تحليل صدع لحام الفولاذ A335 P22
Feb 27, 2024
1. تحليل التشققات الناتجة خلال عملية لحام TiG
من أجل تسهيل التشغيل وتحسين ظروف عمل عمال اللحام، لا يتم إجراء التسخين المسبق قبل لحام TiG، وهو لحام بدرجة حرارة عادية. وبهذه الطريقة، يكون معدل تبريد اللحام أثناء اللحام أكبر بعدة مرات من معدل التبريد بعد التسخين المسبق. بالنسبة للفولاذ A335P22، سوف يظهر المارتينسيت المتقشر في هيكل اللحام، مما يقلل من احتياطي البلاستيك لمعدن اللحام وسوف يتشكل عندما يتبلور المجمع المنصهر. عندما تصل المزيد من عيوب الشبكة إلى قيمة حرجة معينة، سوف تتشكل مصادر الشقوق. في ظل العمل المستمر للضغط، فإنها سوف تستمر في التوسع وتشكيل الشقوق الكلية. ولذلك، فإن لحام TiG بدرجة الحرارة العادية سوف ينتج عنه تشققات أكثر من لحام TiG بعد التسخين المسبق. فرصة التشقق البارد أكبر بكثير.
وقد وجد أثناء اللحام أن تسلسل اللحام هو أيضاً أحد العوامل المؤدية إلى حدوث الشقوق الباردة. هناك نوعان من تسلسلات اللحام التي يستخدمها عمال اللحام أثناء لحام TiG.
سيؤدي تسلسل اللحام غير المعقول إلى زيادة إجهاد اللحام المتبقي الناتج عن التسخين غير المتساوي أثناء اللحام وتركيزه في نهاية اللحام المسطحة. الضغط الحراري على خط اللحام أثناء اللحام هو إجهاد ضاغط، والإجهاد المتبقي بعد التبريد هو إجهاد الشد ويعمل على خط اللحام. إذا تم إنشاء حفرة قوسية بسبب إغلاق القوس بشكل غير صحيح، وتحت التأثير المشترك لضغط انكماش التبلور للمسبح المنصهر، فسوف تحدث الشقوق بسهولة من الحفرة القوسية وتتوسع تحت تأثير الضغط.
تسلسل اللحام معقول نسبيًا. يمكن أن يؤدي تسلسل اللحام المقابل إلى تعويض جزء من إجهاد اللحام، وبالتالي تقليل الإجهاد المتبقي للحام.
كما أن سمك الطبقة الأساسية وجودة إغلاق القوس لهما تأثير على حدوث التشققات. مع زيادة سمك الطبقة الأساسية، تزداد طاقة خط اللحام، وسيزداد حتماً إجهاد اللحام؛ جودة إغلاق القوس رديئة، والتي ستحدث عند إغلاق القوس عند اللحام أو عند إغلاق القوس. من المحتمل أن تحدث الفوهات القوسية والشقوق الصغيرة المتبلورة عندما تتبلور آخر بركة منصهرة، مما يزيد من احتمالية حدوث الشقوق.
وبالإضافة إلى ذلك، فإن حدوث الشقوق يرتبط أيضًا بتقييد عملية اللحام. إذا كانت قدرة اللحام على التشوه ضعيفة ولا يمكن إزالة جزء من إجهاد اللحام من خلال التشوه، فإن إجهاد اللحام المتبقي سيزداد، مما يؤدي إلى حدوث تشققات.
انطلاقًا من موقع الشقوق، تظهر جميع الشقوق في الطبقة الأساسية في نهاية اللحام المسطح، مما يثبت أن الأسباب الرئيسية للتشققات أثناء لحام القاعدة هي تسلسل اللحام غير المناسب، والسماكة المفرطة للطبقة الأساسية، وضعف جودة إغلاق القوس، و القيد العالي للحام.
2. تحليل الشقوق الناتجة أثناء اللحام البيني
2.1 تحليل الشقوق الناتجة أثناء ملء SMAW الأول
يتم إجراء أول لحام SMAW بعد اكتمال لحام TiG دون التسخين المسبق. إنه لحام بدرجة حرارة عادية. والغرض من ذلك هو زيادة قوة اللحام السفلي ومنع الشقوق أو انهيار اللحام السفلي أثناء التسخين المسبق. ومع ذلك، فإن إجهاد اللحام المتبقي سيزداد وستظهر رقائق مارتنسيت في هيكل اللحام، وهو ما يضر بمنع الشقوق الباردة. تم فحص الشقين اللذين ظهرا أثناء حشو SMAW الأول. من موقع حدوثها، ظهرت جميعها عند القوس الختامي، وكانت هناك فوهات قوسية واضحة. ومن اتجاه الشقوق توزعت جميعها بشكل طولي بطول حوالي 20-35 ملم. يمكن ملاحظة أن العوامل الرئيسية التي تؤدي إلى تشققات اللحام هي إجهاد اللحام المتبقي والشقوق الصغيرة في الحفرة.
2.2 تحليل الشقوق الناتجة أثناء اللحام البيني بعد التسخين المسبق
يعد عدم كفاية درجة حرارة التسخين المسبق وانخفاض درجة حرارة الطبقات البينية أحد الأسباب. طريقة التسخين المسبق الحالية التي نستخدمها هي تثبيت لوحة التسخين الخزفية على اللحام، ولا توجد مزدوجة حرارية ثابتة لقياس درجة الحرارة. ما عليك سوى ضبط منحنى التسخين المسبق وفقًا لسرعة التسخين ودرجة حرارة التسخين المسبق. بعد انتهاء وقت التسخين، تتم إزالة لوحة التسخين. لا يوجد مصدر حرارة آخر غير حرارة القوس أثناء اللحام. بسبب تبديد حرارة الأنبوب وتبريد الهواء، تنخفض درجة حرارة منطقة اللحام بسرعة. وفقًا لنتائج قياس الفحص العشوائي، تكون درجة حرارة الطبقة البينية أثناء اللحام أقل من 150 درجة، مع أدنى درجة حرارة تبلغ حوالي 50 درجة فقط. ونتيجة لذلك، يتم تسريع معدل تبريد اللحام، ويزداد الهيكل المتصلب ومحتوى الهيدروجين في معدن اللحام، مما يزيد من اختلاف درجة حرارة المفصل ويزيد من إجهاد اللحام المتبقي.
السبب الثاني هو عدم تساوي درجة حرارة التسخين المسبق أو سرعة التبريد غير المتناسقة على جانبي اللحام، مما يؤدي إلى اختلاف مفرط في درجة الحرارة على جانبي اللحام. مثال على ذلك هو التشقق البارد المتأخر لمفصل اللحام البخاري الرئيسي 28# أثناء اكتشاف عيب RT عندما تم لحامه إلى حوالي 20 مم. . نظرًا للهيكل الخاص للحام، فإن أحد الجانبين عبارة عن مقطع أنبوب مستقيم والجانب الآخر عبارة عن نقطة الإنطلاق المطروقة. سمك جدارها (85 مم على جانب الأنبوب المستقيم و 125 مم على جانب الإنطلاق) وسرعة تبديد الحرارة مختلفة تمامًا. نظرًا لشكله الخاص، يتم تسخين عرض 100 مم فقط من جانب نقطة الإنطلاق أثناء التسخين المسبق. بالإضافة إلى ذلك، فإن سرعة التبريد لجانب الإنطلاق تكون أسرع بكثير من تلك الخاصة بقسم الأنبوب المستقيم، مما يؤدي إلى زيادة إجهاد اللحام مع زيادة عدد طبقات اللحام. بالإضافة إلى ذلك، إزالة الهيدروجين أدى التسخين غير المتساوي للمعالجة إلى زيادة الضغط الداخلي للحام، مما أدى إلى تشقق طولي على طول جانب واحد من قسم الأنبوب شبه المستقيم، يصل إلى عمق جذر اللحام تحت تأثير الهيدروجين المنتشر و الإجهاد المتبقي.
السبب الثالث هو أن محتوى الهيدروجين المتبقي القابل للانتشار في اللحام مرتفع جدًا. بشكل عام، محتوى الهيدروجين في المعدن الأساسي وسلك اللحام صغير جدًا، والرطوبة في طلاء القطب والرطوبة في الهواء هي المصادر الرئيسية للهدرجة في اللحام. مصدر. بعد التجفيف، يتمتع قضيب اللحام القلوي بامتصاص قوي للرطوبة. لا مفر من تسرب كمية صغيرة من الهواء أثناء اللحام، لذلك يكون الهيدروجين موجودًا حتمًا في اللحام. عندما يتبلور معدن البركة المنصهر، لا يتوفر لجزء من الهيدروجين وقت للهروب ويبقى في معدن اللحام، مكونًا غنيًا بالهيدروجين بالقرب من خط الاندماج. المنطقة، عندما تتحول المنطقة المتأثرة بالحرارة ذات الطور المتأخر من الأوستينيت إلى مارتنسيت، سيبقى الهيدروجين في مارتنسيت في حالة مفرطة التشبع، مما يؤدي إلى مزيد من التقصف في هذه المنطقة. إذا كان تركيز الهيدروجين كافياً، فمن الممكن أن تراكم الهيدروجين يستغرق قدراً معيناً من الوقت لإنتاج الشقوق، فإن الشقوق الناتجة عن الهيدروجين لها خصائص التشقق المتأخر، والذي يحدث عادة بعد عدة ساعات أو أيام من اللحام.
السبب الرابع هو أن طاقة خط اللحام كبيرة جدًا أو صغيرة جدًا. إذا كانت طاقة خط اللحام كبيرة جدًا، فسوف تتسبب في ارتفاع درجة حرارة المنطقة المتأثرة بالحرارة، وتجعل الحبوب خشنة، وتقلل من مقاومة الوصلة للتشقق؛ إذا كانت طاقة خط اللحام صغيرة جدًا، فسيتم تسريع معدل التبريد، مما سيؤدي إلى تصلب المنطقة المصابة بالحرارة ولا يفضي إلى هروب الهيدروجين ويزيد من ميل التشققات. في عملية اللحام الفعلية، المظاهر الرئيسية هي استخدام تيار لحام أكبر والسمك الزائد للطبقة المفردة.
تعد جودة اللحام أيضًا أحد الأسباب الرئيسية. إذا كانت جودة اللحام رديئة وكانت هناك عيوب مثل الاختراق غير الكامل، أو الشوائب الشديدة، أو الحفر القوسية أو القطع السفلية، فإن تركيز الإجهاد سيصبح السبب الجذري للشقوق ويؤدي إلى الشقوق.
بالإضافة إلى ذلك، إذا كانت هناك شقوق صغيرة في المادة الأساسية في منطقة اللحام، وتأثر خط اللحام بقوى خارجية أثناء عملية اللحام، فقد تحدث تشققات أيضًا.
