1. Podstawowe przyczyny pęknięć spawalniczych stali odpornej na warunki atmosferyczne
Pękanie na zimno (pękanie opóźnione): Główny czynnik ryzyka. Wodór resztkowy z wilgoci zawartej w materiałach spawalniczych (elektrody, topnik) lub rdza/olej na powierzchni stali przenika do strefy spawania. W połączeniu z wysokimi naprężeniami szczątkowymi powstającymi podczas spawania i utwardzalną mikrostrukturą (martenzytem) w-strefie wpływu ciepła (HAZ), pękanie wywołane wodorem-może wystąpić w ciągu godzin lub dni po spawaniu.
Rozdarcie blaszkowe: Powszechne w grubych blachach ze stali odpornej na warunki atmosferyczne. Wtrącenia niemetaliczne (np. siarczki, krzemiany) w stali ulegają wydłużaniu podczas walcowania, tworząc słabe płaszczyzny. Podczas spawania grubych blach duże naprężenia rozciągające prostopadłe do kierunku walcowania mogą powodować rozdarcia wzdłuż tych słabych płaszczyzn.
Pękanie na gorąco: Rzadko spotykane w stali odpornej na warunki atmosferyczne. Może to nastąpić tylko wtedy, gdy jeziorko spawalnicze zawiera nadmierną ilość siarki lub fosforu lub jeśli prędkość spawania jest zbyt duża, co prowadzi do naprężeń skurczowych krzepnięcia w spoinie.
2. Kluczowe środki zapobiegawcze pozwalające uniknąć pęknięć spawalniczych
Przygotowanie przed-spawaniem:
Oczyść obszar spawania (20–30 mm po obu stronach złącza), aby usunąć rdzę, olej, wilgoć i farbę za pomocą szczotki drucianej lub szlifierki-, co ogranicza źródła wodoru.
Elektrody spawalnicze suszyć (np. elektrody nisko-wodorowe E7018-G) w temperaturze 300–350 stopni przez 1–2 godziny przed użyciem, aby wyeliminować wilgoć.
Rozgrzej grube płyty (większe lub równe 16 mm) do100–150 stopni; spowalnia to prędkość chłodzenia, zmniejsza twardość HAZ i sprzyja dyfuzji wodoru.
Sterowanie procesem spawania:
Stosuj metody spawania z niską-ciepłem-(np. spawanie łukiem metalowym w osłonie, spawanie łukiem gazowym) przy umiarkowanej prędkości spawania, aby uniknąć przegrzania strefy SWC.
Zastosuj wielo-warstwowe, wielościenne-spawanie, aby równomiernie rozprowadzać ciepło i zmniejszać naprężenia szczątkowe; unikać ciągłego spawania długich szwów.
Obróbka po-spawaniu:
Dokonywaćwyżarzanie odprężające(podgrzać do 550–650 stopni, utrzymać przez 1–2 godziny na 25 mm grubości, a następnie powoli ostudzić) w przypadku grubych płyt lub elementów-poddawanych dużym naprężeniom (np. spawane znaki ze stali odpornej na warunki atmosferyczne, donice). Eliminuje to naprężenia szczątkowe i zmniejsza wychwytywanie wodoru.
Przeprowadzić-wypalanie wodorem po spawaniu- (podgrzać do 200–250 stopni przez 2–4 godziny) w przypadku komponentów wrażliwych na pękanie na zimno, aby przyspieszyć ulatnianie się wodoru.
3. Spawalność popularnych gatunków stali odpornej na warunki atmosferyczne
SPA-H (norma JIS): niska zawartość węgla (mniejsza lub równa 0,12%), w przypadku płyt nie jest wymagane wstępne podgrzewanie. Grubość mniejsza lub równa 12 mm; w przypadku grubszych płyt zalecane jest wstępne nagrzewanie.
A588 (norma ASTM): Przeznaczony do spawania, z małą tendencją do pękania przy przestrzeganiu odpowiednich procedur.
Q235NH (norma chińska): Spawalność podobna do SPA-H, odpowiednia dla większości konwencjonalnych metod spawania.
