Na fabricação de vasos de pressão, quando a soldagem por arco submerso é usada para soldar a solda longitudinal do cilindro, rachaduras (doravante denominadas rachaduras terminais) ocorrem frequentemente na extremidade da solda longitudinal ou próximo a ela.
Muitas pessoas realizaram pesquisas sobre isso e acreditam que a principal razão para trincas terminais é que quando o arco de soldagem está próximo ao terminal da solda longitudinal, a solda se expande e deforma na direção axial, e é acompanhada por tensão transversal em direção vertical e axial. deformação aberta;
O corpo do cilindro também apresenta tensões de endurecimento por trabalho a frio e tensões de montagem no processo de laminação, fabricação e montagem; durante o processo de soldagem, devido à restrição da solda de posicionamento do terminal e da placa de impacto do arco, um grande estiramento é gerado no final da tensão de solda;
Quando o arco se move para a solda de posicionamento do terminal e a placa de impacto do arco, devido à expansão térmica e deformação desta peça, a tensão de tração transversal do terminal de solda é relaxada e a força de ligação é reduzida, de modo que o metal de solda apenas solidificado no terminal de solda As trincas terminais são formadas por uma grande tensão de tração.
Com base na análise das razões acima, são propostas duas contramedidas:
Uma delas é aumentar a largura da placa de ataque do arco para aumentar sua força de ligação;
A segunda é usar placa de ataque de arco de restrição elástica com fenda.
No entanto, depois de tomar as contramedidas acima na prática, o problema não foi efetivamente resolvido:
Por exemplo, embora a placa de ataque do arco de restrição elástica seja usada, as rachaduras terminais da solda longitudinal ainda ocorrerão, e as rachaduras terminais ocorrem frequentemente ao soldar o cilindro com pequena espessura, baixa rigidez e montagem forçada;
Porém, quando há uma placa de teste do produto na parte estendida da solda longitudinal do cilindro, embora a soldagem por pontos e outras condições sejam as mesmas de quando não há placa de teste do produto, há poucas trincas terminais na costura longitudinal.
Após repetidos testes e análises, verifica-se que a ocorrência de fissuras no final da costura longitudinal não está apenas relacionada à inevitável grande tensão de tração na solda final, mas também a vários outros motivos extremamente importantes.
Primeiro. Análise das causas das trincas terminais
1. Mudanças no campo de temperatura na solda terminal
Durante a soldagem a arco, quando a fonte de calor da soldagem está próxima ao final da solda longitudinal, o campo de temperatura normal no final da solda mudará e quanto mais próximo estiver do final, maior será a mudança.
Como o tamanho da placa de ataque do arco é muito menor do que o do cilindro, sua capacidade de calor também é muito menor, e a conexão entre a placa de ataque do arco e o cilindro é feita apenas por soldagem por pontos, portanto pode ser considerada principalmente descontínua .
Portanto, a condição de transferência de calor da solda terminal é muito ruim, fazendo com que a temperatura local suba, a forma da poça fundida mude e a profundidade de penetração também aumente de acordo. A velocidade de solidificação da poça fundida diminui, especialmente quando o tamanho da placa de ataque do arco é muito pequeno e a solda por pontos entre a placa de ataque do arco e o cilindro é muito curta e muito fina.
2. Influência do aporte térmico de soldagem
Como a entrada de calor de soldagem usada na soldagem por arco submerso é muitas vezes muito maior do que outros métodos de soldagem, a profundidade de penetração é grande, a quantidade de metal depositado é grande e é coberta pela camada de fluxo, de modo que a poça fundida é grande e o a velocidade de solidificação da poça fundida é grande. A taxa de resfriamento da costura de soldagem e da costura de soldagem é mais lenta do que outros métodos de soldagem, resultando em grãos mais grossos e segregação mais grave, o que cria condições extremamente favoráveis para a geração de trincas a quente.
Além disso, o encolhimento lateral da solda é muito menor que a abertura da folga, de modo que a força de tração lateral da parte terminal é maior do que a de outros métodos de soldagem. Isto é especialmente verdadeiro para chapas chanfradas de espessura média e chapas mais finas não chanfradas.
3. Outras situações
Se houver montagem forçada, a qualidade da montagem não atende aos requisitos, o teor de impurezas como S e P no metal base é muito alto e a segregação também causará rachaduras.
Em segundo lugar, a natureza da fissura terminal
As fissuras terminais pertencem às fissuras térmicas de acordo com a sua natureza, e as fissuras térmicas podem ser divididas em fissuras de cristalização e fissuras de fase subsólida de acordo com o estágio de sua formação. Embora a parte onde a trinca terminal é formada às vezes seja o terminal, às vezes está dentro de 150 mm da área ao redor do terminal, às vezes é uma trinca superficial e às vezes é uma trinca interna, e a maioria dos casos são trincas internas que ocorrer ao redor do terminal.
Pode-se observar que a natureza da trinca terminal pertence basicamente à trinca de fase subsólida, ou seja, quando o terminal de solda ainda está no estado líquido, embora a poça de fusão próxima ao terminal tenha solidificado, ela ainda está em um alta temperatura ligeiramente abaixo da linha solidus Estado de resistência zero, rachaduras são geradas sob a ação de tensões de soldagem complexas (principalmente tensão de tração) no terminal,
A camada superficial da solda próxima à superfície é fácil de dissipar o calor, a temperatura é relativamente baixa e já possui certa resistência e excelente plasticidade, de modo que as trincas terminais muitas vezes existem dentro da solda e não podem ser encontradas a olho nu.
Terceiro. Medidas para evitar trincas terminais
A partir da análise acima das causas das trincas terminais, pode-se observar que as medidas mais importantes para superar as trincas terminais das costuras longitudinais da soldagem por arco submerso são:
1. Aumente adequadamente o tamanho da placa de ataque do arco
Muitas vezes as pessoas não estão familiarizadas o suficiente com a importância da placa de impacto do arco, pensando que a função da placa de impacto do arco é apenas conduzir a cratera do arco para fora da soldagem quando o arco é fechado. Para economizar aço, alguns arcos são feitos muito pequenos e se tornam verdadeiros “arc strikes”. Essas práticas são muito erradas. A placa de ataque do arco tem quatro funções:
(1) Conduza a parte quebrada da solda quando o arco é iniciado e a cratera do arco quando o arco é interrompido para fora da soldagem.
(2) Reforçar o grau de restrição na parte terminal da costura longitudinal e suportar a grande tensão de tração gerada na parte terminal.
(3) Melhorar o campo de temperatura da parte terminal, que conduz à condução de calor e não torna a temperatura da parte terminal muito alta.
(4) Melhore a distribuição do campo magnético na parte terminal e reduza o grau de deflexão magnética.
Para atingir os quatro propósitos acima, a placa de ataque do arco deve ter tamanho suficiente, a espessura deve ser igual à da soldagem e o tamanho deve depender do tamanho da soldagem e da espessura da placa de aço. Para vasos de pressão em geral, recomenda-se que o comprimento e a largura não sejam inferiores a 140 mm.
2. Preste atenção à montagem e soldagem por pontos da placa de ataque do arco
A soldagem por pontos entre a placa de arco e o cilindro deve ter comprimento e espessura suficientes. De modo geral, o comprimento e a espessura da solda não devem ser inferiores a 80% da largura e espessura da placa de ataque do arco, e a soldagem contínua é necessária. Não pode ser simplesmente soldado “ponto”. Em ambos os lados da costura longitudinal, deve-se garantir uma espessura de solda suficiente para as chapas médias e grossas, e uma certa ranhura deve ser aberta se necessário.
3. Preste atenção ao posicionamento da soldagem da parte terminal do cilindro
Durante a soldagem por pontos após o cilindro ser arredondado, a fim de aumentar ainda mais o grau de restrição no final da costura longitudinal, o comprimento da solda por pontos no final da costura longitudinal não deve ser inferior a 100 mm, e deve haver espessura suficiente da solda e não deve haver rachaduras, defeitos como falta de fusão.
4. Controle rigorosamente a entrada de calor de soldagem
Durante o processo de soldagem de vasos de pressão, o aporte térmico de soldagem deve ser rigorosamente controlado. Isto não só garante as propriedades mecânicas das juntas soldadas, mas também desempenha um papel muito importante na prevenção de fissuras. O tamanho da corrente de soldagem por arco submerso tem grande influência na sensibilidade da trinca terminal, pois o tamanho da corrente de soldagem está diretamente relacionado ao campo de temperatura e ao aporte de calor de soldagem.
5. Controle rigorosamente a forma da poça de fusão e o coeficiente de forma da solda
A forma e o fator de forma da poça de fusão na soldagem por arco submerso estão intimamente relacionados à suscetibilidade a trincas de soldagem. Portanto, o tamanho, a forma e o fator de forma da poça de fusão devem ser estritamente controlados.
Quatro. Conclusão
É muito comum produzir trincas terminais na costura longitudinal quando a soldagem por arco submerso é usada para soldar a costura longitudinal do cilindro, e isso não tem sido bem resolvido há muitos anos. Através de testes e análises, o principal motivo das trincas no final da costura longitudinal da soldagem por arco submerso é o resultado da ação conjunta da grande tensão de tração e do campo de temperatura especial nesta peça.
A prática provou que medidas como aumentar adequadamente o tamanho da placa de ataque do arco, fortalecer o controle de qualidade da soldagem por pontos e controlar rigorosamente a entrada de calor da soldagem e o formato da solda podem efetivamente prevenir a ocorrência de rachaduras no final da soldagem submersa. soldagem a arco.
Horário da postagem: 01/03/2023
