Dans la fabrication d'appareils sous pression, lorsque le soudage à l'arc submergé est utilisé pour souder la soudure longitudinale du cylindre, des fissures (ci-après appelées fissures terminales) se produisent souvent au niveau ou à proximité de l'extrémité de la soudure longitudinale.
De nombreuses personnes ont mené des recherches à ce sujet et pensent que la principale raison des fissures terminales est que lorsque l'arc de soudage est proche de l'extrémité de la soudure longitudinale, la soudure se dilate et se déforme dans la direction axiale, et s'accompagne d'une tension transversale dans la direction verticale et axiale. déformation ouverte;
Le corps du cylindre subit également des contraintes d'écrouissage à froid et des contraintes d'assemblage lors du processus de laminage, de fabrication et d'assemblage ; pendant le processus de soudage, en raison de la retenue de la soudure de positionnement terminale et de la plaque de frappe de l'arc, un étirement important est généré à la fin de la contrainte de soudure ;
Lorsque l'arc se déplace vers la soudure de positionnement terminale et la plaque de frappe de l'arc, en raison de la dilatation thermique et de la déformation de cette pièce, la contrainte de traction transversale de la borne de soudure est relâchée et la force de liaison est réduite, de sorte que le métal soudé juste solidifié au niveau de la borne de soudure. Les fissures terminales sont formées par une contrainte de traction importante.
Sur la base de l’analyse des raisons ci-dessus, deux contre-mesures sont proposées :
La première consiste à augmenter la largeur de la gâche à arc pour augmenter sa force de liaison ;
La seconde consiste à utiliser une gâche à arc de retenue élastique fendue.
Cependant, après avoir mis en pratique les contre-mesures ci-dessus, le problème n’a pas été résolu efficacement :
Par exemple, bien que la gâche à arc de retenue élastique soit utilisée, les fissures terminales de la soudure longitudinale se produiront toujours, et des fissures terminales se produiront souvent lors du soudage du cylindre avec une faible épaisseur, une faible rigidité et un assemblage forcé ;
Cependant, lorsqu'il y a une plaque d'essai de produit dans la partie étendue de la soudure longitudinale du cylindre, bien que le pointage et les autres conditions soient les mêmes que lorsqu'il n'y a pas de plaque d'essai de produit, il y a peu de fissures terminales dans la couture longitudinale.
Après des tests et des analyses répétés, il s'avère que l'apparition de fissures à l'extrémité du joint longitudinal n'est pas seulement liée à l'inévitable contrainte de traction importante au niveau de la soudure d'extrémité, mais également à plusieurs autres raisons extrêmement importantes.
D'abord. Analyse des causes des fissures terminales
1. Modifications du champ de température au niveau de la soudure terminale
Pendant le soudage à l'arc, lorsque la source de chaleur de soudage est proche de l'extrémité de la soudure longitudinale, le champ de température normal à l'extrémité de la soudure change, et plus il est proche de l'extrémité, plus le changement est important.
Étant donné que la taille de la gâche à arc est beaucoup plus petite que celle du cylindre, sa capacité thermique est également beaucoup plus petite et la connexion entre la gâche à arc et le cylindre se fait uniquement par pointage, elle peut donc être considérée comme principalement discontinue. .
Par conséquent, les conditions de transfert de chaleur de la soudure terminale sont très mauvaises, ce qui entraîne une augmentation de la température locale, des modifications de la forme du bain de fusion et une augmentation correspondante de la profondeur de pénétration. La vitesse de solidification du bain fondu ralentit, en particulier lorsque la taille de la plaque de frappe à arc est trop petite et que la soudure de pointage entre la plaque de frappe à arc et le cylindre est trop courte et trop fine.
2. Influence de l’apport de chaleur du soudage
Étant donné que l'apport de chaleur de soudage utilisé dans le soudage à l'arc submergé est souvent beaucoup plus important que celui des autres méthodes de soudage, la profondeur de pénétration est grande, la quantité de métal déposé est grande et elle est recouverte par la couche de flux, de sorte que le bain fondu est grand et le la vitesse de solidification du bain fondu est grande. La vitesse de refroidissement du cordon de soudure et du cordon de soudure est plus lente que celle des autres méthodes de soudage, ce qui entraîne des grains plus grossiers et une ségrégation plus importante, qui créent des conditions extrêmement favorables à la génération de fissures chaudes.
De plus, le retrait latéral de la soudure est bien inférieur à l'ouverture de l'espace, de sorte que la force de traction latérale de la partie terminale est supérieure à celle des autres méthodes de soudage. Cela est particulièrement vrai pour les plaques biseautées d'épaisseur moyenne et les plaques plus minces non biseautées.
3. Autres situations
S'il y a assemblage forcé, la qualité de l'assemblage ne répond pas aux exigences, la teneur en impuretés telles que S et P dans le métal de base est trop élevée et la ségrégation entraînera également des fissures.
Deuxièmement, la nature de la fissure terminale
Les fissures terminales appartiennent aux fissures thermiques selon leur nature, et les fissures thermiques peuvent être divisées en fissures de cristallisation et fissures en phase sous-solide selon le stade de leur formation. Bien que la partie où se forme la fissure terminale soit parfois la borne, parfois elle se trouve à moins de 150 mm de la zone autour de la borne, parfois c'est une fissure superficielle, et parfois c'est une fissure interne, et la plupart des cas sont des fissures internes qui se produisent autour du terminal.
On peut voir que la nature de la fissure terminale appartient essentiellement à la fissure en phase sous-solide, c'est-à-dire que lorsque la borne de soudure est encore à l'état liquide, bien que le bain fondu près de la borne se soit solidifié, il est toujours à un haute température légèrement en dessous de la ligne solidus État de résistance nulle, des fissures sont générées sous l'action de contraintes de soudage complexes (principalement contraintes de traction) au niveau du terminal,
La couche superficielle de la soudure près de la surface dissipe facilement la chaleur, la température est relativement basse et elle possède déjà une certaine résistance et une excellente plasticité, de sorte que les fissures terminales existent souvent à l'intérieur de la soudure et ne peuvent pas être trouvées à l'œil nu.
Troisième. Mesures pour éviter les fissures des bornes
De l'analyse ci-dessus des causes des fissures terminales, il ressort que les mesures les plus importantes pour surmonter les fissures terminales des joints longitudinaux de soudage à l'arc submergé sont :
1. Augmentez de manière appropriée la taille de la gâche à arc
Souvent, les gens ne connaissent pas suffisamment l'importance de la plaque de frappe d'arc, pensant que la fonction de la plaque de frappe d'arc est uniquement de faire sortir le cratère d'arc de la soudure lorsque l'arc est fermé. Afin d'économiser l'acier, certains percuteurs d'arc sont très petits et deviennent de véritables « percuteurs d'arc ». Ces pratiques sont très mauvaises. La gâche à arc a quatre fonctions :
(1) Diriger la partie cassée de la soudure lorsque l'arc démarre et le cratère de l'arc lorsque l'arc est arrêté vers l'extérieur de la construction soudée.
(2) Renforcer le degré de retenue au niveau de la partie terminale de la couture longitudinale et supporter la contrainte de traction importante générée au niveau de la partie terminale.
(3) Améliorer le champ de température de la partie terminale, ce qui est propice à la conduction thermique et ne rend pas la température de la partie terminale trop élevée.
(4) Améliorer la répartition du champ magnétique au niveau de la partie terminale et réduire le degré de déviation magnétique.
Afin d'atteindre les quatre objectifs ci-dessus, la plaque de frappe d'arc doit avoir une taille suffisante, l'épaisseur doit être la même que celle de la soudure et la taille doit dépendre de la taille de la soudure et de l'épaisseur de la plaque d'acier. Pour les appareils à pression générale, il est recommandé que la longueur et la largeur ne soient pas inférieures à 140 mm.
2. Faites attention à l'assemblage et au pointage de la gâche à arc.
Le pointage entre la gâche à arc et le cylindre doit avoir une longueur et une épaisseur suffisantes. D'une manière générale, la longueur et l'épaisseur de la soudure de pointage ne doivent pas être inférieures à 80 % de la largeur et de l'épaisseur de la gâche à arc, et un soudage continu est requis. Il ne peut pas être simplement soudé « par points ». Des deux côtés du joint longitudinal, il convient de garantir une épaisseur de soudure suffisante pour les tôles moyennes et épaisses et, si nécessaire, d'ouvrir une certaine rainure.
3. Faites attention au soudage de positionnement de la partie terminale du cylindre
Pendant le soudage par pointage après l'arrondi du cylindre, afin d'augmenter encore le degré de retenue à l'extrémité du joint longitudinal, la longueur du pointage à l'extrémité du joint longitudinal ne doit pas être inférieure à 100 mm, et il doit y avoir une épaisseur de soudure suffisante et il ne doit y avoir aucune fissure, aucun défaut tel qu'un manque de fusion.
4. Contrôler strictement l'apport de chaleur de soudage
Pendant le processus de soudage des appareils sous pression, l’apport de chaleur de soudage doit être strictement contrôlé. Il s’agit non seulement de garantir les propriétés mécaniques des joints soudés, mais aussi de jouer un rôle très important dans la prévention des fissures. La taille du courant de soudage à l'arc submergé a une grande influence sur la sensibilité de la fissure terminale, car la taille du courant de soudage est directement liée au champ de température et à l'apport de chaleur de soudage.
5. Contrôler strictement la forme du bassin fondu et le coefficient de forme de la soudure
La forme et le facteur de forme du bain de fusion dans le soudage à l'arc submergé sont étroitement liés à la susceptibilité aux fissures de soudage. Par conséquent, la taille, la forme et le facteur de forme du bain de fusion doivent être strictement contrôlés.
Quatre. Conclusion
Il est très courant de produire des fissures terminales des joints longitudinaux lorsque le soudage à l'arc submergé est utilisé pour souder le joint longitudinal du cylindre, et cela n'a pas été bien résolu depuis de nombreuses années. Grâce aux tests et analyses, la principale raison des fissures à l'extrémité du joint longitudinal de soudage à l'arc submergé est le résultat de l'action conjointe de la contrainte de traction importante et du champ de température spécial dans cette partie.
La pratique a prouvé que des mesures telles que l'augmentation appropriée de la taille de la gâche à arc, le renforcement du contrôle de qualité du soudage par pointage et le contrôle strict de l'apport de chaleur de soudage et de la forme de la soudure peuvent prévenir efficacement l'apparition de fissures à la fin du soudage immergé. soudage à l'arc.
Heure de publication : 01 mars 2023
