Trong sản xuất bình chịu áp lực, khi hàn hồ quang chìm được sử dụng để hàn mối hàn dọc của bình, các vết nứt (sau đây gọi là vết nứt đầu cuối) thường xuất hiện ở hoặc gần điểm cuối của mối hàn dọc.
Nhiều người đã tiến hành nghiên cứu về điều này và tin rằng nguyên nhân chính dẫn đến các vết nứt ở đầu mối hàn là khi hồ quang hàn đến gần đầu mối hàn dọc, mối hàn giãn ra và biến dạng theo hướng dọc trục, đồng thời kèm theo lực căng ngang ở hướng dọc và trục.biến dạng mở;
Thân xi lanh cũng có ứng suất làm cứng nguội và ứng suất lắp ráp trong quá trình cán, sản xuất và lắp ráp;trong quá trình hàn, do sự hạn chế của mối hàn định vị đầu cuối và tấm tấn công hồ quang, một đoạn lớn được tạo ra ở cuối ứng suất hàn;
Khi hồ quang di chuyển đến mối hàn định vị đầu cuối và tấm đập hồ quang, do sự giãn nở nhiệt và biến dạng của bộ phận này, ứng suất kéo ngang của đầu hàn được nới lỏng và lực liên kết giảm xuống, do đó kim loại mối hàn chỉ hóa rắn ở đầu mối hàn Các vết nứt ở đầu mối hàn được hình thành do ứng suất kéo lớn.
Trên cơ sở phân tích các nguyên nhân trên, hai biện pháp đối phó được đề xuất:
Một là tăng chiều rộng của tấm đập hồ quang để tăng lực liên kết của nó;
Thứ hai là sử dụng tấm tấn công hồ quang hạn chế đàn hồi có rãnh.
Tuy nhiên, sau khi áp dụng các biện pháp đối phó trên vào thực tế, vấn đề vẫn chưa được giải quyết hiệu quả:
Ví dụ, mặc dù tấm tấn công hồ quang hạn chế đàn hồi được sử dụng, các vết nứt đầu cuối của mối hàn dọc vẫn sẽ xảy ra và các vết nứt đầu cuối thường xảy ra khi hàn xi lanh có độ dày nhỏ, độ cứng thấp và lắp ráp cưỡng bức;
Tuy nhiên, khi có tấm kiểm tra sản phẩm ở phần mở rộng của mối hàn dọc của xi lanh, mặc dù quá trình hàn đính và các điều kiện khác giống như khi không có tấm kiểm tra sản phẩm, nhưng có một số vết nứt đầu cuối ở đường nối dọc.
Sau nhiều lần thử nghiệm và phân tích, người ta thấy rằng sự xuất hiện của các vết nứt ở cuối đường nối dọc không chỉ liên quan đến ứng suất kéo lớn không thể tránh khỏi ở đầu mối hàn mà còn liên quan đến một số nguyên nhân cực kỳ quan trọng khác.
Đầu tiên.Phân tích nguyên nhân gây nứt đầu cuối
1. Sự thay đổi trường nhiệt độ ở đầu mối hàn
Trong quá trình hàn hồ quang, khi nguồn nhiệt hàn đến gần điểm cuối của mối hàn dọc, trường nhiệt độ bình thường ở điểm cuối của mối hàn sẽ thay đổi, càng gần điểm cuối thì sự thay đổi càng lớn.
Do kích thước của tấm đánh hồ quang nhỏ hơn nhiều so với kích thước của xi lanh, nên khả năng sinh nhiệt của nó cũng nhỏ hơn nhiều và mối liên hệ giữa tấm đánh hồ quang và xi lanh chỉ bằng cách hàn dính, vì vậy nó có thể được coi là gần như không liên tục. .
Do đó, điều kiện truyền nhiệt của mối hàn đầu cuối rất kém, khiến nhiệt độ cục bộ tăng lên, hình dạng của vũng nóng chảy thay đổi và độ sâu thâm nhập cũng sẽ tăng theo.Tốc độ hóa rắn của bể nóng chảy chậm lại, đặc biệt là khi kích thước của tấm hồ quang quá nhỏ và mối hàn đinh giữa tấm hồ quang và xi lanh quá ngắn và quá mỏng.
2. Ảnh hưởng của nhiệt lượng hàn đưa vào
Do đầu vào nhiệt hàn được sử dụng trong hàn hồ quang chìm thường lớn hơn nhiều so với các phương pháp hàn khác, độ sâu ngấu lớn, lượng kim loại lắng đọng lớn và được bao phủ bởi lớp trợ dung, do đó vũng nóng chảy lớn và tốc độ hóa rắn của bể nóng chảy là lớn.Tốc độ nguội của đường hàn và đường hàn chậm hơn so với các phương pháp hàn khác, dẫn đến các hạt thô hơn và sự phân tách nghiêm trọng hơn, tạo điều kiện cực kỳ thuận lợi cho việc tạo ra các vết nứt nóng.
Ngoài ra, độ co rút bên của mối hàn nhỏ hơn nhiều so với độ mở của khe hở, do đó lực kéo bên của phần đầu cuối lớn hơn so với các phương pháp hàn khác.Điều này đặc biệt đúng đối với các tấm có độ dày trung bình được vát và các tấm mỏng hơn không được vát.
3. Các tình huống khác
Nếu có sự lắp ráp cưỡng bức, chất lượng lắp ghép không đạt yêu cầu, hàm lượng các tạp chất như S, P trong kim loại cơ bản quá cao và hiện tượng phân ly cũng sẽ dẫn đến rạn nứt.
Thứ hai, bản chất của vết nứt đầu cuối
Các vết nứt đầu cuối thuộc về các vết nứt nhiệt theo bản chất của chúng, và các vết nứt nhiệt có thể được chia thành các vết nứt kết tinh và các vết nứt pha phụ rắn theo giai đoạn hình thành của chúng.Mặc dù bộ phận hình thành vết nứt đầu cuối đôi khi là đầu cuối, đôi khi nó nằm trong phạm vi 150mm tính từ khu vực xung quanh đầu cuối, đôi khi là vết nứt bề mặt và đôi khi là vết nứt bên trong, và hầu hết các trường hợp là vết nứt bên trong. xảy ra xung quanh thiết bị đầu cuối.
Có thể thấy rằng bản chất của vết nứt đầu cuối về cơ bản thuộc về vết nứt dưới pha rắn, nghĩa là khi đầu mối hàn vẫn ở trạng thái lỏng, mặc dù vũng nóng chảy gần đầu cuối đã đông đặc nhưng nó vẫn ở trạng thái lỏng. nhiệt độ cao thấp hơn một chút so với đường solidus Trạng thái không cường độ, các vết nứt được tạo ra dưới tác động của ứng suất hàn phức tạp (chủ yếu là ứng suất kéo) ở đầu cuối,
Lớp bề mặt của mối hàn gần bề mặt dễ tản nhiệt, nhiệt độ tương đối thấp, đã có độ bền nhất định và độ dẻo tuyệt vời nên các vết nứt đầu cuối thường tồn tại bên trong mối hàn và không thể phát hiện bằng mắt thường.
Ngày thứ ba.Các biện pháp ngăn ngừa nứt đầu cuối
Từ những phân tích trên về nguyên nhân gây ra vết nứt đầu mút, có thể thấy biện pháp quan trọng nhất để khắc phục vết nứt đầu mút của mối hàn dọc hàn hồ quang chìm là:
1. Tăng kích thước của tấm hồ quang một cách thích hợp
Mọi người thường không đủ quen thuộc với tầm quan trọng của tấm hồ quang, nghĩ rằng chức năng của tấm hồ quang chỉ là dẫn miệng hố hồ quang ra khỏi mối hàn khi hồ quang được đóng lại.Để tiết kiệm thép, một số dao cắt hình vòng cung được chế tạo rất nhỏ và trở thành “máy đập vòng cung” thực sự.Những thực hành này là rất sai lầm.Tấm đập hồ quang có bốn chức năng:
(1) Dẫn phần bị đứt của mối hàn khi bắt đầu hồ quang và miệng hố hồ quang khi hồ quang ngừng bắn ra bên ngoài mối hàn.
(2) Tăng cường mức độ hạn chế ở phần cuối của đường nối dọc và chịu ứng suất kéo lớn được tạo ra ở phần cuối.
(3) Cải thiện trường nhiệt độ của phần cuối, có lợi cho việc dẫn nhiệt và không làm cho nhiệt độ của phần cuối quá cao.
(4) Cải thiện sự phân bố từ trường ở phần cuối và giảm mức độ lệch từ trường.
Để đạt được bốn mục đích trên, tấm hồ quang phải có đủ kích thước, độ dày phải giống với mối hàn và kích thước phải phụ thuộc vào kích thước của mối hàn và độ dày của tấm thép.Đối với bình chịu áp lực chung, khuyến nghị chiều dài và chiều rộng không được nhỏ hơn 140mm.
2. Chú ý đến việc lắp ráp và hàn đinh của tấm hồ quang
Mối hàn đính giữa tấm hồ quang và xi lanh phải có đủ chiều dài và độ dày.Nói chung, chiều dài và độ dày của mối hàn đinh không được nhỏ hơn 80% chiều rộng và độ dày của tấm hồ quang, và cần phải hàn liên tục.Nó không thể chỉ đơn giản là hàn "điểm".Trên cả hai mặt của đường nối dọc, phải đảm bảo đủ độ dày mối hàn cho các tấm trung bình và dày, và nếu cần thiết, nên mở một rãnh nhất định.
3. Chú ý đến việc hàn định vị của phần cuối của xi lanh
Trong quá trình hàn đính sau khi hình trụ được làm tròn, để tăng thêm mức độ hạn chế ở cuối đường nối dọc, chiều dài của mối hàn đính ở cuối đường nối dọc không được nhỏ hơn 100mm và phải có đủ độ dày của mối hàn và không được có vết nứt, Các khuyết tật như thiếu nhiệt hạch.
4. Kiểm soát chặt chẽ đầu vào nhiệt hàn
Trong quá trình hàn bình chịu áp lực, đầu vào nhiệt hàn phải được kiểm soát chặt chẽ.Điều này không chỉ để đảm bảo cơ tính của mối hàn mà còn có vai trò rất quan trọng trong việc chống nứt.Kích thước của dòng hàn hồ quang chìm có ảnh hưởng lớn đến độ nhạy của vết nứt đầu cuối, bởi vì kích thước của dòng hàn có liên quan trực tiếp đến trường nhiệt độ và đầu vào nhiệt hàn.
5. Kiểm soát chặt chẽ hình dạng của bể nóng chảy và hệ số hình dạng mối hàn
Hình dạng và hệ số dạng của vũng hàn trong hàn hồ quang chìm có liên quan chặt chẽ đến tính nhạy cảm với các vết nứt hàn.Do đó, kích thước, hình dạng và hệ số dạng của vũng hàn cần được kiểm soát chặt chẽ.
Bốn.Phần kết luận
Rất phổ biến để tạo ra các vết nứt đầu cuối đường nối dọc khi hàn hồ quang chìm được sử dụng để hàn đường nối dọc của xi lanh, và nó đã không được giải quyết tốt trong nhiều năm.Qua kiểm tra và phân tích, nguyên nhân chính dẫn đến các vết nứt ở cuối đường hàn dọc hồ quang chìm là kết quả của tác động chung của ứng suất kéo lớn và trường nhiệt độ đặc biệt ở bộ phận này.
Thực tế đã chứng minh rằng các biện pháp như tăng kích thước của tấm hồ quang một cách thích hợp, tăng cường kiểm soát chất lượng hàn đính và kiểm soát chặt chẽ đầu vào nhiệt hàn và hình dạng của mối hàn có thể ngăn chặn hiệu quả sự xuất hiện của các vết nứt ở cuối mối hàn chìm. hàn hồ quang.
Thời gian đăng: 01-03-2023
