En la fabricación de recipientes a presión, cuando se utiliza soldadura por arco sumergido para soldar la soldadura longitudinal del cilindro, a menudo se producen grietas (en lo sucesivo denominadas grietas terminales) en o cerca del extremo de la soldadura longitudinal.
Muchas personas han realizado investigaciones sobre esto y creen que la razón principal de las grietas terminales es que cuando el arco de soldadura está cerca del terminal de la soldadura longitudinal, la soldadura se expande y deforma en la dirección axial, y va acompañada de tensión transversal en la dirección vertical y axial. deformación abierta;
El cuerpo del cilindro también sufre tensión de endurecimiento por trabajo en frío y tensión de montaje en el proceso de laminado, fabricación y montaje; durante el proceso de soldadura, debido a la restricción de la soldadura de posicionamiento terminal y la placa de encendido del arco, se genera un gran estiramiento al final de la tensión de soldadura;
Cuando el arco se mueve hacia la soldadura de posicionamiento del terminal y la placa de inicio del arco, debido a la expansión térmica y la deformación de esta parte, la tensión de tracción transversal del terminal de soldadura se relaja y la fuerza de unión se reduce, de modo que el metal de soldadura apenas solidificado en el terminal de soldadura. Las grietas terminales se forman por una gran tensión de tracción.
Con base en el análisis de las razones anteriores, se proponen dos contramedidas:
Una es aumentar el ancho de la placa de impacto del arco para aumentar su fuerza de unión;
El segundo es utilizar una placa de impacto de arco de restricción elástica ranurada.
Sin embargo, después de tomar en la práctica las contramedidas anteriores, el problema no se ha resuelto de manera efectiva:
Por ejemplo, aunque se utiliza la placa de impacto de arco de restricción elástica, las grietas terminales de la soldadura longitudinal aún ocurrirán, y las grietas terminales ocurren a menudo cuando se sueldan cilindros con espesor pequeño, rigidez baja y ensamblaje forzado;
Sin embargo, cuando hay una placa de prueba de producto en la parte extendida de la soldadura longitudinal del cilindro, aunque la soldadura por puntos y otras condiciones son las mismas que cuando no hay placa de prueba de producto, hay pocas grietas terminales en la costura longitudinal.
Después de repetidas pruebas y análisis, se descubre que la aparición de grietas en el extremo de la costura longitudinal no solo está relacionada con la inevitable gran tensión de tracción en el extremo de la soldadura, sino también con varias otras razones extremadamente importantes.
Primero. Análisis de las causas de las fisuras terminales.
1. Cambios en el campo de temperatura en la soldadura terminal.
Durante la soldadura por arco, cuando la fuente de calor de soldadura está cerca del final de la soldadura longitudinal, el campo de temperatura normal al final de la soldadura cambiará y cuanto más cerca esté del final, mayor será el cambio.
Debido a que el tamaño de la placa de arco es mucho más pequeño que el del cilindro, su capacidad calorífica también es mucho menor, y la conexión entre la placa de arco y el cilindro se realiza únicamente mediante soldadura por puntos, por lo que puede considerarse como mayoritariamente discontinua. .
Por lo tanto, la condición de transferencia de calor de la soldadura terminal es muy pobre, lo que hace que la temperatura local aumente, la forma del baño fundido cambie y la profundidad de penetración también aumentará en consecuencia. La velocidad de solidificación del baño fundido se ralentiza, especialmente cuando el tamaño de la placa de arco es demasiado pequeño y la soldadura por puntos entre la placa de arco y el cilindro es demasiado corta y demasiado delgada.
2. Influencia del aporte de calor de soldadura
Dado que el aporte de calor de soldadura utilizado en la soldadura por arco sumergido es a menudo mucho mayor que en otros métodos de soldadura, la profundidad de penetración es grande, la cantidad de metal depositado es grande y está cubierto por la capa de fundente, por lo que el charco fundido es grande y el La velocidad de solidificación del baño fundido es grande. La velocidad de enfriamiento de la costura de soldadura y de la costura de soldadura es más lenta que con otros métodos de soldadura, lo que da como resultado granos más gruesos y una segregación más grave, lo que crea condiciones extremadamente favorables para la generación de grietas calientes.
Además, la contracción lateral de la soldadura es mucho menor que la apertura del espacio, de modo que la fuerza de tracción lateral de la parte terminal es mayor que la de otros métodos de soldadura. Esto es especialmente cierto para placas biseladas de espesor medio y placas más delgadas no biseladas.
3. Otras situaciones
Si hay un montaje forzado, la calidad del montaje no cumple los requisitos, el contenido de impurezas como S y P en el metal base es demasiado alto y la segregación también provocará grietas.
En segundo lugar, la naturaleza de la grieta terminal.
Las grietas terminales pertenecen a las grietas térmicas según su naturaleza, y las grietas térmicas se pueden dividir en grietas de cristalización y grietas en fase subsólida según la etapa de su formación. Aunque la parte donde se forma la grieta del terminal a veces es el terminal, a veces está dentro de los 150 mm del área alrededor del terminal, a veces es una grieta superficial y a veces es una grieta interna, y la mayoría de los casos son grietas internas que ocurren alrededor de la terminal.
Se puede observar que la naturaleza de la grieta terminal pertenece básicamente a la grieta en fase subsólida, es decir, cuando el terminal de soldadura aún está en estado líquido, aunque el baño fundido cerca del terminal se ha solidificado, todavía está en un estado líquido. alta temperatura ligeramente por debajo de la línea solidus Estado de resistencia cero, las grietas se generan bajo la acción de tensiones de soldadura complejas (principalmente tensiones de tracción) en el terminal,
La capa superficial de la soldadura cerca de la superficie es fácil de disipar el calor, la temperatura es relativamente baja y ya tiene cierta resistencia y plasticidad excelente, por lo que las grietas terminales a menudo existen dentro de la soldadura y no se pueden encontrar a simple vista.
Tercero. Medidas para prevenir grietas en los terminales
Del análisis anterior de las causas de las grietas terminales, se puede ver que las medidas más importantes para superar las grietas terminales de las costuras longitudinales de soldadura por arco sumergido son:
1. Aumente adecuadamente el tamaño de la placa de arco.
Las personas a menudo no están lo suficientemente familiarizadas con la importancia de la placa de arco, pensando que la función de la placa de arco es solo sacar el cráter del arco fuera de la soldadura cuando el arco está cerrado. Para ahorrar acero, algunos arcos se hacen muy pequeños y se convierten en verdaderos “arcos”. Estas prácticas están muy mal. La placa de arco tiene cuatro funciones:
(1) Lleve la parte rota de la soldadura cuando se inicia el arco y el cráter del arco cuando se detiene el arco hacia el exterior de la soldadura.
(2) Fortalecer el grado de restricción en la parte terminal de la costura longitudinal y soportar la gran tensión de tracción generada en la parte terminal.
(3) Mejorar el campo de temperatura de la parte terminal, lo que favorece la conducción del calor y no eleva demasiado la temperatura de la parte terminal.
(4) Mejorar la distribución del campo magnético en la parte terminal y reducir el grado de desviación magnética.
Para lograr los cuatro propósitos anteriores, la placa de arco debe tener un tamaño suficiente, el espesor debe ser el mismo que el de la pieza soldada y el tamaño debe depender del tamaño de la pieza soldada y del grosor de la placa de acero. Para recipientes a presión generales, se recomienda que la longitud y el ancho no sean inferiores a 140 mm.
2. Preste atención al montaje y soldadura por puntos de la placa de arco.
La soldadura por puntos entre la placa de arco y el cilindro debe tener suficiente longitud y espesor. En términos generales, la longitud y el grosor de la soldadura por puntos no deben ser inferiores al 80% del ancho y el grosor de la placa de arco, y se requiere soldadura continua. No se puede soldar simplemente por “puntos”. A ambos lados de la costura longitudinal se debe garantizar un espesor de soldadura suficiente para las placas medianas y gruesas y, si es necesario, se debe abrir una determinada ranura.
3. Preste atención a la soldadura de posicionamiento de la parte terminal del cilindro.
Durante la soldadura por puntos después de redondear el cilindro, para aumentar aún más el grado de restricción al final de la costura longitudinal, la longitud de la soldadura por puntos al final de la costura longitudinal no debe ser inferior a 100 mm, y debe haber espesor suficiente de la soldadura, y no debe haber grietas, defectos como falta de fusión.
4. Controle estrictamente la entrada de calor de soldadura.
Durante el proceso de soldadura de recipientes a presión, la entrada de calor de soldadura debe controlarse estrictamente. Esto no sólo garantiza las propiedades mecánicas de las uniones soldadas, sino que también juega un papel muy importante en la prevención de grietas. El tamaño de la corriente de soldadura por arco sumergido tiene una gran influencia en la sensibilidad de la grieta terminal, porque el tamaño de la corriente de soldadura está directamente relacionado con el campo de temperatura y la entrada de calor de soldadura.
5. Controlar estrictamente la forma del baño fundido y el coeficiente de forma de la soldadura.
La forma y el factor de forma del baño de soldadura en la soldadura por arco sumergido están estrechamente relacionados con la susceptibilidad a las grietas de soldadura. Por lo tanto, el tamaño, la forma y el factor de forma del baño de soldadura deben controlarse estrictamente.
Cuatro. Conclusión
Es muy común que se produzcan grietas en los terminales de la costura longitudinal cuando se utiliza soldadura por arco sumergido para soldar la costura longitudinal del cilindro, y no se ha solucionado bien durante muchos años. A través de pruebas y análisis, la razón principal de las grietas al final de la costura longitudinal de soldadura por arco sumergido es el resultado de la acción conjunta de la gran tensión de tracción y el campo de temperatura especial en esta parte.
La práctica ha demostrado que medidas como aumentar adecuadamente el tamaño de la placa de encendido del arco, fortalecer el control de calidad de la soldadura por puntos y controlar estrictamente la entrada de calor de soldadura y la forma de la soldadura pueden prevenir eficazmente la aparición de grietas en el extremo de la soldadura sumergida. soldadura por arco.
Hora de publicación: 01-mar-2023
