La fabricarea recipientelor sub presiune, atunci când sudarea cu arc scufundat este utilizată pentru sudarea sudurii longitudinale a cilindrului, fisurile sunt adesea generate la sau aproape de capătul sudurii longitudinale (denumite în continuare fisuri terminale).
Mulți oameni au studiat acest lucru și cred că principalul motiv pentru fisura terminală este că atunci când arcul de sudură este aproape de capătul sudurii longitudinale, sudura se extinde și se deformează în direcția axială și este însoțită de tensiune transversală în direcția axială verticală. deformare deschisă;
În procesul de laminare, fabricare și asamblare, cilindrul are, de asemenea, stres de întărire la rece și stres de asamblare; în timpul procesului de sudare, datorită reținerii sudurii de poziționare a terminalului și a plăcii de lovire a arcului, se generează o întindere mare la sfârșitul sudurii. stres;
Atunci când arcul se deplasează către sudura de poziționare a terminalului și placa de lovire a arcului, din cauza expansiunii termice și a deformării acestei piese, efortul transversal de tracțiune la capătul sudurii este relaxat, iar forța de reținere este redusă, astfel încât sudarea metalul care tocmai s-a solidificat la capătul sudurii este redus. Fisurile terminale se formează din cauza solicitărilor mari de tracțiune.
Pe baza analizei de mai sus a motivelor, se propun două soluții:
Una este de a crește lățimea plăcii de lovire a arcului pentru a crește forța de legare a acesteia;
Al doilea este de a folosi o placă de pornire a arcului de reținere elastică cu fante.
Cu toate acestea, după luarea în practică a contramăsurilor de mai sus, problema nu a fost rezolvată eficient:
De exemplu, deși se folosește placa de aprindere a arcului elastic de reținere, fisura terminală a sudurii longitudinale va fi în continuare generată, iar fisura terminală apare adesea atunci când grosimea sudurii este mică, rigiditatea este mică și corpul cilindrului este asamblat forțat;
Cu toate acestea, atunci când există o placă de testare a produsului în partea extinsă a sudurii longitudinale a cilindrului, deși situația sudării prin prindere este aceeași cu cea fără placa de testare a produsului, cusătura longitudinală este rareori generată pentru a produce fisuri terminale.
După teste și analize repetate, se constată că generarea fisurilor terminale ale cusăturii longitudinale nu este legată numai de solicitarea de tracțiune mare inevitabil la sudarea terminalului, ci și de câteva alte motive extrem de importante.
Unul. Analiza cauzelor fisurilor terminale
1. Modificări ale câmpului de temperatură al sudurii terminale
În timpul sudării cu arc, când sursa de căldură de sudare este aproape de capătul sudurii longitudinale, câmpul normal de temperatură de la capătul sudurii se va modifica și cu cât este mai aproape de capăt, cu atât este mai mare modificarea.
Deoarece dimensiunea plăcii pilot cu arc este mult mai mică decât cea a cilindrului, capacitatea sa de căldură este, de asemenea, mult mai mică, iar placa pilot cu arc și cilindrul sunt conectate numai prin sudură, astfel încât majoritatea dintre ele pot fi considerate discontinue.
Prin urmare, starea de transfer de căldură a sudurii terminale este foarte slabă, rezultând o creștere a temperaturii locale a piesei, forma bazinului topit se va schimba, adâncimea de penetrare va crește, de asemenea, și timpul de rămânere a bazinului topit. la temperatură ridicată va deveni, de asemenea, mai lungă. Viteza de solidificare a bazinului topit încetinește, mai ales atunci când dimensiunea plăcii de aprindere a arcului este prea mică, iar sudura dintre placa de aprindere a arcului și cilindru este prea scurtă sau prea subțire.
2. Influența aportului de căldură de sudare
Deoarece aportul de căldură de sudare utilizat în sudarea cu arc scufundat este adesea mult mai mare decât alte metode de sudare, adâncimea de penetrare este mare, cantitatea de metal depusă este mare și este acoperită de un strat de flux, astfel încât bazinul topit este mare și viteza de solidificare a bazinului topit. Iar viteza de răcire a sudurii este mai lentă decât alte metode de sudare, rezultând boabe mai grosiere și segregare mai serioasă, care au creat condiții extrem de favorabile pentru generarea de fisuri fierbinți.
În plus, contracția laterală a cordonului de sudură este mult mai mică decât deschiderea golului, astfel încât forța de tracțiune laterală a părții terminale este mai mare decât cea a altor metode de sudare. Acest lucru este valabil mai ales pentru plăcile medii teșite și plăcile subțiri neteșite.
3. Alte situații
Dacă există asamblare forțată, calitatea asamblarii nu îndeplinește cerințele, iar conținutul de impurități precum S și P din metalul de bază este prea mare și segregare, ceea ce va duce, de asemenea, la fisuri.
Doi: natura fisurilor terminale
Fisurile terminale aparțin fisurilor fierbinți în funcție de natura lor, iar fisurile fierbinți pot fi împărțite în fisuri cristaline și fisuri subsolide în funcție de etapele lor de formare. Deși partea în care se formează fisura terminalului este uneori terminalul, alteori la 150 mm de zona din jurul terminalului, uneori este o fisură de suprafață, uneori este o fisură internă și majoritatea cazurilor sunt fisuri interne în jurul terminalului.
Se poate observa că natura fisurii terminalului este practic o fisură subsolidă, adică atunci când terminalul de sudură este încă în stare lichidă, deși bazinul topit din apropierea terminalului s-a solidificat, este încă la o temperatură ridicată. putin sub solidus. În starea de rezistență zero, fisurile sunt generate sub acțiunea tensiunilor complexe de sudare (în principal tensiuni de tracțiune) la terminal,
Stratul de suprafață al sudurii de lângă suprafață este ușor de disipat căldura, temperatura este relativ scăzută și are o anumită rezistență și plasticitate excelentă, astfel încât fisura terminală există adesea în interiorul sudurii și nu poate fi detectată cu ochiul liber.
Trei. Măsuri pentru prevenirea fisurilor terminale
Din analiza de mai sus a cauzelor fisurilor terminale, se poate observa că cele mai importante măsuri pentru a depăși fisurile terminale ale cusăturilor longitudinale de sudare cu arc scufundat sunt:
1. Măriți în mod corespunzător dimensiunea plăcii pilot de arc
Oamenii nu sunt adesea suficient de familiarizați cu importanța plăcii de lovire a arcului, gândindu-se că funcția plăcii de lovire a arcului este doar de a conduce craterul arcului în timpul închiderii arcului spre exteriorul sudurii. Pentru a economisi oțelul, unii fac placa pilot de arc foarte mică și devin o adevărată „placă pilot de arc”. Aceste practici sunt foarte greșite. Placa de aprindere cu arc are patru funcții:
(1) Conduceți partea ruptă a sudurii în timpul lovirii arcului și craterul arcului în timpul închiderii arcului spre exteriorul sudurii.
(2) Întăriți reținerea părții terminale a cusăturii longitudinale și suportați solicitarea mare de tracțiune generată de partea terminală.
(3) Îmbunătățiți câmpul de temperatură al părții terminale, care este propice conducerii căldurii și nu face ca temperatura părții terminale să fie prea ridicată.
(4) Îmbunătățiți distribuția câmpului magnetic la terminal și reduceți gradul de deviere magnetică.
Pentru a atinge cele patru scopuri de mai sus, placa de lovire a arcului trebuie să aibă o dimensiune suficientă, iar grosimea trebuie să fie aceeași cu cea a sudurii. Mărimea ar trebui să fie determinată de dimensiunea sudurii și de grosimea plăcii de oțel. Pentru recipientele sub presiune generale, se recomandă ca lungimea și lățimea să nu fie mai mici de 140 mm.
2. Acordați atenție montajului și sudării prin punți a plăcii de aprindere cu arc
Sudarea prin puncte între placa pilot cu arc și cilindru trebuie să aibă o lungime și o grosime suficientă. În general, lungimea și grosimea sudurii de prindere nu trebuie să fie mai mici de 80% din lățimea și grosimea plăcii pilot cu arc și este necesară sudarea continuă. Nu este posibilă pur și simplu sudarea „la puncte”. Pe ambele părți ale cusăturii longitudinale, trebuie asigurată o grosime suficientă de sudură pentru placa medie și grea și, dacă este necesar, trebuie să se deschidă o anumită canelură.
3. Acordați atenție sudurii prin punți a părții terminale a cilindrului
Pentru a crește și mai mult reținerea la capătul cusăturii longitudinale în timpul sudării prin prindere după ce cilindrul este rotunjit, lungimea sudurii prin prindere la capătul cusăturii longitudinale nu trebuie să fie mai mică de 100 mm, iar grosimea sudurii ar trebui să fie suficientă. , și nu ar trebui să existe fisuri, Defecte precum lipsa de fuziune.
4. Controlați cu strictețe aportul de căldură de sudare
În timpul procesului de sudare a recipientelor sub presiune, aportul de căldură de sudare trebuie controlat cu strictețe, ceea ce nu este doar pentru a asigura proprietățile mecanice ale îmbinărilor sudate, ci joacă, de asemenea, un rol foarte important în prevenirea apariției fisurilor. Mărimea curentului de sudare al sudării cu arc scufundat are o mare influență asupra sensibilității fisurii terminale, deoarece mărimea curentului de sudare este direct legată de câmpul de temperatură și de cantitatea de căldură de sudură aportă.
5. Controlați cu strictețe forma bazinului topit și coeficientul de formare a cordonului de sudură
Forma bazinului de sudură și coeficientul de formare al sudării cu arc scufundat sunt strâns legate de susceptibilitatea fisurilor de sudare. Prin urmare, dimensiunea, forma și coeficientul de formare al bazinului de sudură ar trebui, de asemenea, controlate cu strictețe.
Patru. Concluzie
Este extrem de comun să se producă fisuri terminale ale cusăturii longitudinale atunci când sudarea cu arc scufundat este utilizată pentru sudarea cusăturii longitudinale a cilindrului și nu a fost bine rezolvată de mulți ani. Prin testare și analiză, principalul motiv pentru fisura terminală a cusăturii longitudinale de sudare cu arc scufundat se datorează tensiunii mari de tracțiune și câmpului special de temperatură din această parte, care sunt rezultatul efectului combinat al celor două.
Practica a dovedit că măsuri precum creșterea adecvată a dimensiunii plăcii de aprindere a arcului, întărirea controlului calității sudării prin prindere și controlul strict al cantității de căldură de sudură și a formei sudurii pot preveni în mod eficient apariția fisurilor terminale în scufundare. sudare cu arc.
