В предыдущих статьях мы рассмотрели некоторые причины и профилактические меры дефектов сварных труб из нержавеющей стали. Сегодня мы продолжим обзор остальных.
6. Кратер
Углубление на конце сварного шва трубы из нержавеющей стали называется дуговым кратером. Дуговой кратер не только значительно ослабляет прочность сварного шва, но и приводит к образованию трещин из-за концентрации примесей.
Причины: Основная причина заключается в слишком коротком времени выдержки дуги при гашении; слишком большом токе при сварке тонких пластин.
Профилактические меры: При сварке электродуговой дугой электрод должен некоторое время находиться в расплавленной ванне или двигаться по кругу, а затем, после заполнения расплавленной ванны металлом, отводить его в сторону для гашения дуги; при аргонодуговой сварке вольфрамовым электродом необходимо обеспечить достаточное время выдержки, чтобы дуга затухала после заполнения сварного шва металлом.
7. Устьица
При сварке санитарных труб из нержавеющей стали газ из расплавленной ванны не выходит наружу при затвердении, а образовавшиеся полости называются порами. Пористость — распространенный дефект сварки, который можно разделить на внутреннюю и внешнюю пористость в сварном шве. Устьица бывают круглыми, овальными, в форме насекомых, игольчатыми и плотными. Наличие пор не только влияет на плотность сварного шва, но и уменьшает эффективную площадь сварного шва и снижает его механические свойства.
Причины: На поверхности и в канавках сварной трубы из нержавеющей стали санитарного назначения присутствуют масло, ржавчина, влага и другие загрязнения; покрытие электрода влажное во время дуговой сварки и не высушено перед использованием; слишком длинная дуга или частичное прогорание, что снижает эффективность защиты от расплавленной ванны; попадание воздуха в расплавленную ванну; слишком высокий сварочный ток, из-за чего электрод краснеет, покрытие преждевременно отслаивается, и защитный эффект теряется; неправильный метод работы, например, слишком быстрое замыкание дуги, что легко приводит к образованию усадочных полостей; неправильное зажигание дуги в сварном шве, что легко приводит к образованию плотных устьиц и т. д.
Профилактические меры: перед сваркой удалить масло, ржавчину и влагу с обеих сторон канавки на глубину 20-30 мм; проводить термическую обработку в строгом соответствии с температурой и временем, указанными в руководстве по применению электрода; правильно подобрать параметры сварочного процесса и правильно выполнить работу; по возможности использовать короткую дугу. При сварке и монтаже на месте необходимо использовать ветрозащитные сооружения; не допускаются неисправные электроды, вызывающие коррозию сварочного сердечника, растрескивание покрытия, отслоение, чрезмерный эксцентриситет и т. д.
8. Включения и шлаковые включения
Включения — это неметаллические включения и оксиды, остающиеся в металлу сварного шва в результате металлургических реакций. Шлаковые включения — это расплавленный шлак, остающийся в сварном шве. Шлаковые включения в сварных трубах из нержавеющей стали можно разделить на два типа: точечные шлаковые включения и полосовые шлаковые включения. Шлаковые включения ослабляют эффективное сечение сварного шва, тем самым снижая его механические свойства. Шлаковые включения также могут вызывать концентрацию напряжений, что может легко повредить сварную конструкцию при нагрузке. Причины: нечистый межслойный шлак в процессе сварки; слишком малый сварочный ток; слишком высокая скорость сварки; неправильная операция в процессе сварки; несоответствие химического состава свариваемого материала и основного металла;
Профилактические меры: выбор электродов с хорошими шлакоудаляющими свойствами; тщательное удаление промежуточного шлака; рациональный выбор параметров сварочного процесса; регулировка угла наклона электрода и способа транспортировки.
При выборе линии по производству сварных труб можно рассмотреть возможность установки интеллектуальной системы ПЛК. Система ПЛК Хангао Технологии (СЕКО Машины и оборудование) не только позволяет отслеживать производственные данные в режиме реального времени, но и создает базу данных для хранения производственных формул сварных труб различных спецификаций, обеспечивая доступ к записям базы данных в любое время.
9. Прожечь до конца
В процессе сварки расплавленный металл вытекает из задней части канавки, и сквозное проплавление сварной трубы из нержавеющей стали называется проплавлением. Проплавление — один из распространенных дефектов при дуговой сварке.
Причины: большой сварочный ток, низкая скорость сварки, чрезмерный нагрев свариваемой трубы; большой зазор между канавками, слишком тонкий затупленный край; недостаточные навыки сварщика и т. д.
Профилактические меры: выбор соответствующих параметров процесса сварки и соответствующего размера канавки; повышение квалификации сварщика и т. д.
10. Трещины
Трещины в сварных трубах из нержавеющей стали санитарного назначения можно разделить на холодные, горячие и трещины от повторного нагрева в зависимости от температуры и времени их возникновения; их можно разделить на продольные трещины, поперечные трещины, трещины в корне сварного шва, трещины дугового кратера, трещины линии плавления и трещины зоны термического воздействия и т. д. Трещины являются наиболее опасными дефектами сварных конструкций, которые не только приводят к браку продукции, но могут даже стать причиной серьезных аварий.
(1) Горячая трещина
В процессе сварки сварочные трещины, образующиеся в результате охлаждения сварочного шва и металла в зоне термического воздействия до высоких температур вблизи линии солидуса, называются горячими трещинами. Это опасный дефект сварки, существование которого недопустимо. В зависимости от механизма, температурного диапазона и формы термических трещин в сварных трубах, их можно разделить на кристаллизационные трещины, высокотемпературные трещины разжижения и высокотемпературные трещины низкой пластичности.
Причина: Основная причина заключается в том, что низкоплавкая эвтектика и примеси в расплавленном металле в процессе кристаллизации вызывают серьезную внутризеренную и межзеренную сегрегацию, а также под действием сварочного напряжения. Вдоль границ зерен происходит их разрыв, образуя горячие трещины. Горячие трещины обычно возникают в аустенитных нержавеющих сталях, никелевых сплавах и алюминиевых сплавах. Низкоуглеродистые стали, как правило, не склонны к образованию горячих трещин при сварке, но с увеличением содержания углерода в стали склонность к их образованию возрастает. Профилактические меры: Строгий контроль содержания вредных примесей, таких как сера и фосфор, в сварных трубах из нержавеющей стали и сварочных материалах, снижение чувствительности к горячим трещинам; корректировка химического состава сварочного металла, улучшение структуры сварного шва, измельчение зерна, повышение пластичности, снижение или диспергирование степени сегрегации; использование щелочных сварочных материалов для снижения содержания примесей в сварном шве и повышения степени сегрегации; Выберите соответствующие параметры процесса сварки, соответствующим образом увеличьте коэффициент формирования сварного шва и используйте многослойный и многопроходный метод сварки; используйте ту же выводную пластину, что и основной металл, или постепенно гасите дугу и заполняйте дуговой кратер, чтобы избежать образования термических трещин в дуговом кратере.
(2) Холодные трещины
Трещины, образующиеся при охлаждении сварного шва до более низкой температуры (для стали ниже температуры плавления), называются холодными трещинами. Холодные трещины могут появиться сразу после сварки или через некоторое время (часы, дни или даже дольше). Этот вид трещин также называется отложенными трещинами. Они представляют большую опасность.
Причины: Три основных фактора, вызывающих образование холодных трещин, — это упрочненная структура, образованная мартенситным превращением, остаточные сварочные напряжения, возникающие из-за высокой степени ограничения деформации, и водород, остающийся в сварном шве.
Профилактические меры: выбор сварочных материалов с низким содержанием водорода и их термическая обработка в строгом соответствии с инструкциями перед использованием; удаление масла и влаги с свариваемых деталей перед сваркой и снижение содержания водорода в сварном шве; выбор рациональных параметров процесса сварки и подводимой тепловой энергии для снижения склонности сварного шва к затвердеванию; обработка для удаления водорода проводится сразу после сварки, чтобы водород вышел из сварного соединения; для сварных труб из нержавеющей стали с высокой склонностью к затвердеванию предварительный нагрев перед сваркой и своевременная термообработка после сварки могут улучшить структуру и качество сварного соединения; применение различных технологических мер для снижения сварочных напряжений.
(3) Повторный нагрев трещин
После сварки сваренная труба из нержавеющей стали повторно нагревается в определенном температурном диапазоне (термическая обработка для снятия напряжений или другой процесс нагрева), и образовавшиеся трещины называются трещинами от повторного нагрева.
Причины: Трещины, возникающие при повторном нагреве, обычно появляются в низколегированных высокопрочных сталях, перлитных жаропрочных сталях и нержавеющих сталях, содержащих ванадий, хром, молибден, бор и другие легирующие элементы. После термического цикла сварки они нагреваются до чувствительной зоны (550–650 ℃). Большинство трещин возникают в крупнозернистой зоне зоны термического воздействия сварки. Чаще всего трещины, возникающие при повторном нагреве, наблюдаются в сварных трубах из нержавеющей стали и в местах концентрации напряжений, а иногда и в многослойной сварке.
Профилактические меры: при условии соответствия проектным требованиям, следует выбирать низкопрочные сварочные материалы, чтобы прочность сварного шва была ниже, чем у основного металла, и чтобы напряжения в сварном шве снижались во избежание трещин в зоне термического воздействия; минимизировать остаточные сварочные напряжения и концентрацию напряжений; контролировать тепловую нагрузку при сварке трубы, разумно выбирать температуру предварительного нагрева и термообработки и по возможности избегать чувствительных зон.
