Na fabricação de vasos de pressão, quando a soldagem a arco submerso é usada para soldar a solda longitudinal do cilindro, muitas vezes são geradas rachaduras na extremidade ou próximo à extremidade da solda longitudinal (doravante denominadas rachaduras terminais).
Muitas pessoas estudaram isso e acham que a principal razão para a rachadura terminal é que quando o arco de soldagem está próximo do final da solda longitudinal, a solda se expande e se deforma na direção axial, e é acompanhada por tensão transversal na direção axial vertical. deformação aberta;
No processo de laminação, fabricação e montagem, o cilindro também sofre tensões de encruamento a frio e de montagem; durante o processo de soldagem, devido à restrição da solda de posicionamento do terminal e da placa de ataque do arco, um grande estiramento é gerado no final da solda. tensão;
Quando o arco se move para a solda de posicionamento terminal e a placa de ataque do arco, devido à expansão térmica e deformação desta parte, a tensão de tração transversal no final da solda é relaxada, e a força de restrição é reduzida, de modo que o metal de solda que acabou de solidificar no final da solda é reduzido. Trincas terminais são formadas devido à grande tensão de tração.
Com base na análise das razões acima, duas soluções são propostas:
Uma delas é aumentar a largura da placa de ataque do arco para aumentar sua força de ligação;
A segunda é usar uma placa de início de arco de contenção elástica com fenda.
Entretanto, após a implementação das medidas acima na prática, o problema não foi efetivamente resolvido:
Por exemplo, embora a placa de ignição do arco de restrição elástica seja usada, a rachadura terminal da solda longitudinal ainda será gerada, e a rachadura terminal geralmente ocorre quando a espessura da soldagem é pequena, a rigidez é pequena e o corpo do cilindro é montado à força;
Entretanto, quando há uma placa de teste do produto na parte estendida da solda longitudinal do cilindro, embora a situação da soldagem por pontos seja a mesma daquela sem a placa de teste do produto, a costura longitudinal raramente é gerada para produzir trincas terminais.
Após testes e análises repetidos, descobriu-se que a geração de trincas terminais longitudinais na costura não está relacionada apenas à grande tensão de tração inevitável na solda terminal, mas também a vários outros motivos extremamente importantes.
Um. Análise das causas das fissuras terminais
1. Alterações no campo de temperatura da solda terminal
Durante a soldagem a arco, quando a fonte de calor de soldagem está próxima do final da solda longitudinal, o campo de temperatura normal no final da solda muda, e quanto mais próximo do final, maior a mudança.
Como o tamanho da placa piloto do arco é muito menor que o do cilindro, sua capacidade térmica também é muito menor, e a placa piloto do arco e o cilindro são conectados apenas por soldagem por pontos, então a maioria deles pode ser considerada descontínua.
Portanto, a condição de transferência de calor da solda terminal é muito ruim, resultando em um aumento na temperatura local da peça, o formato da poça de fusão mudará, a profundidade de penetração também aumentará e o tempo de permanência da poça de fusão em alta temperatura também se tornará maior. A velocidade de solidificação da poça de fusão diminui, especialmente quando o tamanho da placa de ignição do arco é muito pequeno e a solda de ponto entre a placa de ignição do arco e o cilindro é muito curta ou muito fina.
2. Influência da entrada de calor de soldagem
Como a entrada de calor de soldagem usada na soldagem a arco submerso é frequentemente muito maior do que outros métodos de soldagem, a profundidade de penetração é grande, a quantidade de metal depositado é grande e é coberto por uma camada de fluxo, então a poça de fusão é grande e a velocidade da solidificação da poça de fusão. E a taxa de resfriamento da solda é mais lenta do que outros métodos de soldagem, resultando em grãos mais grossos e segregação mais séria, que criaram condições extremamente favoráveis para a geração de trincas quentes.
Além disso, a contração lateral da costura de soldagem é muito menor do que a abertura da lacuna, de modo que a força de tração lateral da parte terminal é maior do que a de outros métodos de soldagem. Isso é especialmente verdadeiro para placas médias chanfradas e placas mais finas não chanfradas.
3. Outras situações
Se houver montagem forçada, a qualidade da montagem não atenderá aos requisitos e o teor de impurezas como S e P no metal base será muito alto e haverá segregação, o que também levará a rachaduras.
Dois: A natureza das fissuras terminais
As fissuras terminais pertencem às fissuras quentes de acordo com sua natureza, e as fissuras quentes podem ser divididas em fissuras cristalinas e fissuras subsólidas de acordo com seus estágios de formação. Embora a parte onde a fissura terminal é formada às vezes seja o terminal, às vezes dentro de 150 mm da área ao redor do terminal, às vezes é uma fissura superficial, às vezes é uma fissura interna, e a maioria dos casos são fissuras internas ao redor do terminal.
Pode-se observar que a natureza da trinca terminal é basicamente uma trinca sub-sólida, ou seja, quando o terminal de solda ainda está em estado líquido, embora a poça de fusão próxima ao terminal tenha se solidificado, ela ainda está em alta temperatura ligeiramente abaixo do solidus. No estado de resistência zero, as trincas são geradas sob a ação de tensões complexas de soldagem (principalmente tensões de tração) no terminal,
A camada superficial da solda próxima à superfície dissipa facilmente o calor, a temperatura é relativamente baixa e tem certa resistência e excelente plasticidade, de modo que a rachadura terminal geralmente existe dentro da solda e não pode ser detectada a olho nu.
Três. Medidas para evitar fissuras terminais
A partir da análise acima das causas das fissuras terminais, pode-se observar que as medidas mais importantes para superar as fissuras terminais das costuras longitudinais de soldagem a arco submerso são:
1. Aumente adequadamente o tamanho da placa piloto do arco
As pessoas geralmente não estão familiarizadas o suficiente com a importância da placa de ataque do arco, pensando que a função da placa de ataque do arco é apenas conduzir a cratera do arco durante o fechamento do arco para o exterior da soldagem. Para economizar aço, alguns tornam a placa piloto do arco muito pequena e se tornam uma verdadeira "placa piloto do arco". Essas práticas são muito erradas. A placa de ignição do arco tem quatro funções:
(1) Conduza a parte quebrada da solda durante o arco e a cratera do arco durante o fechamento do arco para fora da soldagem.
(2) Reforçar a contenção da parte terminal da costura longitudinal e suportar a grande tensão de tração gerada pela parte terminal.
(3) Melhore o campo de temperatura da parte terminal, o que é propício à condução de calor e não torna a temperatura da parte terminal muito alta.
(4) Melhorar a distribuição do campo magnético no terminal e reduzir o grau de deflexão magnética.
Para atingir os quatro propósitos acima, a placa de ataque do arco deve ter tamanho suficiente, e a espessura deve ser a mesma da soldagem. O tamanho deve ser determinado pelo tamanho da soldagem e pela espessura da placa de aço. Para vasos de pressão gerais, é recomendado que o comprimento e a largura não sejam menores que 140 mm.
2. Preste atenção à montagem e soldagem por pontos da placa de ignição do arco
A soldagem por pontos entre a placa piloto do arco e o cilindro deve ter comprimento e espessura suficientes. Em geral, o comprimento e a espessura da solda por pontos não devem ser menores que 80% da largura e espessura da placa piloto do arco, e a soldagem contínua é necessária. Não é possível simplesmente soldar "por pontos". Em ambos os lados da costura longitudinal, deve-se garantir espessura de solda suficiente para a placa média e pesada, e uma certa ranhura deve ser aberta, se necessário.
3. Preste atenção à soldagem por pontos da parte terminal do cilindro
Para aumentar ainda mais a restrição na extremidade da costura longitudinal durante a soldagem por pontos após o cilindro ser arredondado, o comprimento da solda por pontos na extremidade da costura longitudinal não deve ser inferior a 100 mm, e a espessura da solda deve ser suficiente, e não deve haver rachaduras, defeitos como falta de fusão.
4. Controle rigorosamente a entrada de calor da soldagem
Durante o processo de soldagem de vasos de pressão, a entrada de calor de soldagem deve ser rigorosamente controlada, o que não é apenas para garantir as propriedades mecânicas das juntas soldadas, mas também desempenha um papel muito importante na prevenção da ocorrência de rachaduras. A magnitude da corrente de soldagem da soldagem a arco submerso tem uma grande influência na sensibilidade da rachadura terminal, porque a magnitude da corrente de soldagem está diretamente relacionada ao campo de temperatura e à quantidade de entrada de calor de soldagem.
5. Controle rigorosamente a forma da poça de fusão e o coeficiente de formação da costura de soldagem
O formato da poça de solda e o coeficiente de formação da soldagem a arco submerso estão intimamente relacionados à suscetibilidade de trincas de soldagem. Portanto, o tamanho, o formato e o coeficiente de formação da poça de solda também devem ser rigorosamente controlados.
Quatro. Conclusão
É extremamente comum produzir rachaduras terminais de costura longitudinal quando a soldagem a arco submerso é usada para soldar a costura longitudinal do cilindro, e isso não foi bem resolvido por muitos anos. Por meio do teste e da análise, a principal razão para a rachadura terminal da costura longitudinal de soldagem a arco submerso é devido à grande tensão de tração e ao campo de temperatura especial nesta parte, que são o resultado do efeito combinado dos dois.
A prática provou que medidas como aumentar adequadamente o tamanho da placa de ignição do arco, fortalecer o controle de qualidade da soldagem por pontos e controlar rigorosamente a quantidade de calor de soldagem e o formato da solda podem efetivamente prevenir a ocorrência de rachaduras terminais na soldagem a arco submerso.
