулировать состав металла при сварке, сократить диапазон хрупких температурных зон, контролировать содержание серы, фосфора, углерода и других вредных примесей при сварке; С другой стороны, очистить первичное зерно металла сварного шва, то есть, соответствующим образом добавив Mo, V, Ti, Nb и другие элементы;

Технический процесс: предварительный нагрев перед сваркой, контроль энергии в линии и уменьшение связывания стыков.

Сжиженная трещина

Это тип микротрещины, которая растрескивается вдоль границы зерен аустенита и обычно происходит в зоне термического влияния вблизи зоны трещин или между слоями. Обычно это происходит из-за переплавления эвтектических компонентов на границе зерен аустенита в ближнем шве. зона или между сварными слоями при высокой температуре и растрескиванием аустенитных зерен под действием растягивающего напряжения.

Как предотвратить разжижение трещины в зоне трещины?

Эти меры по предотвращению образования трещин в основном соответствуют кристаллической трещине. Особенно с точки зрения металлургии, эффективно снизить содержание эвтектических элементов, таких как сера, фосфор, кремний и бор, насколько это возможно. С точки зрения технологии, энергия линии и вогнутость линии плавления могут быть уменьшены.

Полигональная трещина

Полигонизационная трещина образуется в процессе полигонизации, высокая температура приводит к очень низкой пластичности. Такого рода трещина не распространена, и мы не разрабатываем ее здесь сегодня. Профилактические меры по добавлению таких элементов, как Mo, W и Ti, к сварному шву могут улучшить энергию поляризации.

 

По сравнению со сталью общего назначения никельсодержащая нержавеющая сталь с большей вероятностью может создавать термические трещины, которые могут возникать в сварочных швах и зоне термического влияния. Чем выше содержание никеля, тем больше тенденция к образованию горячих трещин и тем больше неконтролируемый. Поэтому при сварке 304 заготовок необходимо уделять внимание предотвращению образования горячих трещин.

Образование трещин при сварке

Сварка при помощи машины контактной сварки часто сопровождается появлением микротрещин, заметно влияющих на прочность сварных соединений. Скрытые трещины опасны и могут в любой момент вызвать разрушение конструкции. Причины возникновения трещин могут быть различны, в общем случае все трещины подразделяют на горячие и холодные, в зависимости от температуры их образования.

Горячие трещины. Условия возникновения

Горячие трещины образуются при температуре, близкой к точке кристаллизации металла (порядка 1300-1400 градусов). Их зарождение обусловлено двухфазным состоянием металла, когда одна часть еще находится в жидком состоянии, а другая уже кристаллизовалась. В таком состоянии материал малопластичен и хрупок. В это время в сварном шве могут возникнуть деформации растяжения, вызванные усадкой металла. Расплавленный металл кристаллизуется слоями, с этим и связан характер горячих трещин, возникающих, как правило, в межкристаллических прослойках.

Каждый металл имеет свой температурный интервал, в пределах которого он становится очень хрупким. Чем меньше нижняя граница этого интервала, тем вероятнее появление трещин при его контактной сварке. Большой риск образования горячих микротрещин имеют металлы, в чьем составе содержатся такие элементы, как сера, кремний, углерод и никель. Однако, следует отметить, что такой риск велик только в условиях малого содержания в металле легкоплавких включений. При увеличении их содержания вероятность образования микротрещин становится значительно меньше. Такое поведение швов при контактной сварке объясняется тем, что при малом содержании легкоплавких элементов (до 5%), они легко разрушаются, и по ним проходят микротрещины. Если объем этих включений возрастает до 15-20%, то они связывают между собой кристаллы металла, образуя тесные связи и делая металл более стойким к появлению трещин.

Холодные трещины. Причины образования

При сварке с помощью машину контактной сварки могут появляться и холодные трещины. Они образуются в сварных соединениях при более низких температурах, а именно порядка 300-500 градусов. Главным их отличием от горячих трещин является то, что они появляются не только в межкристаллических прослойках, но и проходят по самим зернам металла.

Причинами возникновения при контактной сварке трещин этого типа могут служить:

  • наличие в материале свариваемых деталей повышенного содержания легирующих элементов или углерода;
  • перегрев металла при сварке;
  • содержание в сварном шве водорода;
  • большие напряжения металла;
  • всевозможные дефекты сварного шва.

Наличие в металле легирующих элементов или углерода делает его очень чувствительным к быстрому охлаждению (свойственно контактной сварке). Быстрое падение температуры после отключения трансформатора от электрической цепи аппарата контактной сварки ведет к образованию трещин в месте сварки или около нее.

Свариваемость металлов

Определенные металлы имеют склонность к появлению во время сварки холодных или горячих трещин, поэтому часто говорят о «свариваемости» металлов, рассматривая ее как самостоятельное свойство. На самом деле такого свойства не существует, под этим понятием объединяют ряд характеристик металлов и условий контактной сварки, оказывающих влияние на прочность соединения и вероятность образования трещин.

В общем случае, сварить без трещин можно любые металлы, разница заключается лишь в том, что при контактной сварке одних практически никогда не возникает трещин, а для качественно сварки других необходимы специальные условия (предварительный нагрев, определенные способы сварки и пр.).

СВАРКА: Трещины в сварке

Структурные изменения, а также изменения напряженно-деформированного состояния, происходящие под влиянием термического цикла сварки, оказывают существенное влияние на образование сварочных трещин. Трещины, которые могут возникнуть в ЗТВ сварного соединения, причины возникновения которых связаны с технологией сварки, можно разделить на четыре группы:

Горячая трещина

Горячие трещины могут возникать в зонах ЗТВ, где температура материала близка к температуре солидуса.Эти трещины также могут возникать при гораздо более низких температурах. 0,5Тпл (Тпл - температура плавления) принимается за нижний предел образования горячих трещин. Образование этого типа трещин обусловлено жидкими фазами, возникающими на границах зерен при повышенных температурах, поэтому материал не может релаксировать имеющиеся усадочные напряжения за счет пластической деформации, напряжения, вызывающие трещины, возрастают по легкоплавким фазам, возникающим у зерен. границы.

В околошовной зоне, вблизи линии сплавления, в процессе сварки основной материал нагревается до температур несколько ниже температуры солидуса. Фазы на границах зерен, имеющие более низкие температуры плавления, чем исходный материал, могут плавиться и при определенных условиях растекаться в виде пленок по границам зерен. Наличие сульфидов, оксидов, карбидов, их форма и морфология имеют существенное значение для образования горячих трещин в ЗТВ сварного соединения.Растягивающие напряжения, возникающие в ЗТВ сварного соединения в процессе цикла охлаждения, могут повышать смачиваемость границ зерен фазами, которые изначально были глобулярными. Достаточно высокие растягивающие напряжения вызывают раздвигание зерен, границы которых, смоченные жидкими фазами, располагаются перпендикулярно направлению этих напряжений. Это приводит к образованию трещин.

Холодная трещина

Холодные трещины, называемые также водородными трещинами или замедленными трещинами, представляют собой явления местного разрушения сварного соединения и возникают при остывании сварного соединения, как правило, в интервале температур от 200 до 1000С или сразу после сварки, при отсутствии внешних воздействий. нагрузки.В некоторых случаях холодное растрескивание может произойти значительно позже окончания сварки, даже через несколько десятков часов. Образование этого вида трещин в сварных соединениях обусловлено одновременным действием трех явлений:

  • упрочнение стали под воздействием процесса сварки,

  • наличие водорода в сварном шве и околошовной зоне сварного соединения,

  • наличие напряжений и деформаций, возникающих в результате процесса сварки, проводимого в условиях защемления.

Существует множество факторов, которые могут влиять на образование холодных трещин в сварных конструкциях. Основные из них:

  • физико-химические свойства свариваемого материала и дополнительных материалов,

  • условия сварки,

  • условия окружающей среды,

  • конструктивные соединения сустава.

Методы предотвращения образования холодных трещин вытекают из анализа факторов, вызывающих данный вид трещин в сварных соединениях, и состоят из:

  • ограничение содержания водорода в шве и ЗТВ сварного соединения,

  • влияние на превращение стали в ЗТВ,

  • снижение напряжений в сварном соединении.

Ограничение содержания водорода достигается выбором маловодородных способов и дополнительных материалов, термической обработкой (сушка) дополнительных материалов перед сваркой (покрытые электроды, флюсы), удлинением времени охлаждения ЗТВ в диапазоне температур от 300 до 100 °С. .

Воздействие на превращения стали в ЗТВ можно реализовать за счет увеличения погонной энергии дуги, применения предварительного подогрева свариваемых элементов и послесварочной термообработки.

Снижение напряжений в сварном соединении достигается за счет ограничения монтажных ограничений, ограничения влияния уже выполненных соединений на уже выполненные, ограничения влияния собственного веса свариваемых элементов.

В ряде случаев эффективными методами являются предварительная сварка свариваемых деталей аустенитным или ферритным металлом (не закаленным при сварке) или сварка дополнительными материалами, обеспечивающими получение аустенитной структуры.

Пластинчатые трещины

Пластинчатые трещины обусловлены наличием полос включений, в основном сульфидов, расположенных на поперечном сечении листа параллельно направлению прокатки. Эти включения снижают пластические свойства листа в направлении его толщины и под действием усадочных напряжений сварных швов вызывают образование трещин с характерным ступенчатым течением при температурах ниже 200 °С. При наличии высоких усадочных напряжений происходит потеря сцепления на границе раздела, включение матрицы и образование пустоты.При наличии достаточно высоких растягивающих напряжений микротрещины, образовавшиеся на полосчатых включениях, могут смыкаться друг с другом в горизонтальном направлении. Наличие плоских трещин на разных уровнях по отношению к поверхности листа вызывает сильную концентрацию напряжений в зонах между трещинами, что приводит к сдвигу материала матрицы между ними. Таким образом, плоскости разломов, параллельные поверхности плиты (террасы), соединяются перпендикулярными переходами (разломами).

Процесс пластинчатого растрескивания может усугубляться воздействием диффузионного водорода, вводимого в материал при сварке, что способствует процессу развития микротрещин, образующихся на неметаллических включениях.

Пластинчатые трещины возникают в основном в соединениях, характеризующихся значительной степенью защемления, в которых склонный к растрескиванию лист деформируется в направлении, перпендикулярном его поверхности. Эти трещины возникают в основном в тавровых и поперечных соединениях, при односторонних или двусторонних стыковых или угловых швах.

На пластинчатый перелом влияют следующие факторы:

  • общее содержание неметаллических включений, их тип, размер и распределение,

  • химический состав стали

  • уровень напряжения сдвига при охлаждении соединения,

  • содержание диффузионного водорода.

Схема образования пластинчатых трещин

Повторный нагрев трещин

Трещины от повторного нагрева, называемые также трещинами от термической обработки, возникают в перегретом участке ЗТВ низколегированных сталей, а также аустенитных и хромоникелевых сталей.Трещины этого типа возникают в двух диапазонах температур:

Растрескивание сварных элементов при нагреве до температуры отжига связано с применением слишком высокой скорости нагрева этих элементов. Термические напряжения, возникающие в нагретом элементе, в сочетании со структурными напряжениями приводят к образованию трещин. Та часть ЗТВ, в которой в результате процесса сварки образовались горячие или холодные зародыши трещин, наиболее подвержена растрескиванию при нагреве до температуры отжига.

Растрескивание сварных элементов в интервале температур отжига связано в первую очередь с повышением хрупкости ЗТВ сварного соединения, вызванным выделением вторичных фаз (чаще всего карбидов) из твердого раствора.

В низколегированных Cr-Mo-V сталях эти трещины появляются в крупнозернистой области ЗТВ, которая обычно характеризуется бейнитно-мартенситной игольчатой ​​структурой с некоторым количеством остаточного аустенита. В процессе сварки в результате термического цикла сварки значительная часть карбидов переходит в твердый раствор, а границы первичных аустенитных зерен также обогащаются легирующими добавками.При нагреве до температуры отжига и на первом этапе отжига происходит выделение карбидов. Этот процесс приводит к значительному затвердеванию осадков внутри зерна.

В процессе отжига релаксация напряжений происходит за счет деформации материала, в случае значительного дисперсионного упрочнения внутренней части зерен эти деформации будут происходить по границам зерен. В условиях пониженной энергии границ зерен (например, в результате сегрегации примесей к границам зерен) возникают так называемыеклиновые трещины. Выделение карбидов по границам зерен затрудняет скольжение зерен относительно друг друга и тем самым повышает прочность конструкции и снижает ее пластичность. При этом возникают условия для зарождения пустот на частицах, лежащих в границах зерен, а затем и для их объединения.



Схема образования трещин при повторном нагреве

Существенное влияние на протекание трещинообразования под действием повторного нагрева оказывают технологические параметры процесса сварки.Сварка с малой погонной энергией способствует разрушению за счет значительного пересыщения крупнозернистой части ЗТВ и увеличения напряжений в сварном соединении. Использование предварительного нагрева или более высоких линейных энергий сварки снижает скорость охлаждения в ЗТВ сварного соединения, тем самым уменьшая пересыщение и снижая напряженное состояние.

Для устранения трещин, вызванных повторным нагревом, применяют нагрев до температур 650 - 700°С для ферритных сталей и ок.1050°С для аустенитных сталей с последующим быстрым охлаждением после нагрева.

.

Как предотвратить заваривание горячих трещин?

Сварочная трещина является одним из наиболее распространенных серьезных дефектов сварных деталей. Трещины в сварных швах можно классифицировать по-разному в зависимости от их местоположения, размера, причины и механизма. В зависимости от состояния образования трещин их можно разделить на горячие трещины, холодные трещины, трещины повторного нагрева и пластинчатые трещины.

Как следует из названия, высокотемпературными трещинами при сварке называют горячие трещины (термические трещины/термические трещины), которые образуются при высокой температуре вблизи сплошной линии и характеризуются вдоль границы зерен.Но иногда он может образовываться по границам полигона при температурах ниже сплошной линии. Горячие трещины обычно возникают в металле шва, но могут также образовываться в основном металле вблизи линии сварки.

Различные металлические материалы (высокопрочная низколегированная сталь, нержавеющая сталь, чугун, алюминиевый сплав и некоторые специальные металлы и т. д.) дают различную морфологию и температурный диапазон для термического разрушения во время сварки. Горячие трещины можно разделить на трещины кристаллизации, трещины псевдоожижения и многосторонние трещины в соответствии с их различным процессом образования.Сегодня мы обсудим конкретные причины, характеристики, а также профилактику и лечение горячих трещин.

Кристаллизационная трещина

Эти трещины в основном возникают при сварке примесей, содержащих углеродистую сталь, низколегированную сталь (например, с высоким содержанием S, P, C, Si) и однофазную аустенитную сталь, сплавы на основе никеля и некоторые сплавы алюминия. Трещина возникла вблизи линии твердых тел в процессе кристаллизации припоя.Из-за усадки затвердевшего металла и недостаточного количества остаточного жидкого металла, что привело к межкристаллитному разрушению, он находился под напряжением.

Как предотвратить кристаллизационные трещины?

Металлургия: с одной стороны, соответствующим образом корректировать состав сварочного металла, сокращать диапазон зоны хрупкости, контролировать содержание серы, фосфора, углерода и других вредных примесей при сварке; С другой стороны, улучшить исходное зерно сварного шва, то есть добавить Mo, V, Ti, Nb и другие элементы соответственно;

Технологический процесс: предварительный подогрев перед сваркой, контроль энергии линии и восстановление связи.

Конденсированный излом

Это тип микротрещины, которая разрывается по границе аустенитного зерна и обычно возникает во взрывоопасной зоне вблизи зоны разрушения или между слоями. Обычно это связано с повторным расплавлением эвтектических компонентов на границе аустенитных зерен вблизи зоны шва или между слоями шва при высокой температуре и растрескиванием аустенитных зерен под напряжением растяжения.

Как предотвратить разжижающее растрескивание вблизи зоны разрушения?

Эти присадки против разрушения, как правило, совместимы с разрушением кристаллов.Особенно в области металлургии эффективно снижается содержание эвтектических элементов, таких как сера, фосфор, кремний и бор. С точки зрения технологии энергия линии и вогнутость линии сплавления могут быть уменьшены.

Полигональная трещина

Трещина полигонизации образуется в процессе полигонизации, высокая температура вызывает очень низкую пластичность. Этот тип трещин не распространен, и мы не разрабатываем его сегодня. Меры по предотвращению добавления в сварной шов таких элементов, как Mo, W и Ti, могут улучшить энергию поляризации.

По сравнению со сталью общего назначения никельсодержащая нержавеющая сталь более склонна к образованию термических трещин, которые могут возникать в сварных швах и околошовной зоне. Чем выше содержание никеля, тем больше склонность к образованию горячих трещин и больше неуправляемость. Поэтому при сварке элементов 304 необходимо соблюдать осторожность, чтобы не допустить образования горячих трещин.

.

Холодные трещины в сварных швах | Инженер по качеству

Холодное растрескивание

Трещины являются основной причиной дефектов после процесса сварки.
Они представляют опасность для прочности сварного шва.

По технологическим трещинам их можно разделить на:
холодные,
горячие,
пластинчатые,
отожженные.

В этой статье я хотел бы более подробно остановиться на холодных трещинах.

Холодные трещины могут возникать в сварном шве или в ЗТВ.В основном они встречаются в мартенситных сталях.

Холодные трещины вызываются двумя факторами:
превращением аустенита в мартенсит (разрушение, вызванное мартенситным охрупчиванием),
водородом (растрескивание шва).

В первом случае растрескивание обычно начинается с края или корня шва.

Это связано с разницей температур Ms (начало мартенсита) между основным материалом и сварным швом. Ms в основном определяет содержание углерода и легирующих элементов.
Холодное растрескивание из-за мартенситной хрупкости может возникать как в сварном шве, так и в зоне термического влияния. Если сварной шов имеет более высокую прокаливаемость, чем ЗТВ, в сварном шве появятся трещины, и наоборот.
Это связано с взаимным упрочнением сварного шва и ЗТВ.
Трещины под швом из-за диффузии водорода. Водород диффундирует в аустенит.
Пока соединение остается аустенитным, водород диффундирует к основному материалу. Происходящее перлитное или мартенситное превращение снижает растворимость водорода в сварном шве.Это вызывает диффузию водорода из сварного шва через линию сплавления в ЗТВ, которая остается аустенитной.

Водород в ЗТВ концентрируется под стежком. При дальнейшем охлаждении происходит мартенситное превращение. Мартенситный фронт встречается с водородным фронтом. Насыщение мартенсита водородом делает его очень хрупким, отсюда и растрескивание под швом.
Растрескивание с задержкой по времени — еще один тип холодного растрескивания. Это растрескивание характеризуется тем, что оно возникает через некоторое время после завершения сварки.
Растрескивание не распространяется непрерывно. Водород играет здесь существенную роль. Он распространяется в места, где возникает наибольшее гидростатическое напряжение. Эти области представляют собой область под дном надреза или трещины и располагаются на краю зоны пластической деформации. Концентрация водорода в этих областях увеличивает хрупкость и возможность образования трещин.

Растрескивание "шевронов", характерных "елочек" в стыках, тоже, скорее всего, вызвано водородом.
Трещины возникают после сварки с использованием основного флюса или электродов, не высушенных непосредственно перед процессом.
Первая стадия разрушения – межкристаллитное водородное разрушение, образовавшееся в предыдущих проходах, а вторая стадия – их дальнейшее развитие по трансхрупкому механизму разрушения, обусловленному избытком водорода.


Склонность материала к холодному разрушению можно рассчитать математически.
Для образования холодных трещин основными факторами являются:
повышенная прокаливаемость стали,
избыток водорода,
напряжение.

Прокаливаемость в процессе сварки определяется химическим составом, массой свариваемых деталей, температурой сварки, температурой охлаждения и условиями сварки.

Практически установлено, что Ce <0,45% и твердость ЗТВ не превышает 350HV, материал хорошо сваривается. Значения Ce

и твердость HAZ можно рассчитать по формулам суммы.

Се – химический эквивалент углерода, хорошо известный всем сварщикам

Закалка в ЗТВ зависит от приведенной ниже формулы Секоэффициент жесткости К в зависимости от толщины свариваемых элементов

k = 70*g, при g = <40 мм
k = 2800, при g > 40

g - толщина листа

С учетом всех вышеперечисленных факторов , Ito и Bessyo вывели уравнение, описывающее склонность материала к холодному растрескиванию

HD- содержание диффузионного водорода (мл/100г металла шва)
RFy- коэффициент жесткости
Pcm - параметр, характеризующий хрупкость, связанную с фазовыми переходами.

считается, что при Pw < 0,3 трещин нет, при Pw > 0,4 ​​трещины появляются неизбежными.

Для снижения возможности возникновения холодных трещин следует применять следующие процедуры:
уменьшить количество диффундирующего водорода перед выбором соответствующих электродов
уменьшить жесткость конструкции
использовать метод сварки, исключающий возникновение мартенситного трансформация

Ниже приведена схема, показывающая причины и методы предотвращения ) холодных трещин

Автор: Артур Мыдларз

.Рис. Размеры и форма образца для испытания по Хаулдкрофту

Рис. 2. Размеры и геометрия образца для испытания по Хаулдкрофту

Деформации связаны с формированием температурных полей -

при сварке, т.е. можно определить

площадь возникновения дефектов на основе локального распределения

пластических деформаций или местных остаточных напряжений

.Влияние химического состава на растрескивание до сих пор не

можно определить с помощью численного анализа.

Для возможности анализа образования

горячих трещин были проведены следующие

испытания:

- определение требуемых данных материала,

- сварочные испытания,

- численные анализы.

Часть исследований в этой области представлена ​​в документе

ниже.

Оценка склонности к горячему растрескиванию

Горячие трещины возникают в сварных соединениях при

их сварке. Явление горячей трещины в основном связано с появлением жидкой фазы в микроструктуре.

Эта фаза присутствует в области сварного шва при его кристаллизации

и в области линии сплавления, а также в нагретых до высоких температур

участках околошовной зоны.

Кроме того, тонкие пленки жидкого металла могут образовываться при температурах

значительно ниже температуры солидуса

рассматриваемого сплава.За счет сегрегации компонентов - сплавов

и наличия примесей диапазон интервалов температур замерзания

значительно расширен.

С точки зрения возникновения горячих трещин их можно разделить на:

- кристаллизационные трещины, возникающие при затвердевании -

сварные швы;

- ликвационные трещины, возникающие в ЗТВ (точнее,

как в части, включающей родной материал, так и в части

, частично переплавленной), а также возникающие при многослойной сварке, возникающие в результате нагрева

ранее сшитых швов;

- трещины полигонизации - образуются при сварке

в результате падения прочности при высоких температурах

температур.Подобно кристаллизации, они могут присутствовать как в ЗТВ, так и в основном материале

, а также в многослойной сварке.

Вообще говоря, горячая трещина определяется как

разделение материала по границе зерна до

при высоких температурах, где уровень напряжения

и скорость деформации превышает определенное значение. Охлаждение

сварного соединения вызывает растягивающие напряжения, а значит, и пластические деформации.

Если в данной области

деформационная способность низка, потенциал пластической деформации

деформации материала исчерпан и возникает трещина.

Испытания на склонность металлических материалов к горячему растрескиванию

можно разделить по различным признакам и, например,

могут быть следующие испытания:

- стандартизированные,

- ненормированные.

По методу форсирования жесткости в зоне

стыков:

- испытания т.н.собственное усиление,

- испытания с принудительным усилением (в т.ч. испытания "Варэ-

деформация" и "Трансварэстрейнт").

По методу «нагружения материала»:

- испытания в реальном тепловом цикле,

- испытания в имитации термического цикла в процессе сварки

.

Как уже упоминалось во введении, численные анализы горячих трещин уже проводятся в диапазоне температур хрупкости

, так называемыхBTR (температурный диапазон хрупкости).

Кристаллизационные трещины образуются в фазе конечной кристаллизации -

лизация при температурах несколько выше температуры солидуса

и появляются по границам зерен, где имеется

тонкая пленка жидкости, замкнутая на отдельных участках -

(рис. 1). Они совпадают с диапазоном температур

БТР хрупкости, характеризующейся почти нулевыми -

м и значениями относительного удлинения.

Для определения предельного состояния необходимо рассчитать значение полной пластической деформации

в зоне БТР. В программе SYSWELD параметр «суммарные пластические деформации в БТР» был определен как

, а также

во входных данных будут заданы диапазоны температур -

оборотов БТР, определенные экспериментально. В дальнейших работах

также будут определены нулевые значения прочности

и удлинения в диапазоне БТР.

Кроме вышеперечисленных испытаний, значительную часть работ составляет

проведение испытаний на горячее растрескивание при сварке.

Для этого был выбран тест Хоулда-

Крофта в условиях переменной жесткости сустава (рис. 2).

Этот тест можно проводить как методом

TIG, так и методом MIG (с одним условием: образцы для каждого из методов

различаются по размеру (рис. 2). Однако в буквальном

В природе можно найти информацию о том, что размеры этих образцов

не являются обязательными и могут быть изменены.Форма образца

для теста Хоулдкрофта имеет вид «елочки» с переменной жесткостью -

нагрузка, т.е. предполагается, что трещина появится сразу

в начале в месте максимальной жесткости и исчезают

в области, где она уже значительно ниже (значения локальных пластических деформаций

и остаточных напряжений

изменяются вдоль образца вместе с изменением жесткости образца

).

Метод

W W1W2W L L1L2P G

TIG 44.6 22.9

TIG 44.6 22.3 19 000 6.4 76 6 70 8.5 1

MIG 140 70 60 20 240 20 220 23 3

Усаживание затвердевания

Тепловая усадка

Внешние нагрузки

Высокий

пластичность

циркуляция жидкости

BTR - диапазон температур хрупкости

низкая пластичность -> горячая трещина

.

Холодный крекинг

Трещины являются основной причиной дефектов, образующихся после процесса сварки. Они представляют угрозу для прочности сварного шва.

Трещины, обусловленные технологией, подразделяются на:

  • холодный,
  • горячий,
  • ламераль,
  • отожженный.

В этой статье я хотел бы более подробно остановиться на холодных трещинах.

В сварном шве или ЗТВ могут появиться холодные трещины.В основном они встречаются в мартенситных сталях.

Холодные трещины вызываются двумя факторами:

  • превращение аустенита в мартенсит (разрушение, вызванное мартенситным охрупчиванием),
  • водород (трещина под швом).

В первом случае растрескивание чаще всего начинается с кромки или корня шва. Это связано с разницей температур Ms (начало мартенсита) между основным материалом и сварным швом. Ms в основном определяет содержание углерода и легирующих элементов.Холодное растрескивание из-за хрупкости мартенсита может происходить как в сварном шве, так и в зоне термического влияния. Если сварной шов имеет более высокую прокаливаемость, чем ЗТВ, в сварном шве появятся трещины, и наоборот. Это связано с взаимным упрочнением сварного шва и ЗТВ.

Трещины под швом из-за диффузии водорода. Водород диффундирует в аустенит. Пока соединение остается аустенитным, водород диффундирует к основному материалу. Происходящее перлитное или мартенситное превращение снижает растворимость водорода в сварном шве.Это вызывает диффузию водорода из сварного шва через линию сплавления в ЗТВ, которая остается аустенитной. Водород в ЗТВ концентрируется под стежком. При дальнейшем охлаждении происходит мартенситное превращение. Мартенситный фронт встречается с водородным фронтом. Насыщение мартенсита водородом делает его очень хрупким, отсюда и растрескивание под швом.

Растрескивание с задержкой по времени — еще один тип холодного растрескивания. Это растрескивание характеризуется тем, что оно возникает через некоторое время после завершения сварки.Трещины не распространяются непрерывно. Водород играет здесь существенную роль. Он распространяется в места, где возникает наибольшее гидростатическое напряжение. Эти области представляют собой область под дном надреза или трещины и располагаются на краю зоны пластической деформации. Концентрация водорода в этих областях увеличивает хрупкость и возможность образования трещин.

Растрескивание "шевронов", характерных "елочек" в стыках, тоже, скорее всего, вызвано водородом.

Трещины возникают после сварки с использованием основного флюса или электродов, не высушенных непосредственно перед процессом. Первая стадия разрушения – межкристаллитное водородное разрушение, образовавшееся в предыдущих проходах, а вторая стадия – их дальнейшее развитие по механизму транскристаллитного хрупкого разрушения, обусловленного избытком водорода.

Склонность материала к холодному разрушению можно рассчитать математически. При образовании холодных трещин основными факторами являются:

  • повышенной прокаливаемости стали,
  • избыток водорода,
  • напряж.

Прокаливаемость в процессе сварки определяется химическим составом, массой свариваемых элементов, температурой сварки, температурой охлаждения и условиями сварки. Практически установлено, что С и <0,45% и твердость ЗТВ не превышает 350HV, материал хорошо сваривается. Значения C e и твердость ЗТВ можно рассчитать по формулам суммы.

C e - химический эквивалент углерода, хорошо известный всем сварщикам

Закалка в SWC зависит от C e по формуле

ниже

Hv = 1200Ce-200

Важным фактором является также т.н.коэффициент жесткости К зависит от толщины свариваемых элементов

k = 70 * g, когда g = <40 мм

k = 2800 при g > 40

г- толщина листов

Принимая во внимание все вышеперечисленные факторы, Ито и Бессио вывели уравнение, описывающее склонность материала к холодному растрескиванию

H D - содержание диффузионного водорода (мл/100г металла шва)

R Fy - коэффициент жесткости

P см - параметр, характеризующий хрупкость, связанную с фазовыми переходами.

считается, что при Р w < 0,3 трещин не возникает, при P w > 0,4 ​​появление трещин неизбежно.

Чтобы уменьшить вероятность возникновения холодных трещин, следует применять следующие процедуры:

  • снизить количество диффундирующего водорода перед выбором соответствующих электродов
  • уменьшить жесткость конструкции
  • использовать способ сварки, исключающий возникновение мартенситного превращения

На приведенной ниже схеме показаны причины и методы предотвращения (образования) холодных трещин

Автор: мгр инж.Артур Мыдларз 90 120 9000 3 .

Как сварить электродом ММА? С чего начать и каких ошибок не стоит делать?

Сварка покрытым электродом, выполненным из металлического стержня, покрытого спрессованной оболочкой, или сварка ММА, является наиболее универсальным, наиболее часто применяемым и одним из древнейших способов сварки. Этот процесс заключается в расплавлении плавкого электрода с покрытием и свариваемого материала теплом электрической дуги путем ручного перемещения электрода под прямым углом вдоль свариваемого материала. В этом процессе образуется сварной шов из расплавленного стержня электрода, металлических компонентов электрода и расплавленного сварного шва.В процессе образуются газы и шлак, задачей которых является защита сварочной ванны от доступа атмосферного воздуха. Расстояние между границей шлака и сварочной ванной можно регулировать с помощью сварочного тока и угла наклона электрода. К важным функциям крышки также относятся: стабилизация сварочной дуги, введение в зону сварки раскисляющих элементов. Состав покрытия зависит от свариваемого материала. Электроды сварочные обычно выпускаются с диаметром стержня 1,6 - 6,0 мм.Диаметр покрытого электрода выбирают в зависимости от толщины и типа свариваемого материала. На скорость сварки покрытым электродом влияет не только мастерство сварщика, но больше всего диаметр электрода и сила тока.

Типы покрытых электродов:

Основные электроды (Б) - отличаются высокой пластичностью, высокой стойкостью к холодному и горячему растрескиванию. Основные электроды перед сваркой должны быть высушены при температуре 300-350°С в течение ок.1 - 3 ч и хранят в специальных термосах. Сварку основным электродом можно вести во всех положениях, кроме положения сварки сверху вниз. Для этого типа электрода рекомендуется сварка постоянным током с положительной полярностью на электроде. Следует помнить, что полярность влияет на скорость плавления электрода, а также на глубину проплавления. Основные электроды чаще всего используются при сварке толстых профилей.

Кислотные электроды (А) - сварка электродом с кислым покрытием, по сравнению с другими электродами, характеризуется большей склонностью к образованию кристаллических трещин.Сварка может выполняться в положении сварки под наклоном, сварке сбоку и, в ограниченной степени, в вынужденных положениях. Чаще всего с этим электродом мы используем сварку переменным током или также используем постоянный ток с отрицательной полярностью.

Электроды целлюлозные (Ц) - применяются для монтажных работ на воздухе в связи с малой чувствительностью к сложившимся погодным условиям. Они позволяют производить сварку во всех положениях, особенно в вертикальном положении сверху вниз, позволяют делать провары электродами диаметром от 4 мм.Их нельзя сушить и сварку чаще всего производят переменным или постоянным током с положительной полярностью на электроде.

Рутиловые электроды (R) - самые универсальные электроды, обеспечивают хорошую стабильность дуги, а сами электроды не требуют сушки. Это очень хороший выбор при сварке тонких элементов, сам шов получается гладким, а шлак легко удаляется. Сварка производится переменным током или постоянным током с отрицательной полярностью на электроде.

Электроды специальные - это покрытия РА (рутил-кислотные), RB (рутил-основа), RC (рутил-целлюлоза), RR (толстое рутиловое покрытие электродов).

В процессе сварки очень важную роль будет играть род тока и полярность, которые будут выбраны в соответствии с рекомендациями производителя электрода. Диаметр электрода с покрытием также всегда должен быть соответствующим. Сварка постоянным током с положительной полярностью на электроде приводит к тому, что электрод плавится быстрее, потому что на нем выделяется больше тепла.Сварка с отрицательной полярностью на электроде вызывает большее нагревание материала заготовки, что приводит к лучшему плавлению. Положительная полярность применяется при использовании основных электродов и сварке цветных металлов, таких как алюминий и его сплавы, бронза, никель. Использование переменного тока позволяет при равномерной нагрузке электрической сети и минимальном отклонении дуги производить сварку с большей силой тока и электродами большего диаметра.Минусом использования этого тока будет меньшая стабильность дуги и проблема с оплавлением некоторых типов электродов.

Следующим параметром, который определяется типом материала, диаметром электрода и положением сварки, является сила тока. Его всегда следует адаптировать к диаметру используемого электрода. В зависимости от сварочного тока он влияет на глубину проплавления и скорость сварки. При слишком большом токе электрод с покрытием очень быстро плавится и увеличивает объем сварочной ванны, при слишком малом токе сварной шов имеет неправильную форму и мы не получим сплав. Можно считать общим правилом, что на 1 мм диаметра электрода нам нужно 30-40 А. Если мы видим, что при сварке покрытым электродом наш электрод слишком быстро плавится, то силу тока следует изменить до получения удовлетворительного результата .

Результирующим параметром при дуговой сварке является напряжение дуги, которое зависит от длины дуги, типа покрытия и силы тока. Этот параметр влияет на перенос металла в дуге и глубину проплавления, а также влияет на скорость сварки.По мере увеличения длины дуги она становится менее стабильной и увеличивается количество брызг. Если дуга слишком короткая, тепло, необходимое для плавления материала, не вырабатывается.

С чего начать сварку и каких ошибок нельзя допускать?

При начале сварки электродом с покрытием необходимо правильно подобрать электрод по толщине свариваемого материала и определить силу тока, чтобы эффективность сварки была наилучшей. Следует также отметить, что для того, чтобы процесс сварки проходил максимально эффективно, большое значение для комфорта нашей работы и скорости сварки может иметь качество таких принадлежностей, как сам электрододержатель или сварочный кабель. к укладке шва.

Если мы имеем дело с новым материалом, то стоит подготовить образец материала на материале, на котором мы сможем протестировать несколько настроек. Помните, что свариваемые элементы следует хорошо очистить от ржавчины, например, с помощью углошлифовальной машины или проволочной щетки.

Таким образом, мы будем иметь дело с первой ошибкой, которую мы можем совершить, а именно с неочищенным материалом, который приводит к сбою правильного процесса переплавки. Следующая проблема — слишком низкая или слишком высокая сила тока.Слишком низкий сварочный ток вызывает нестабильность дуги, отсутствие сплавления с основным материалом, мы также заметим, что наш электрод часто прилипает к свариваемому материалу. Визуально мы увидим, что наш сварной шов неправильный. Однако, если мы уверены, что ток дуговой сварки и напряжение дуги подобраны правильно для нашего материала, стоит убедиться, что наш сварочный аппарат MMA имеет дополнительные функции, а именно функцию Anti-Stick, которая облегчит нам отделите электрод, когда он прилипает к материалу.С другой стороны, функция Arc-Force сделает более стабильной дуговую сварку на короткой дуге, а функция Hot-Start, помогающая поджечь электрод при начале сварки, является очень важной функцией не только при сварке на слабом токе, но и при использовании электродов с худшим воспламенением.

В противоположной ситуации, когда сварочный ток слишком большой, мы сразу заметим гораздо большее количество брызг. Когда мы свариваем тонкий материал, мы не можем избежать прожигания материала и образования в нем отверстий.При слишком большом сварочном токе свариваемый материал также будет подвергаться значительной деформации, что отрицательно скажется на прочности нашей конструкции и, как следствие, может привести к повреждению свариваемого элемента.

Еще одна вещь, на которую следует обратить внимание, — это скорость сварки. Этот элемент во многом будет зависеть от мастерства сварщика. Опыт и умение проводить электрическую дугу позволят получить сварной шов наилучшего качества.При сварке покрытым электродом, когда скорость сварки слишком низкая, мы можем сжечь и деформировать наш основной материал, как и в случае слишком большого сварочного тока. Если мы сварим слишком быстро, металл, который мы переносим электрической дугой, не успеет вплавиться в наш основной материал, мы сразу заметим, что наш шов будет узким и неровным в сварном соединении.

Сварочные аппараты ММА Патона << См.

Правильное удержание электрододержателя во время сварки позволит нам влиться в материал.Наклон электрода в направлении сварки позволит добиться большей глубины провара при сохранении меньшей ширины и высоты забоя. Наклон электрода в направлении, противоположном направлению сварки, приводит к меньшему проплавлению, более широкой и крупной поверхности. Самый оптимальный угол для держания электрода для начала будет 70 градусов.

Также стоит обратить внимание не только на подбор диаметра электрода, но и на правильное хранение электродов - это тоже ключевой фактор в случае сварки ММА.. Намокать их нельзя, лучше хранить в сухом помещении с температурой около 20°С и влажностью ниже 50%. Однако в случае намокания электродов их следует прогревать около 1-3 часов при температуре около 300-350°С. Помимо электрода, на качество сварки влияет и сам сварочный аппарат.

Если вы хотите купить качественный инверторный сварочный аппарат , обратите внимание на его параметры. Очень важным параметром, помимо мощности сварочного аппарата, определяющим диаметр используемых электродов и толщину свариваемого материала, является рабочий цикл.Он рассчитывается в процентах в 10-минутном цикле, значит, сварочный аппарат с скважностью 40% будет работать на номинальном токе 4 минуты, после чего ему нужно будет охладить аппарат в течение 6 минут. Производители, помимо рабочего цикла, приведенного для максимальной силы тока, также предусматривают 100%-й цикл. Например, аппарат мощностью 200А и скважностью 40% достигает 100%-го цикла при 126А, что позволяет вести непрерывную сварку покрытыми электродами диаметром до 3,2 мм. Если наше устройство будет использоваться часто, и мы предполагаем сварку более толстых элементов, нам будет важно сделать этот цикл как можно большим.Также стоит обратить внимание на текущее напряжение при зажигании дуги, это параметр, который при достаточно высоком значении облегчит нам начало сварки покрытыми электродами, даже теми, которые имеют проблемы с зажиганием. Очень важной функцией также является защита от перепадов напряжения, что позволяет корректно эксплуатировать устройство даже в диапазоне напряжений 170В - 260В.

Умелая ручная электросварка зависит не только от умения самого сварщика, но и от возможностей сварщика - как уже отмечалось, ключевым будет значение силы тока или стабильное напряжение дуги.Также следует помнить, что низкая скорость сварки будет зависеть и от положения сварки — в вынужденных положениях, где у сварщика гораздо меньше пространства для маневра, процессы сварки ММА всегда будут медленнее, чем, например, метод сварки МИГ-МАГ. .

При выборе стоит опираться на европейских производителей, которые используют комплектующие самого высокого качества, давая своим покупателям уверенность в исправности устройств, гарантийный срок которых может составлять до 5 лет! Сварочные аппараты ПАТОН, предназначенные для ручной дуговой сварки, имеют прозрачное управление, благодаря чему выбор сварочного тока покрытым электродом всегда максимально прост.

Подробнее об ошибках сварки ММА вы можете узнать из видео блогера Pirana.

.

Трещины на пятках могут быть признаком болезни. Как ухаживать за кожей пяток?

Трещины на пятках — распространенная проблема, которая затрагивает многих людей. Чаще всего это стыдно, некрасиво и неприятно, но не опасно для здоровья. Однако в некоторых случаях трещины настолько велики, что боль делает невозможным хождение. Проблема становится серьезной, когда инфекция развивается в поврежденной коже. Узнайте, почему трескаются пятки. Как ухаживать за кожей пяток и предотвратить появление трещин?

Трещины на пятках не только некрасивы, но и часто являются источником боли и смущения.Трещины на пятках вызваны сухостью или утолщением эпидермиса, который трескается под давлением. Когда кожа вокруг пяток становится сухой и утолщенной, она теряет свою упругость и эластичность и легко рвется под давлением, например, при ходьбе. Это приводит к неэстетичным, болезненным и даже кровоточащим ранам на пятках.
Большинство мелких трещин на пятках можно вылечить в домашних условиях при правильном уходе, но иногда может потребоваться помощь специалиста. Регулярный педикюр помогает поддерживать кожу пяток в хорошем состоянии.Гладкая и увлажненная кожа менее склонна к растрескиванию. Люди, которые от природы подвержены болезненному треску на пятках, находятся в худшем положении. Они чаще всего страдают ожирением, женщинами на поздних сроках беременности или сахарным диабетом – эти факторы повышают риск возникновения неприятных недугов.

Почему трескаются каблуки?

Трещины на пятках , сухая и мозолистая, могут возникать по ряду причин. Трещины, вызванные разрывом, могут вызывать боль при ходьбе и кровоточить.В крайних случаях боль после перелома пятки становится нестерпимой, рана увеличивается в размерах и происходит инфицирование. О таких случаях следует немедленно сообщать врачу, который назначит соответствующее лечение. Также будет принято решение о проведении анализов, исключающих наличие серьезных заболеваний. Ступни лишены сальных желез, поэтому уровень естественной увлажненности кожи крайне низок.

См. также

Из-за чего ломаются ноги?

  • Недостаточный уход - слишком агрессивный педикюр или недостаток ухода за ногами может привести к сухости и шелушению эпидермиса.Людям, страдающим от сухости кожи, следует особенно заботиться о пятках, кожа которых толще и больше подвержена раздражению из-за постоянной ходьбы и ношения герметичной обуви.
  • Длительное стояние - Длительное стояние, особенно на твердых поверхностях, может привести к образованию морщин на ступнях. Постоянное трение и давление могут в конечном итоге привести к трещинам и открытым ранам, вызывающим боль. Если вам приходится долго стоять, убедитесь, что у вас есть приличная обувь с достаточной амортизацией.
  • Ношение высоких каблуков - Врачи подчеркивают, что ношение обуви поверх обуви делает положение стопы неестественным. Это увеличивает давление на пятку, что делает кожу более склонной к растрескиванию. Не носите высокие каблуки, если ваши пятки регулярно трескаются. Это относится ко всей неудобной обуви, особенно к обуви с тонкой подошвой, которая явно сильнее давит на ногу.
  • Ожирение - увеличение массы тела увеличивает нагрузку на ноги.Это приводит к болям в стопах, коленях и позвоночнике, а также к растрескиванию кожи на пятках. Повышенное давление на пятку заставляет ее расширяться, поэтому, если кожа пяток недостаточно гибкая, она легко рвется под давлением. Чтобы предотвратить растрескивание, вы можете приобрести подходящую ортопедическую обувь и защиту для пяток.
  • Серьезные заболевания - Некоторые хронические заболевания характеризуются чрезмерной сухостью кожи. Диабет и гипотиреоз приводят к сухости кожи, что делает пятки более склонными к трещинам.С другой стороны, плоскостопие и пяточная шпора оказывают недостаточное давление на стопу и пятку. Кожные заболевания, такие как псориаз, атопический дерматит и экзема, также могут вызывать трещины на пятках из-за нарушения естественного уровня влажности кожи и недостаточного количества увлажняющих факторов в эпидермисе.

Другие заболевания, которые могут способствовать возникновению трещин на пятках: заболевания почек и прием диуретиков, синдром Дауна, лимфома.

См. также

Как ухаживать за сухими пятками?

Самый быстрый и эффективный способ избавиться от трещин на пятках — это просто регулярно увлажнять кожу.Людям, которые хоть раз столкнулись с проблемой, следует уделить особое внимание правильному уходу за стопами. Увлажнение пяток обязательно. Также стоит включить увлажняющие ванночки для ног, например, с добавлением оливкового масла. Регулярный педикюр и растирание огрубевшей кожи в домашних условиях или в салоне красоты эффективно предотвращают пересыхание и растрескивание кожи ног. Что еще можно сделать для правильного ухода за пятками?

  • Увлажнение - Используйте крем для ног на масляной основе два раза в день.Использование крема утром очень важно, так как он повышает эластичность кожи пяток перед тем, как вы начнете двигаться. Также увлажняйте пятки вечером, особенно после купания, горячая вода сушит кожу. Когда у вас есть свободная минутка, почистите ноги, наденьте хлопчатобумажные носки и расслабьтесь. После нескольких таких процедур стопы должны стать гладкими и увлажненными.
  • Много пейте - поддержание надлежащей гидратации очень важно для состояния кожи и поддержания достаточной эластичности.
  • Используйте подходящую диету - введите в свой ежедневный рацион ненасыщенные жирные кислоты (например, омега-3 жирные кислоты).
  • Носите правильную обувь - Хлопчатобумажные носки, обеспечивающие достаточную циркуляцию воздуха, - это только начало. Самое главное – это правильная обувь – удобная, хорошо сидящая обувь на толстой подошве.
  • Удаление толстой пленки - Регулярно удаляйте толстую желтую пленку с помощью подходящей щетки.Вы также можете носить отшелушивающие носки или регулярно посещать педикюрный салон.
  • Остерегайтесь трещин - Если трещины начинают болеть и появляется кровь, используйте антисептик для предотвращения инфекции. Наложите стерильную повязку и обратитесь к врачу, если рана начнет увеличиваться.

См. также

Как сделать СПА для ног?

Раз в неделю готовьте расслабляющую и смягчающую ванночку для ног.Затем разотрите огрубевший эпидермис и хорошо смажьте стопы. Процедура, повторяемая регулярно, помогает быстро избавиться от проблем с сухостью кожи стоп и трещинами на пятках.

Рецепт травяной ванны :

  1. В большую миску налейте теплую воду и добавьте оливковое масло (4-5 столовых ложек).
  2. Залить травяным настоем шалфея, коры дуба или хвоща. Травы успокаивают раздражения на ногах и действуют как антисептик.
  3. Замочите ноги примерно на 15 минут, а затем проведите нежный пилинг с кофе или сахаром.
  4. Если кожа пяток очень жесткая, используйте специальную терку.
  5. Наконец, вытрите ноги и нанесите увлажняющую мазь или кокосовое масло.

________
здрав.радиозет.пл/нк

.

Смотрите также