W poprzednich artykułach omówiliśmy części przyczyn i środków zapobiegawczych wadom rur spawanych ze stali nierdzewnej. Dzisiaj omówimy resztę.
6. Krater
Wklęsła część na końcu spoiny rury ze stali nierdzewnej nazywana jest kraterem łukowym. Krater łukowy nie tylko poważnie osłabia wytrzymałość spoiny, ale także powoduje pęknięcia kraterowe z powodu nagromadzenia zanieczyszczeń.
Przyczyny: Główną przyczyną jest zbyt krótki czas gaszenia łuku elektrycznego lub zbyt duży prąd podczas spawania cienkich blach.
Środki zapobiegawcze: Podczas spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów ochronnych elektroda powinna pozostać w jeziorku stopionego metalu przez pewien czas lub wykonywać ruch okrężny, a następnie zostać przesunięta na jedną stronę, aby zgasić łuk po wypełnieniu jeziorka stopionego metalu metalem; podczas spawania łukiem elektrycznym w osłonie gazów ochronnych wolframowo-argonowych musi być wystarczająco dużo czasu przebywania, aby łuk zgasł po wypełnieniu spoiny.
7. Aparaty szparkowe
Podczas spawania rur ze stali nierdzewnej sanitarnej, gaz w jeziorku spawalniczym nie ulatnia się po zestaleniu, a powstałe w wyniku tego puste przestrzenie nazywane są porami. Porowatość jest częstą wadą spawalniczą, którą można podzielić na porowatość wewnętrzną i porowatość zewnętrzną spoiny. Aparaty szparkowe są okrągłe, owalne, w kształcie owadów, igieł i gęste. Obecność porów nie tylko wpływa na zwartość spoiny, ale także zmniejsza jej efektywną powierzchnię i pogarsza jej właściwości mechaniczne.
Przyczyny: Na powierzchni i rowku spawanej rury ze stali nierdzewnej sanitarnej znajduje się olej, rdza, wilgoć i inne zanieczyszczenia; powłoka elektrody jest wilgotna podczas spawania łukowego i nie została wysuszona przed użyciem; łuk jest zbyt długi lub częściowo wydmuchujący, efekt ochrony jeziorka stopionego metalu nie jest dobry Cóż, powietrze dostaje się do jeziorka stopionego metalu; prąd spawania jest zbyt wysoki, elektroda staje się czerwona, powłoka odpada wcześnie, a efekt ochronny zostaje utracony; metoda działania jest nieprawidłowa, na przykład zbyt szybkie zamykanie łuku, łatwo powstaje wnęka skurczowa, a działanie łuku w złączu nie jest prawidłowe, co ułatwia tworzenie gęstych aparatów szparkowych itp.
Środki zapobiegawcze: przed spawaniem usuń olej, rdzę i wilgoć w promieniu 20–30 mm po obu stronach rowka; spawaj ściśle według temperatury i czasu określonych w instrukcji elektrody; prawidłowo dobierz parametry procesu spawania i pracuj prawidłowo; w miarę możliwości stosuj łuk krótki. Spawalnia, konstrukcja pola musi być wiatroszczelna; nie dopuszcza się stosowania nieprawidłowo spawanych elektrod, np. powodujących korozję rdzenia spawalniczego, pękanie powłoki, łuszczenie się, nadmierną mimośrodowość itp.
8. Wtrącenia i wtrącenia żużlowe
Wtrącenia to niemetaliczne wtrącenia i tlenki pozostające w metalu spoiny, powstałe w wyniku reakcji metalurgicznych. Wtrącenia żużlowe to roztopiony żużel, który pozostaje w spoinie. Wtrącenia żużlowe z rur spawanych ze stali nierdzewnej można podzielić na dwa typy: wtrącenia żużlowe punktowe i wtrącenia żużlowe pasmowe. Wtrącenia żużlowe osłabiają efektywny przekrój spoiny, tym samym zmniejszając jej właściwości mechaniczne. Wtrącenia żużlowe mogą również powodować koncentrację naprężeń, która może łatwo uszkodzić spawaną konstrukcję, gdy jest obciążona. Przyczyny: Żużel międzywarstwowy nie jest czysty podczas procesu spawania; prąd spawania jest zbyt mały; prędkość spawania jest zbyt duża; operacja jest nieprawidłowa podczas procesu spawania; skład chemiczny materiału spawalniczego i metalu podstawowego nie jest odpowiednio dopasowany;
Środki zapobiegawcze: należy wybierać elektrody o dobrych właściwościach usuwania żużla, starannie usuwać żużel międzywarstwowy, rozsądnie dobierać parametry procesu spawania, regulować kąt nachylenia elektrody i sposób transportu.
Wybierając linię produkcyjną rur spawanych, warto rozważyć instalację inteligentnego systemu PLC. System PLC firmy Hangao Tech (SEKO Machinery) nie tylko monitoruje dane produkcyjne w czasie rzeczywistym, ale także tworzy bazę danych do przechowywania receptur rur spawanych o różnych parametrach, dzięki czemu proces produkcyjny ma dostęp do rekordów w dowolnym momencie.
9. Przepalić
Podczas procesu spawania, stopiony metal wypływa z tylnej części rowka, a wada perforacji spawanej rury ze stali nierdzewnej nazywana jest przepaleniem. Przepalenie jest jedną z najczęstszych wad spawania łukowego.
Przyczyny: duży prąd spawania, mała prędkość spawania, nadmierne nagrzewanie się spawanej rury; duża szczelina między rowkami, zbyt cienka, tępa krawędź; słabe umiejętności obsługi spawarki itp.
Działania zapobiegawcze: dobór odpowiednich parametrów procesu spawania i właściwej wielkości rowka; doskonalenie umiejętności operacyjnych spawacza itp.
10. Pęknięcia
Pęknięcia w spawanych rurach ze stali nierdzewnej sanitarnej można podzielić na pęknięcia zimne, pęknięcia gorące i pęknięcia odgrzewane, w zależności od temperatury i czasu ich występowania; można je podzielić na pęknięcia podłużne, pęknięcia poprzeczne, pęknięcia korzeniowe spoin, pęknięcia kraterowe, pęknięcia linii zgrzewania i pęknięcia strefy wpływu ciepła itp. Pęknięcia są najniebezpieczniejszymi wadami w konstrukcjach spawanych, które nie tylko skutkują złomowaniem produktów, ale mogą nawet być przyczyną poważnych wypadków.
(1) Pęknięcie na gorąco
Podczas procesu spawania, pęknięcia spawalnicze powstające w wyniku schłodzenia spoiny i metalu w strefie wpływu ciepła do wysokich temperatur w pobliżu linii solidusu nazywane są pęknięciami gorącymi. Jest to niebezpieczna wada spawalnicza, której nie wolno dopuszczać do powstania. Ze względu na mechanizm, zakres temperatur i kształt pęknięć termicznych rur spawanych, pęknięcia termiczne można podzielić na pęknięcia krystalizacyjne, pęknięcia wysokotemperaturowe związane z upłynnieniem oraz pęknięcia wysokotemperaturowe o niskiej plastyczności.
Przyczyna: Głównym powodem jest to, że eutektyka o niskiej temperaturze topnienia i zanieczyszczenia w roztopionym metalu tworzą poważną segregację wewnątrz- i międzykrystaliczną podczas procesu krystalizacji, a jednocześnie pod wpływem naprężeń spawalniczych. Wzdłuż granic ziaren następuje ich rozerwanie, tworząc pęknięcia na gorąco. Pęknięcia na gorąco występują zazwyczaj w austenitycznej stali nierdzewnej, stopach niklu i stopach aluminium. Stale niskowęglowe na ogół nie są łatwe do tworzenia pęknięć na gorąco podczas spawania, ale wraz ze wzrostem zawartości węgla w stali wzrasta również tendencja do pękania na gorąco. Środki zapobiegawcze: Ściśle kontroluj zawartość szkodliwych zanieczyszczeń, takich jak siarka i fosfor, w spawanych rurach ze stali nierdzewnej i materiałach spawalniczych, zmniejsz wrażliwość na pęknięcia na gorąco; dostosuj skład chemiczny metalu spoiny, popraw strukturę spoiny, rozdrobnij ziarno, popraw plastyczność, zmniejsz lub rozprosz stopień segregacji; stosuj alkaliczne materiały spawalnicze w celu zmniejszenia zawartości zanieczyszczeń w spoinie i poprawy stopnia segregacji; Wybierz odpowiednie parametry procesu spawania, odpowiednio zwiększ współczynnik formowania spoiny i zastosuj metodę spawania wielowarstwowego i wieloprzejściowego; Użyj tej samej płyty wyprowadzającej co metal bazowy lub stopniowo wygaszaj łuk i wypełnij krater łukowy, aby zapobiec pęknięciom termicznym w kraterze łukowym.
(2) Pęknięcia zimne
Pęknięcia powstające podczas schładzania spoiny do niższej temperatury (dla stali poniżej temperatury M) nazywane są pęknięciami zimnymi. Mogą one pojawić się natychmiast po spawaniu lub po pewnym czasie (godzinach, dniach, a nawet dłużej). Ten rodzaj pęknięcia nazywany jest również pęknięciem opóźnionym. Stanowi duże zagrożenie.
Przyczyny: Trzy główne czynniki powodujące pęknięcia na zimno to utwardzona struktura powstała w wyniku przemiany martenzytycznej, naprężenia spawalnicze powstałe na skutek dużego stopnia ograniczenia oraz wodór pozostały w spoinie.
Środki zapobiegawcze: wybierz materiały spawalnicze o niskiej zawartości wodoru i wypal je ściśle zgodnie z instrukcją przed użyciem; usuń olej i wilgoć ze spoin przed spawaniem oraz zmniejsz zawartość wodoru w spoinie; dobierz odpowiednie parametry procesu spawania i ilość wprowadzanego ciepła, aby zmniejszyć tendencję spoiny do hartowania; obróbkę polegającą na eliminacji wodoru przeprowadza się natychmiast po spawaniu, aby umożliwić jego ulatnianie się ze spoiny; w przypadku rur spawanych ze stali nierdzewnej o wysokiej tendencji do hartowania, podgrzewanie wstępne przed spawaniem i obróbka cieplna w odpowiednim czasie po spawaniu mogą poprawić strukturę i jakość spoiny. Wydajność: zastosuj różne środki technologiczne w celu zmniejszenia naprężeń spawalniczych.
(3) Podgrzewaj pęknięcia
Po spawaniu rura ze stali nierdzewnej jest ponownie podgrzewana w określonym zakresie temperatur (obróbka cieplna odprężająca lub inny proces podgrzewania), a powstałe pęknięcia nazywane są pęknięciami podgrzewanymi.
Przyczyny: Pęknięcia od nagrzewania występują zazwyczaj w stalach niskostopowych o wysokiej wytrzymałości, perlitycznych stalach żaroodpornych oraz stalach nierdzewnych zawierających wanad, chrom, molibden, bor i inne pierwiastki stopowe. Po cyklu spawania, pęknięcia są nagrzewane do temperatury strefy wrażliwej (550–650°C). Większość pęknięć powstaje w gruboziarnistej strefie wpływu ciepła. Większość pęknięć od nagrzewania występuje w spawanych rurach ze stali nierdzewnej oraz w miejscach koncentracji naprężeń, a pęknięcia od nagrzewania występują czasami w spawaniu wielowarstwowym.
Środki zapobiegawcze: Aby spełnić wymagania projektowe, należy wybrać materiały spawalnicze o niskiej wytrzymałości, tak aby wytrzymałość spoiny była niższa niż wytrzymałość metalu bazowego, a naprężenia w spoinie relaksowały się, zapobiegając pęknięciom w strefie wpływu ciepła; należy zminimalizować naprężenia szczątkowe i koncentrację naprężeń podczas spawania; należy kontrolować ilość ciepła wprowadzanego do spawanej rury, rozsądnie dobrać temperaturę podgrzewania wstępnego i obróbki cieplnej oraz w miarę możliwości unikać obszarów wrażliwych.
