Inleiding tot verschillende soorten lasscheuren

Lasscheuren zijn naar hun aard puntig en kunnen worden onderverdeeld in hete scheuren, opwarmscheuren, koude scheuren, gelamineerd scheuren enzovoort. Het volgende gaat alleen over de oorzaken van verschillende scheuren, kenmerken en preventiemethoden voor specifieke uitwerking.
1. Thermische scheuren
Wordt geproduceerd bij hoge temperaturen tijdens het lassen, het zogenaamde thermische kraken, dat wordt gekenmerkt door scheuren langs de oorspronkelijke austenietkorrelgrenzen. Afhankelijk van het lasmetaalmateriaal (laaggelegeerd hoogwaardig staal, roestvrij staal, gietijzer, aluminiumlegeringen en enkele speciale metalen, enz.), Zijn de vorm van thermisch kraken, het temperatuurbereik en de belangrijkste reden ook verschillend. Momenteel zijn de thermische scheuren onderverdeeld in drie hoofdcategorieën, zoals kristallisatiescheuren, vloeibaarmakingsscheuren en multilaterale scheuren.
(1) Kristallisatiescheuren worden voornamelijk geproduceerd in koolstofstaal dat meer onzuiverheden bevat, lasnaden van laaggelegeerd staal (bevat S, P, C, Si is hoog) en eenfasig austenitisch staal, legeringen op nikkelbasis en sommige lasnaden van aluminiumlegeringen. Deze scheur bevindt zich in het lasproces van kristallisatie, in de buurt van de vaste faselijn, als gevolg van het stollen van de metaalcontractie, is het resterende vloeibare metaal onvoldoende, kan het niet tijdig worden toegevoegd, onder invloed van de spanning vindt plaats langs het kristalscheuren.
Preventieve maatregelen zijn: in metallurgische factoren, passende aanpassing van de samenstelling van het lasmetaal, verkorting van het bereik van de brosse temperatuurzone om de las in zwavel, fosfor, koolstof en andere schadelijke onzuiverheden te controleren; verfijn de lasmetaalkorrel, dat wil zeggen de juiste toevoeging van elementen zoals Mo, V, Ti, Nb, enz.; in termen van technologie, kan worden voorverwarmd vóór het lassen, controle van de energielijn, vermindering van de beperkingen van de verbindingen en andere aspecten die moeten worden voorkomen en gecontroleerd.
(2) Vloeibaarmakingsscheur in de buurt van de naadzone is een soort microscheur die scheurt langs de austenietkorrelgrens, die zeer klein van formaat is en voorkomt in de nabije naadzone van de HAZ of de tussenlaag. De oorzaak ervan is doorgaans te wijten aan het lassen van metaal in de buurt van het naadgebied of aan het lassen van tussenlaagmetaal, bij hoge temperaturen, zodat deze gebieden van de austenietkorrelgrenzen op de laagsmeltende eutectische bestanddelen opnieuw worden gesmolten, onder invloed van trekspanning langs de austeniet-intergranulaire delen. scheurvorming en de vorming van liquefactiescheuren.
Dit soort scheurpreventie- en controlemaatregelen en kristallisatiescheuren zijn in principe hetzelfde. Vooral in de metallurgie is het zeer effectief om de inhoud van zwavel, fosfor, silicium, boor en andere laagsmeltende eutectische samenstellende elementen zoveel mogelijk te verminderen; daarbij kunt u de lijnenergie verminderen en de concaafheid van de smeltlijn van het smeltbad verminderen.
(3) Polygonisatiescheuren worden veroorzaakt door een zeer lage plasticiteit bij hoge temperaturen tijdens de vorming van polygonisatie. Deze scheur komt niet vaak voor en de preventie- en controlemaatregelen kunnen aan de las worden toegevoegd om de polygonisatie-excitatie-energie van elementen zoals Mo, W, Ti, enz. te verbeteren.
2. Opwarmen van scheuren
Komt meestal voor in sommige gevallen die neerslagversterkende elementen van staal en hogetemperatuurlegeringen bevatten (waaronder laaggelegeerd hoogsterktestaal, perlitisch hittebestendig staal, door neerslag versterkte hogetemperatuurlegeringen, evenals sommige austenitische roestvaste staalsoorten). scheuren na het lassen, maar tijdens het warmtebehandelingsproces scheuren. Er ontstaan ​​herverhittingsscheuren in de door de laswarmte beïnvloede zone van de oververhitte grove kristaldelen, waarvan de richting langs de smeltlijn ligt van de grensuitbreiding van de austenietgrove kristalkorrels.
Voorkoming en controle van scheuren door herverhitting. Bij de keuze van de materialen kunt u kiezen voor fijnkorrelig staal. Kies qua proces een kleinere lijnenergie, kies een hogere voorverwarmingstemperatuur en kies bij de latere warmtemaatregelen een laag passend lasmateriaal om spanningsconcentratie te voorkomen.
3. Koudescheur
Komt voornamelijk voor in de hittebeïnvloede zone van lassen met hoog, middelmatig koolstofstaal, laag en middelgelegeerd staal, maar sommige metalen, zoals ultrasterk staal, titanium en titaniumlegeringen, enz. Soms treedt ook koudscheuren op in de las. Over het algemeen zijn de neiging tot verharding van de staalsoort, het waterstofgehalte en de verdeling van lasverbindingen, evenals de verbindingen die worden onderworpen aan de toestand van de opsluitende spanning, de drie belangrijkste factoren bij het lassen van hogesterktestaal om koude scheuren te produceren. Door de martensitische organisatie die wordt gevormd na het lassen onder invloed van elementair waterstof, worden samen met de trekspanning koude scheuren gevormd. Zijn formatie vindt doorgaans plaats door het kristal of langs het kristal. Koudescheuren worden over het algemeen gecategoriseerd als teenscheuren, scheuren onder de las en wortelscheuren.
Het voorkomen en beheersen van koude scheuren kan voortkomen uit de chemische samenstelling van het werkstuk, de keuze van lasmaterialen en procesmaatregelen in drie aspecten. Moet proberen materialen te kiezen met een lager koolstofequivalent; lastoevoegmaterialen voor lassen moeten worden geselecteerd met elektroden met een laag waterstofgehalte, lassen moeten worden gecombineerd met lage sterkte, voor de hoge neiging tot koudscheuren van het materiaal kunnen ook austenitische lastoevoegmaterialen worden geselecteerd; redelijke controle van de lijnenergie, voorverwarming en na-warmtebehandeling is het voorkomen en beheersen van het koude kraken van de procesmaatregelen.
Bij de lasproductie kunnen er, als gevolg van het gebruik van staal, lasmaterialen, verschillende soorten constructies, staal en de constructie van verschillende specifieke omstandigheden, verschillende vormen van koude scheuren optreden. Het belangrijkste dat echter vaak voorkomt bij de productie is vertraagd scheuren.

Er zijn drie vormen van vertraagd kraken:
(1) Lasscheuren - Dit type scheur ontstaat op de kruising van het basismetaal en de las, en er is een duidelijk spanningsconcentratiegebied. De richting van de scheur is vaak evenwijdig aan het laskanaal, meestal beginnend vanaf het oppervlak van de lasteen tot de diepte van het moedermateriaal.
(2) Scheuren onder het laskanaal - deze scheur komt vaak voor bij de neiging tot uitharden en een hoger waterstofgehalte in de door de hitte beïnvloede zone van de las. Over het algemeen is de scheurrichting evenwijdig aan de smeltlijn.
(3) wortelscheur - deze scheur is een meer voorkomende vorm van vertraagde scheurvorming en komt vooral voor bij een hoger waterstofgehalte en een onvoldoende voorverwarmingstemperatuur. Dit type scheur is vergelijkbaar met scheuren in de lasnaad en ontstaat in het deel van de las waar de spanningsconcentratie het grootst is aan de basis van de las. Wortelscheuren kunnen optreden in het grove korrelgedeelte van de door hitte beïnvloede zone of in het lasmetaal.
De neiging tot verharding van de staalsoort, het waterstofgehalte van de lasverbinding en de verdeling ervan, evenals de toestand van de verbinding die wordt blootgesteld aan de beperkende spanning, zijn de drie belangrijkste factoren die koudescheuren veroorzaken bij het lassen van hoogsterkte staal. Deze drie factoren zijn onderling met elkaar verbonden en versterken elkaar onder bepaalde omstandigheden.
De neiging tot verharding van de staalsoort wordt voornamelijk bepaald door de chemische samenstelling, plaatdikte, lasproces en koelomstandigheden. Bij het lassen geldt: hoe groter de neiging tot verharding van de staalsoort, hoe groter de kans op scheuren. Waarom veroorzaakt het verharden van staal scheuren? Het kan worden samengevat in de volgende twee aspecten.
a: de vorming van brosse harde martensietorganisatie - martensiet is koolstof in een oververzadigde ijzeroplossing, koolstofatomen met interstitiële atomen bestaan ​​in het rooster, zodat de ijzeratomen afwijken van de evenwichtspositie, het rooster ondergaat een grote aberratie, resulterend in de organisatie in een verharde staat. Vooral onder lasomstandigheden is de verwarmingstemperatuur nabij het naadgebied zeer hoog, zodat de austenietkorrelgroei ernstig optreedt, wanneer het snelle afkoelen grof austeniet zal worden omgezet in grof martensiet. Uit de sterktetheorie van metalen kan worden afgeleid dat martensiet een broze en harde organisatie is, het optreden van breuken zal minder energie verbruiken, daarom zijn lasverbindingen met de aanwezigheid van martensiet gemakkelijk te vormen en uit te zetten.
b: Uitharding zal meer roosterdefecten vormen - Een groot aantal roosterdefecten wordt gevormd wanneer het metaal wordt onderworpen aan thermisch onevenwichtige omstandigheden. Deze roosterdefecten zijn voornamelijk vacatures en dislocaties. Met de toename van de thermische spanning in de gelaste, door hitte beïnvloede zone, onder de omstandigheden van spanning en thermische onbalans, zullen zowel vacatures als dislocaties bewegen en zich verzamelen, en wanneer hun concentratie een bepaalde kritische waarde bereikt, zal er een scheurbron worden gevormd. Onder de aanhoudende spanning zal er voortdurend uitzetting optreden en macroscopische scheuren ontstaan.
Waterstof is een van de belangrijke factoren die het koudscheuren van lassen van staal met hoge sterkte veroorzaken, en heeft het kenmerk van vertraging. Daarom wordt in veel literatuur het vertraagde scheuren veroorzaakt door waterstof "waterstofkraken" genoemd. Experimentele studies hebben aangetoond dat hoe hoger het waterstofgehalte van lasverbindingen van hoogwaardig staal, hoe groter de gevoeligheid voor scheuren. Wanneer het lokale waterstofgehalte een bepaalde kritische waarde bereikt, zullen er scheuren verschijnen, en deze waarde wordt de kritische waterstofwaarde genoemd. gehalte aan scheuren [H]cr.
Verschillende staalkoudkraken [H] cr-waarde is verschillend, het houdt verband met de chemische samenstelling van staal, staal, voorverwarmingstemperatuur en koelomstandigheden.
1: Bij het lassen zijn vocht in het lasmateriaal, roest en olie aan de laskant en de luchtvochtigheid allemaal oorzaken van waterstofverrijking in de las. Over het algemeen is de hoeveelheid waterstof in het basismateriaal en de draad erg klein, terwijl het vocht in de fluxhuid van de elektrode en het vocht in de lucht niet kunnen worden genegeerd en de belangrijkste bron van waterstofverrijking kunnen worden.
2: Waterstof in verschillende metaalorganisaties in de oplosbaarheid en diffusiecapaciteit is verschillend, waterstof in de austenietoplosbaarheid is veel groter dan de ferrietoplosbaarheid. Daarom treedt bij het lassen van de overgang van austeniet naar ferriet de oplosbaarheid van waterstof plotseling op. Tegelijkertijd is de diffusiesnelheid van waterstof het tegenovergestelde: de overgang van austeniet naar ferriet neemt plotseling toe.
Bij lassen bij hoge temperaturen zal er een grote hoeveelheid waterstof opgelost zijn in het gesmolten zwembad, in het daaropvolgende afkoel- en stollingsproces probeert waterstof vanwege de scherpe afname van de oplosbaarheid te ontsnappen, maar vanwege de afkoeling is het erg snel, zodat de waterstof te laat is om te ontsnappen en in het lasmetaal vast te houden bij de vorming van diffusiewaterstof.

4. Laminaire scheuren
Is een interne scheur bij lage temperatuur. Beperkt tot het basismetaal van de dikke plaat of de door hitte beïnvloede laszone, meestal voorkomend in verbindingen van het type "L", "T", "+". Gedefinieerd als gewalste dikke stalen plaat langs de dikte van de plasticiteitsrichting is niet voldoende om de richting van de lassamentrekkingsspanning te weerstaan ​​en trad op in het basismetaal van een stapvormige koude scheur. Over het algemeen als gevolg van de dikke staalplaat tijdens het walsproces, rolden sommige niet-metalen insluitsels in het staal evenwijdig aan de rolrichting van de bandinsluitsels, deze insluitsels veroorzaakten door de stalen plaat in de mechanische eigenschappen van de geleidbaarheid van elk. Preventie en controle van laminaire scheuren bij de materiaalkeuze kan worden gekozen uit geraffineerd staal, dat wil zeggen de selectie van z tot de hoge prestaties van de stalen plaat. U kunt ook de vorm van het verbindingsontwerp verbeteren om eenzijdige las te voorkomen, of om draag z naar de zijkant van de spanning uit de afschuining.
Laminair scheuren en koudscheuren zijn verschillend, het produceert en het sterkteniveau van het staal heeft niets te maken, voornamelijk met de hoeveelheid insluitsels in het staal en de verdeling van de morfologie. Over het algemeen zullen gewalste dikke stalen platen, zoals koolstofarm staal, laaggelegeerd staal met hoge sterkte en zelfs platen van aluminiumlegeringen, in de laminaire scheur verschijnen. Afhankelijk van de locatie van laminaire scheuren kan grofweg in drie categorieën worden verdeeld:
De eerste categorie is de vorming van laminaire scheuren veroorzaakt door koude scheuren in de lasnaad of laswortel in de door hitte beïnvloede laszone.
De tweede categorie is de laswarmte-beïnvloede zone langs de insluitsels, dit is de meest voorkomende technische laminaire scheuring.
De derde categorie bevindt zich buiten de door hitte beïnvloede zone in het basismateriaal langs de insluitsels die barsten, meestal meer in de dikke plaatstructuur met meer MnS-vlokkeninsluitsels.
Laminaire scheurmorfologie en insluitsels van het type, vorm, distributie, evenals de locatie van een nauwe relatie. Wanneer de rolrichting langs de schilferige MnS-insluitsels dominant is, heeft laminaire scheuring een duidelijke stap, wanneer de silicaatinsluitingen dominant zijn in een rechte lijn, zoals Al-insluitsels dominant zijn in een onregelmatige stap.

Bij het lassen van dikke plaatconstructies, met name T-type en hoekverbindingen, zal in de stijve, beperkte omstandigheden de lassamentrekking in de richting van de dikte van het basismateriaal plaatsvinden, wat veel trekspanning en spanning veroorzaakt, wanneer de spanning groter is dan het plastic vervormingscapaciteit van het basismetaal, de insluitsels en de metaalmatrix zullen worden gescheiden van de metaalmatrix en microscheuren treden op, in de spanning blijft de rol spelen van de scheurpunt langs het vlak van de uitzetting van de insluitsels, de vorming van de zogenaamde ‘platform’.
Er zijn veel factoren die laminaire scheuren beïnvloeden, voornamelijk in de volgende aspecten:
1: niet-metalen insluitsels van het type, de hoeveelheid en de verdeling van de morfologie is de essentiële oorzaak van laminaire scheuren, het wordt veroorzaakt door de anisotropie van staal, mechanische eigenschappen van de fundamentele verschillen.
2: Z-richting opsluitingsspanning dikwandige gelaste constructies tijdens het lasproces om verschillende Z-richting opsluitingsspanningen, restspanningen en belasting na het lassen te weerstaan, ze worden veroorzaakt door de mechanische omstandigheden van laminair scheuren.
3: Algemeen wordt aangenomen dat het effect van waterstof zich in de buurt van de door hitte beïnvloede zone bevindt, veroorzaakt door koudscheuren en laminair scheuren wordt. Waterstof is een belangrijke beïnvloedende factor.
Omdat de impact van laminair scheuren erg groot is, is de schade ook zeer ernstig. Daarom is het noodzakelijk om vóór de bouw een oordeel te vellen over de gevoeligheid van staal voor laminair scheuren.
Veelgebruikte evaluatiemethoden zijn de krimp van de trekdoorsnede in de Z-richting en de kritische spanningsmethode in de Z-richting van de pen. Om laminaire scheuring te voorkomen, mag de krimp van de sectie niet minder zijn dan 15%. In het algemeen hoop ik dat=15 ~ 20% geschikt is, terwijl 25%, dat de anti-laminaire scheuring uitstekend is.
Om laminaire scheuren te voorkomen, moeten er vooral maatregelen worden genomen op basis van de volgende aspecten:
Ten eerste kunnen bij het raffineren van staal de veelgebruikte ijzerontzwavelingsmethoden en vacuümontgassing worden gesmolten uit het zwavelgehalte van slechts {{0}}.003 ~ 0,005% van staal met een ultralaag zwavelgehalte, de sectiekrimp ervan ( Z-richting) kan 23 ~ 25% bereiken.
Ten tweede is het beheersen van de vorm van sulfide-insluitsels het omzetten van MnS in andere elementen van sulfide, zodat het moeilijk is om te verlengen bij heet walsen, waardoor de anisotropie wordt verminderd. Momenteel zijn de veelgebruikte toegevoegde elementen calcium en zeldzame aardmetalen. Met de bovenstaande behandeling kan het staal worden vervaardigd met een krimp in de Z-richting van 50 tot 70% om weerstand te bieden aan gelamineerde scheurende staalplaten.
Ten derde, vanuit het oogpunt van het voorkomen van laminair scheuren, is het ontwerp- en constructieproces voornamelijk gericht op het vermijden van spanning in de Z-richting en spanningsconcentratie, en naar de specifieke maatregelen wordt verwezen in het volgende voorbeeld:
(1) moet proberen eenzijdige las te vermijden, in plaats van bilaterale las kan de spanningstoestand van de wortelzone van de las worden verlicht om spanningsconcentratie te voorkomen.
(2) Het gebruik van symmetrische hoeklassen met minder laswerk in plaats van een grote hoeveelheid volledige lasnaad door de lasnaad te lassen, om geen overmatige spanning te veroorzaken.
(3) De afschuining moet worden gemaakt aan de zijde die wordt blootgesteld aan spanning in de Z-richting.
(4) Voor T-type verbindingen kan een laag lasmateriaal met lage sterkte vooraf op de dwarsplaat worden gestapeld om scheuren in de laswortel te voorkomen en ook de lasspanning te matigen.
(5) Om laminaire scheuren veroorzaakt door koudscheuren te voorkomen, moeten zoveel mogelijk enkele maatregelen worden genomen om koudscheuren te voorkomen, zoals het verminderen van de hoeveelheid waterstof, het verhogen van de voorverwarming en het regelen van de temperatuur tussen de lagen.