Nella produzione di recipienti a pressione, quando si utilizza la saldatura ad arco sommerso per saldare la saldatura longitudinale del cilindro, si verificano spesso crepe (di seguito denominate crepe terminali) in corrispondenza o in prossimità dell'estremità della saldatura longitudinale.
Molte persone hanno condotto ricerche su questo argomento e ritengono che la ragione principale delle crepe terminali sia che quando l'arco di saldatura è vicino al terminale della saldatura longitudinale, la saldatura si espande e si deforma nella direzione assiale ed è accompagnata da tensione trasversale in la direzione verticale e assiale. deformazione aperta;
Il corpo del cilindro è inoltre sottoposto a sollecitazioni di incrudimento a freddo e di assemblaggio durante il processo di laminazione, produzione e assemblaggio; durante il processo di saldatura, a causa del vincolo della saldatura di posizionamento terminale e della piastra d'innesco dell'arco, si genera un ampio allungamento alla fine dello sforzo di saldatura;
Quando l'arco si sposta verso la saldatura di posizionamento del terminale e la piastra d'innesco dell'arco, a causa dell'espansione termica e della deformazione di questa parte, la sollecitazione di trazione trasversale del terminale di saldatura viene rilassata e la forza vincolante viene ridotta, in modo che il metallo saldato appena solidificato al terminale di saldatura Le crepe terminali sono formate da un grande sforzo di trazione.
Sulla base dell’analisi delle ragioni sopra esposte si propongono due contromisure:
Il primo è aumentare la larghezza della piastra di battuta dell'arco per aumentarne la forza vincolante;
Il secondo consiste nell'utilizzare una piastra di battuta dell'arco di ritenuta elastica scanalata.
Tuttavia, dopo aver messo in pratica le contromisure di cui sopra, il problema non è stato risolto in modo efficace:
Ad esempio, sebbene venga utilizzata la piastra di battuta dell'arco di trattenuta elastica, si verificheranno comunque crepe terminali della saldatura longitudinale e spesso si verificano crepe terminali quando si salda il cilindro con spessore ridotto, bassa rigidità e assemblaggio forzato;
Tuttavia, quando è presente una piastra di prova del prodotto nella parte estesa della saldatura longitudinale del cilindro, sebbene la puntatura e le altre condizioni siano le stesse di quando non è presente alcuna piastra di prova del prodotto, ci sono poche crepe terminali nella giuntura longitudinale.
Dopo ripetuti test e analisi, si è riscontrato che la comparsa di crepe all'estremità della cucitura longitudinale non è solo correlata all'inevitabile grande sollecitazione di trazione all'estremità della saldatura, ma anche a diversi altri motivi estremamente importanti.
Primo. Analisi delle cause delle fessurazioni terminali
1. Cambiamenti nel campo della temperatura nella saldatura terminale
Durante la saldatura ad arco, quando la fonte di calore di saldatura è vicina all'estremità della saldatura longitudinale, il campo di temperatura normale alla fine della saldatura cambierà e quanto più è vicino alla fine, maggiore sarà il cambiamento.
Poiché la dimensione della piastra d'innesco dell'arco è molto più piccola di quella del cilindro, anche la sua capacità termica è molto inferiore e la connessione tra la piastra d'innesco dell'arco e il cilindro avviene solo mediante saldatura a punti, quindi può essere considerata per lo più discontinua .
Pertanto, le condizioni di trasferimento del calore della saldatura terminale sono molto scarse, causando un aumento della temperatura locale, la forma del bagno di fusione cambia e anche la profondità di penetrazione aumenterà di conseguenza. La velocità di solidificazione del bagno di fusione rallenta, soprattutto quando la dimensione della piastra d'innesco dell'arco è troppo piccola e la saldatura a punti tra la piastra d'innesco dell'arco e il cilindro è troppo corta e troppo sottile.
2. Influenza dell'apporto termico di saldatura
Poiché l'apporto termico di saldatura utilizzato nella saldatura ad arco sommerso è spesso molto maggiore rispetto ad altri metodi di saldatura, la profondità di penetrazione è elevata, la quantità di metallo depositato è elevata ed è coperto dallo strato di flusso, quindi il bagno di fusione è ampio e il la velocità di solidificazione del bagno di fusione è elevata. La velocità di raffreddamento del cordone di saldatura e del cordone di saldatura è più lenta rispetto ad altri metodi di saldatura, con conseguente grana più grossa e segregazione più grave, che creano condizioni estremamente favorevoli per la generazione di cricche calde.
Inoltre, il ritiro laterale della saldatura è molto inferiore all'apertura dell'intercapedine, per cui la forza di trazione laterale della parte terminale è maggiore di quella di altri metodi di saldatura. Ciò è particolarmente vero per le piastre di medio spessore smussate e per le piastre più sottili non smussate.
3. Altre situazioni
In caso di assemblaggio forzato, la qualità dell'assemblaggio non soddisfa i requisiti, il contenuto di impurità come S e P nel metallo base è troppo elevato e anche la segregazione causerà crepe.
In secondo luogo, la natura della rottura del terminale
Le fessure terminali appartengono alle fessure termiche a seconda della loro natura e le fessure termiche possono essere suddivise in cricche di cristallizzazione e fessure in fase subsolida a seconda dello stadio della loro formazione. Sebbene la parte in cui si forma la crepa del terminale a volte sia il terminale, a volte si trova entro 150 mm dall'area attorno al terminale, a volte si tratta di una crepa superficiale, a volte è una crepa interna e nella maggior parte dei casi si tratta di crepe interne che verificarsi attorno al terminale.
Si può vedere che la natura della cricca terminale appartiene fondamentalmente alla cricca in fase sub-solida, cioè quando il terminale di saldatura è ancora allo stato liquido, sebbene il bagno di fusione vicino al terminale si sia solidificato, è ancora ad uno stato liquido temperatura elevata leggermente al di sotto della linea del solidus Stato di resistenza zero, le cricche vengono generate sotto l'azione di complesse sollecitazioni di saldatura (principalmente sollecitazioni di trazione) sul terminale,
Lo strato superficiale della saldatura vicino alla superficie è facile da dissipare il calore, la temperatura è relativamente bassa e ha già una certa resistenza ed eccellente plasticità, quindi le crepe terminali spesso esistono all'interno della saldatura e non possono essere trovate ad occhio nudo.
Terzo. Misure per evitare rotture dei terminali
Dall'analisi di cui sopra delle cause delle fessurazioni terminali, si può vedere che le misure più importanti per superare le fessurazioni terminali dei cordoni longitudinali di saldatura ad arco sommerso sono:
1. Aumentare opportunamente le dimensioni della piastra d'innesco dell'arco
Le persone spesso non hanno abbastanza familiarità con l'importanza della piastra d'innesco dell'arco, pensando che la sua funzione sia solo quella di condurre il cratere dell'arco fuori dalla saldatura quando l'arco è chiuso. Per risparmiare acciaio, alcuni percussori dell'arco vengono realizzati molto piccoli e diventano veri e propri “percussori dell'arco”. Queste pratiche sono molto sbagliate. La piastra d'innesco dell'arco ha quattro funzioni:
(1) Condurre la parte rotta della saldatura quando l'arco viene avviato e il cratere dell'arco quando l'arco viene interrotto verso l'esterno della saldatura.
(2) Rafforzare il grado di contenimento nella parte terminale della cucitura longitudinale e sopportare la grande sollecitazione di trazione generata nella parte terminale.
(3) Migliorare il campo di temperatura della parte terminale, che favorisce la conduzione del calore e non rende la temperatura della parte terminale troppo elevata.
(4) Migliorare la distribuzione del campo magnetico nella parte terminale e ridurre il grado di deflessione magnetica.
Per raggiungere i quattro scopi sopra indicati, la piastra d'innesco dell'arco deve avere dimensioni sufficienti, lo spessore deve essere lo stesso della saldatura e la dimensione deve dipendere dalla dimensione della saldatura e dallo spessore della piastra d'acciaio. Per i recipienti a pressione generici, si raccomanda che la lunghezza e la larghezza non siano inferiori a 140 mm.
2. Prestare attenzione all'assemblaggio e alla puntatura della piastra d'innesco dell'arco
La saldatura a punti tra la piastra d'innesco dell'arco e il cilindro deve avere lunghezza e spessore sufficienti. In generale, la lunghezza e lo spessore della puntina di saldatura non devono essere inferiori all'80% della larghezza e dello spessore della piastra d'innesco dell'arco ed è necessaria una saldatura continua. Non può essere semplicemente saldato “a punti”. Su entrambi i lati della giuntura longitudinale è necessario garantire uno spessore di saldatura sufficiente per le piastre medie e spesse e, se necessario, aprire una certa scanalatura.
3. Prestare attenzione alla saldatura di posizionamento della parte terminale del cilindro
Durante la saldatura a punti dopo che il cilindro è stato arrotondato, per aumentare ulteriormente il grado di trattenimento all'estremità della cucitura longitudinale, la lunghezza della saldatura a punti all'estremità della cucitura longitudinale non deve essere inferiore a 100 mm e deve esserci spessore sufficiente della saldatura e non dovrebbero esserci crepe, difetti come mancanza di fusione.
4. Controllare rigorosamente l'apporto termico di saldatura
Durante il processo di saldatura dei recipienti a pressione, l'apporto di calore di saldatura deve essere rigorosamente controllato. Ciò non serve solo a garantire le proprietà meccaniche dei giunti saldati, ma svolge anche un ruolo molto importante nella prevenzione delle crepe. La dimensione della corrente di saldatura della saldatura ad arco sommerso ha una grande influenza sulla sensibilità della fessura terminale, poiché la dimensione della corrente di saldatura è direttamente correlata al campo di temperatura e all'apporto di calore di saldatura.
5. Controllare rigorosamente la forma del bagno di fusione e il coefficiente di forma della saldatura
La forma e il fattore di forma del bagno di saldatura nella saldatura ad arco sommerso sono strettamente correlati alla suscettibilità alle cricche di saldatura. Pertanto, le dimensioni, la forma e il fattore di forma del bagno di saldatura devono essere rigorosamente controllati.
Quattro. Conclusione
È molto comune che si producano crepe sui terminali della giuntura longitudinale quando si utilizza la saldatura ad arco sommerso per saldare la giuntura longitudinale del cilindro e per molti anni il problema non è stato risolto in modo soddisfacente. Attraverso test e analisi, la ragione principale delle crepe all'estremità del cordone longitudinale di saldatura ad arco sommerso è il risultato dell'azione congiunta del grande stress di trazione e dello speciale campo di temperatura in questa parte.
La pratica ha dimostrato che misure quali l'aumento appropriato delle dimensioni della piastra d'innesco dell'arco, il rafforzamento del controllo di qualità della puntatura e il controllo rigoroso dell'apporto termico di saldatura e della forma della saldatura possono prevenire efficacemente il verificarsi di cricche all'estremità sommersa saldatura ad arco.
Orario di pubblicazione: 01-mar-2023
