In de lasnaad of het nabije naadgebied wordt door de invloed van lassen de atomaire combinatie van het materiaal vernietigd en de naad gevormd door de vorming van een nieuwe interface wordt een lasscheur genoemd, die wordt gekenmerkt door een scherpe opening en een grote beeldverhouding.
Scheuren kunnen worden onderverdeeld in hete scheuren, koude scheuren, spanningscorrosiescheuren en lamellaire scheuren, afhankelijk van de temperatuur en het tijdstip van optreden. Bij de lasproductie zijn er veel plaatsen waar scheuren ontstaan. Sommige scheuren verschijnen op het oppervlak van de las en kunnen met het blote oog worden waargenomen; sommige zijn verborgen in de las en kunnen alleen worden gevonden door foutdetectie; sommige komen voor op de las; en sommige komen voor in de door hitte beïnvloede zone. Het is vermeldenswaard dat scheuren soms optreden tijdens het lasproces en soms verschijnen nadat de lasnaad is geplaatst of enige tijd na het lassen is gebruikt. Dit laatste wordt vertraagde scheuren genoemd, die schadelijker zijn. De locaties en typen van veelvoorkomende scheuren worden weergegeven in de onderstaande figuur.
afbeelding
De locatie en het type van veel voorkomende scheuren
2. De gevaren van lasscheuren
Lasscheur is het meest schadelijke defect. Naast het verminderen van het draagvermogen van de lasverbinding, zal de scherpe opening aan het einde van de scheur een ernstige spanningsconcentratie veroorzaken, de uitzetting van de scheur bevorderen en uiteindelijk leiden tot de vernietiging van de gelaste structuur, en het product zal worden gesloopt. ernstige ongelukken veroorzaken. Over het algemeen zijn scheuren een ontoelaatbaar defect in lasverbindingen. Eenmaal gevonden, moet het volledig worden verwijderd en gerepareerd en gelast.
3. Oorzaken en preventiemaatregelen van lasscheuren
Vanwege de verschillende oorzaken en vormingsmechanismen van verschillende scheuren, zullen de drie soorten hete scheuren, koude scheuren en opgewarmde scheuren hieronder afzonderlijk worden besproken.
3.1, hete crack
Thermische scheuren verwijzen over het algemeen naar scheuren die worden gegenereerd bij hoge temperaturen (van nabij het stollingstemperatuurbereik tot boven de A3-lijn op het ijzer-koolstofbalansdiagram), zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding, ook wel hoge-temperatuurscheuren of kristallisatiescheuren genoemd.
afbeelding
Hete scheuren treden meestal op in de las en kunnen soms ook optreden in de door hitte beïnvloede zone, zoals weergegeven in de afbeelding.
afbeelding
reden:
Vanwege het segregatieverschijnsel in het gesmolten smeltbad tijdens het kristallisatieproces, vormen de eutectica met laag smeltpunt en onzuiverheden segregatie in de vloeibare tussenlaag tijdens het kristallisatieproces, en de sterkte na stolling is ook laag. Wanneer de lasspanning groot genoeg is, zal de vloeibare tussenlaag worden vrijgegeven. Lagen of nieuw gestold massief metaal trekken uit elkaar om scheuren te vormen.
Bovendien, als er laagsmeltende eutectica en onzuiverheden op de korrelgrenzen van het basismetaal zijn, zullen deze laagsmeltende verbindingen smelten en een vloeibare tussenlaag vormen in de door warmte beïnvloede zone waar de verwarmingstemperatuur het smeltpunt overschrijdt. Wanneer de lastrekspanning groot genoeg is, zal deze ook uit elkaar worden getrokken om vloeibaarmakingsscheuren te vormen in de door hitte beïnvloede zone.
Kortom, het ontstaan van thermische scheuren is het resultaat van de gecombineerde effecten van metallurgische en mechanische factoren.
Preventie:
Maatregelen om thermische scheuren te voorkomen kunnen uitgaan van twee aspecten van metallurgische factoren en mechanische factoren.
Controleer het gehalte aan schadelijke elementen en onzuiverheden in het basismetaal en de lastoevoegmaterialen
Beperk de inhoud van gemakkelijk gescheiden elementen en schadelijke onzuiverheden in basismetaal en lasmaterialen (inclusief lasdraad, lasdraad, flux en beschermgas). Met name het gehalte aan onzuiverheidselementen zoals zwavel en fosfor moet worden gecontroleerd en het koolstofgehalte moet worden verlaagd.
Zwavel is praktisch onoplosbaar in staal en vormt met ijzer ijzersulfide (FeS), dat een laag smeltpunt heeft. Tijdens het lassen zal de aanwezigheid van ijzersulfide leiden tot hete scheuren van de las en vloeischeuren in de door hitte beïnvloede zone, wat de lasprestaties zal verslechteren; dezelfde zwavel bestaat in de korrelgrens in de vorm van een film, die de plasticiteit en taaiheid van het staal zal verminderen. Over het algemeen mag het zwavelgehalte in het staal dat wordt gebruikt voor het lassen niet hoger zijn dan 0.045 procent. Soms zijn strengere controles vereist.
Fosfor vermindert de plasticiteit en taaiheid van staal, verhoogt de brosse overgangstemperatuur van staal en veroorzaakt scheuren in lasnaden en door hitte beïnvloede zones. Het fosforgehalte mag niet hoger zijn dan 0,055 procent. Soms zijn strengere controles vereist.
De lasprestaties van materialen hangen nauw samen met het koolstofgehalte. Hoe hoger het koolstofgehalte van het staal, hoe slechter de lasbaarheid. Algemeen wordt aangenomen dat het koolstofgehalte in de las onder 0,10 procent wordt gehouden en dat de gevoeligheid voor thermische scheuren aanzienlijk kan worden verminderd.
Pas de chemische samenstelling van het lasmetaal aan, verbeter de structuur van de las, verfijn de korrel van de las om de plasticiteit te verbeteren, verminder of verspreid de mate van segregatie en controleer de schadelijke effecten van eutectica met een laag smeltpunt.
Bij het lassen van austenitisch roestvrij staal kan het gebruik van austeniet plus ferriet tweefasige structuurlas bijvoorbeeld de thermische scheurweerstand verbeteren. De enkelfasige austenitische lasnaad is gevoelig voor hete scheuren.
Gebruik basislasdraad of flux om het onzuiverheidsgehalte in de las te verminderen en de mate van segregatie tijdens kristallisatie te verbeteren.
Controleer de lasspecificatie, verhoog de vormfactor van de las op de juiste manier, pas een meerlaagse multi-pass lasmethode toe, vermijd scheiding van de middellijn en voorkom scheuren in de middellijn. Bij het lassen wordt de verhouding van de lasbreedte tot de lasdikte op het lasgedeelte met één doorgang de vormfactor of lasvormfactor van de las genoemd. Wanneer de vormfactor van de lasnaad te klein is, is de lasnaad smal en diep en zullen onzuiverheden met een laag smeltpunt zich verzamelen in het midden van de lasnaad, wat de kans op thermische scheuren aanzienlijk vergroot. Wanneer de vormfactor van de lasnaad groot is, is de lasnaad breed en ondiep. Laagsmeltende eutectica en onzuiverheden verzamelen zich in het nabije oppervlak van de las, waardoor de neiging tot scheuren in de middellijn aanzienlijk wordt verminderd.
Neem maatregelen om de lasbelasting te verminderen
Neem verschillende technologische maatregelen om de lasspanning te verminderen, zoals het toepassen van een redelijke lasvolgorde en -methode, het gebruik van kleinere lasinputenergie, algemene voorverwarmings- en hamermethode, enz.
Het vullen van de boogkrater tijdens het sluiten van de boog kan scheuren in de boogkrater voorkomen.
3.2, koude barst
Koudscheuren verwijzen over het algemeen naar de scheuren die worden gegenereerd door de las onder de A3-temperatuur tijdens het koelproces. De temperatuur waarbij scheuren worden gevormd, is meestal lager dan 300 ~ 200 graden, wat binnen het bereik van de martensitische transformatietemperatuur ligt, dus het wordt koude scheuren genoemd.
Koudscheuren kunnen direct na het lassen ontstaan, of pas na een lange tijd na het lassen, daarom worden ze ook wel vertraagde scheuren genoemd. Aangezien het ontstaan van koudescheuren verband houdt met waterstof, wordt dit ook wel waterstofgeïnduceerde scheuren genoemd. Het ontstaan van koudescheuren heeft een vertraagd karakter, waardoor onverwachte ernstige ongevallen kunnen ontstaan. Daarom is het gevaarlijker en moet het de volle aandacht krijgen.
afbeelding
Oorzaken van koudescheuren
De basisvoorwaarden voor de vorming van koudescheuren zijn: de vorming van een verharde structuur in lasverbindingen; het bestaan en de concentratie van diffundeerbare waterstof; en het bestaan van grote lastrekspanningen. Deze drie voorwaarden beïnvloeden elkaar en bevorderen elkaar. Onder verschillende omstandigheden kan elk van de drie factoren leiden tot het ontstaan van koudescheuren, waarvan diffundeerbare waterstof de meest actieve factor is die koudescheuren veroorzaakt.
Maatregelen ter voorkoming van koudescheuren
1) Gebruik basische elektroden of vloeimiddelen om het diffundeerbare waterstofgehalte in het lasmetaal te verminderen. Alkalische elektroden worden ook wel waterstofarme elektroden genoemd, die het waterstofgehalte in het lasmetaal kunnen verminderen.
2) Elektroden en flux moeten vóór gebruik worden gedroogd in strikte overeenstemming met de gespecificeerde vereisten. Bovendien moeten de groef en de lasdraad zorgvuldig worden gereinigd om olie-, water- en roestvlekken te verwijderen om de waterstofbron te verminderen.
3) Kies redelijke lasspecificaties en warmte-inbreng, zoals voorverwarmen vóór het lassen, regeling van de temperatuur tussen de lagen, langzaam afkoelen na het lassen, enz., om de organisatorische toestand van de las en de door hitte beïnvloede zone te verbeteren.
4) Voer tijdig na het lassen een warmtebehandeling uit. Een daarvan is het uitvoeren van een uitgloeibehandeling om interne spanning te elimineren, de afgeschrikte structuur te temperen en de taaiheid te verbeteren; de andere is het uitvoeren van een waterstofverwijderingsbehandeling om waterstof volledig uit de lasverbinding te laten ontsnappen.
5) Verbeter de kwaliteit van het staal, verminder de gelaagde insluitsels in het staal en neem maatregelen vanuit het constructief ontwerp en het lasproces om de lastrekspanning in de richting van de dikte van de plaat te verminderen, wat gelaagd scheuren kan voorkomen.
6) Neem verschillende technologische maatregelen om lasspanning te verminderen (zie thermische scheuren, preventieve maatregelen voor details)
3.3, opwarmen crack
Herverhittingsscheuren komen voort uit de grofkorrelige zone in de door hitte beïnvloede laszone, die wordt gekenmerkt door korrelgrensbreuk. De meeste scheuren komen voor in de delen met spanningsconcentratie. Over het algemeen wordt het gevormd wanneer het lasgebied opnieuw wordt verwarmd, dus wordt het opnieuw verhitten genoemd.
Oorzaken van opwarmscheuren
Algemeen wordt aangenomen dat de reden voor het opnieuw opwarmen van scheuren is dat tijdens het opwarmen oververzadigde carbiden in vaste oplossing (voornamelijk carbiden van vanadium en molybdeen) opnieuw neerslaan tijdens het eerste verwarmingsproces, wat resulteert in intragranulaire versterking en slippen. De stam concentreert zich op de voormalige austenietkorrelgrenzen. Herverhittingsscheuren ontstaan wanneer de plastische rekcapaciteit van korrelgrenzen onvoldoende is om de spanningen te weerstaan die worden veroorzaakt tijdens spanningsrelaxatie.
Maatregelen ter voorkoming van scheuren opwarmen
1) Verminder restspanning en spanningsconcentratie, zoals het verhogen van de voorverwarmingstemperatuur, langzame afkoeling na het lassen en een soepele overgang tussen de las en het basismetaal.
2) Selecteer, uitgaande van het voldoen aan de ontwerpvereisten, het juiste lasmateriaal zodat de hoge temperatuursterkte van het lasmetaal iets lager is dan die van het basismetaal, waardoor de spanning in de las kan ontspannen en scheuren in de las kunnen worden vermeden door hitte beïnvloede zone.
3) In het geval van het verzekeren van de verbindingssterkte bij kamertemperatuur, verhoogt u de gloeitemperatuur voor spanningsverlichting, wat resulteert in het neerslaan van relatief grove carbidedeeltjes om de ductiliteit bij hoge temperaturen te verbeteren.
