聯系電話:
13581588593
焊接熱裂紋是如何形成的?該事件中,所幸反應堆各道屏障完整,無放射性物質對外釋放,但焊接熱裂紋卻不得不引起重視。
熱裂紋又叫“結晶裂紋”。焊接過程中,由于焊接熔池在結晶過程中存在著偏析現象,低熔點共晶和雜質在結晶過程中以液態間層形式存在從而形成偏析,凝固以后強度也較低,當焊接應力足夠大時,就會將液態間層或剛凝固不久的固態金屬拉開形成裂紋。
此外,如果母材的晶界上也存在有低熔點共晶和雜質,當焊接拉應力足夠大時,也會被拉開??傊瑹崃鸭y的產生是冶金因素和力學因素共同作用的結果。
如何預防焊接熱裂紋?熱裂紋形成的影響因素很多,因此想要預防,需要從選材及焊接工藝入手。
1、選材焊縫金屬中的C、S、P含量越高,特別是S含量高時,越容易形成熱裂紋。
碳鋼和低合金鋼由于含碳當量低,且含有對防熱裂紋有利的Mn,故這類鋼的熱裂傾向均較小,一般不會產生熱裂紋。但當鋼的成分不均,偏析嚴重而使局部C、S、P含量過高,或焊接材料中S、P雜質偏高時,焊縫金屬中有可能產生熱裂紋。實際生產中曾經出現過這樣的情況,后經嚴格限制S、P才得以防止。
2、焊接工藝工藝因素方面工藝方面主要是焊接規范、預熱、接頭形式和焊接順序等,用工藝方法主要是改善焊接時的應力從而防止結晶裂紋。
焊接工藝及規范經過實踐證明,適當增加焊接線能量和提高預熱溫度,可以減小焊縫金屬的應變率,從而降低結晶裂紋的傾向。
接頭形式焊接接頭形式不同,將影響接頭的受力狀態,結晶條件和熱的分布等,因而結晶裂紋的傾向也不同,在設計和施工時應特別注意,如表面堆焊和熔深較淺的對接焊縫抗裂性較高,熔深較大的對接和各種角接、搭接、t型接頭和外角接焊縫抗裂性較差,因為這些焊縫所承受得應力正好作用在焊縫的結晶面上,而這個面是晶粒之間聯系較差,雜質聚集的地方,故易于引起裂紋。
對于厚板焊接結構,施工時常用多層焊,裂紋傾向比單層焊有所緩和,但對各層的熔深應注意控制。
焊接技術接頭處盡量避免應力集中(錯邊、咬肉、未焊透等),也是降低裂紋傾向的有效方法。
焊接次序施工時焊接次序是很重要的,同樣的焊接方法和焊接材料,焊接次序不同,具有不同的結晶裂紋傾向。
總的原則是盡量使大多數焊縫能在較小剛度條件下焊接,使焊縫的受力較小。例如,鍋爐板與管束的焊接,采用同心圓式和平行線式都不利于應力疏散,只有采用放射交叉式的焊接次序才能分散應力。
在一般情況下,盡可能采用對稱施焊,以利分散應力,減小裂紋傾向。
數字化仿真 讓工藝缺陷可防可控
由上文可見,預防焊接熱裂紋,很大程度上要依賴工藝措施的改進。在這方面,通過數字化仿真,工藝上的缺陷是可仿可防的:基于工藝過程可視化物理模型建立工藝與質量的因果模型,在工藝系統級及參數級進行多學科復合優化,從而提高工藝可靠性。
仿真過程中,還可結合應力檢測得出的數據,分析哪個工藝環節導致應力集中,并對此制定可靠的工藝流程,優化工藝方案。相較于試錯式工藝改進的一次次實物實驗,基于CAE仿真技術的工藝優化方法更高效、更經濟。
地址:北京市門頭溝區上園路甲10號院 洪源智能工坊807室(102300) 座機:010-88820040-8001 郵箱:volwin@volwin.cn