Dans la fabrication de récipients 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 à ou près 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 la borne 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 une contrainte d'écrouissage à froid et une contrainte d'assemblage lors du processus de laminage, de fabrication et d'assemblage ;pendant le processus de soudage, en raison de la contrainte de la soudure de positionnement terminal et de la plaque d'amorçage 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 d'amorçage 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 à 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 :
L'une consiste à augmenter la largeur de la gâche en arc pour augmenter sa force de liaison ;
La seconde consiste à utiliser une plaque de frappe en arc de retenue élastique fendue.
Cependant, après avoir pris les contre-mesures ci-dessus dans la pratique, le problème n'a pas été résolu efficacement :
Par exemple, bien que la plaque de frappe d'arc de retenue élastique soit utilisée, les fissures terminales de la soudure longitudinale se produiront toujours, et des fissures terminales se produisent 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 soudage par points 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 a été constaté 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 la fin de la soudure longitudinale, le champ de température normal à la fin de la soudure changera, et plus il est proche de la fin, plus le changement est important.
Parce que la taille de la plaque d'amorçage de l'arc est beaucoup plus petite que celle du cylindre, sa capacité thermique est également beaucoup plus petite, et la connexion entre la plaque d'amorçage de l'arc et le cylindre se fait uniquement par soudage par points, de sorte qu'elle peut 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, la forme du bain de fusion change et la profondeur de pénétration augmente également en conséquence.La vitesse de solidification du bain de fusion ralentit, en particulier lorsque la taille de la plaque d'amorçage de l'arc est trop petite et que la soudure par points entre la plaque d'amorçage de l'arc et le cylindre est trop courte et trop fine.
2. Influence de l'apport de chaleur de soudage
Étant donné que l'apport de chaleur de soudage utilisé dans le soudage à l'arc submergé est souvent beaucoup plus important que les 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 de fusion est grand et le la vitesse de solidification du bain de fusion est grande.La vitesse de refroidissement du cordon de soudure et du cordon de soudure est plus lente que les autres méthodes de soudage, ce qui entraîne des grains plus grossiers et une ségrégation plus importante, ce qui crée des conditions extrêmement favorables à la génération de fissures à chaud.
De plus, le retrait latéral de la soudure est beaucoup plus petit que 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 d'épaisseur moyenne biseautées 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 la fissure terminale se forme 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 de surface, 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 de fusion près de la borne se soit solidifié, il est toujours à un température élevée légèrement inférieure à la ligne de solidus État de résistance nulle, des fissures sont générées sous l'action d'une contrainte de soudage complexe (principalement une contrainte de traction) au niveau de la borne,
La couche superficielle de la soudure près de la surface est facile à dissiper la chaleur, la température est relativement basse et elle a 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 prévenir les fissures aux bornes
De l'analyse ci-dessus des causes des fissures terminales, on peut voir 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 plaque de gâche d'arc
Les gens ne sont souvent pas assez familiers avec l'importance de la plaque d'amorçage d'arc, pensant que la fonction de la plaque d'amorçage d'arc est uniquement de faire sortir le cratère de l'arc de la soudure lorsque l'arc est fermé.Afin d'économiser l'acier, certains percuteurs sont très petits et deviennent de véritables « percuteurs ».Ces pratiques sont très mauvaises.La plaque de gâche d'arc a quatre fonctions :
(1) Dirigez la partie cassée de la soudure lorsque l'arc est amorcé et le cratère de l'arc lorsque l'arc est arrêté vers l'extérieur de la soudure.
(2) Renforcer le degré de retenue au niveau de la partie terminale de la couture longitudinale et supporter la grande contrainte de traction générée au niveau de la partie terminale.
(3) Améliorer le champ de température de la partie terminale, qui favorise la conduction thermique et ne rend pas la température de la partie terminale trop élevée.
(4) Améliorer la distribution 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 d'amorçage d'arc doit avoir une taille suffisante, l'épaisseur doit être la même que la soudure et la taille doit dépendre de la taille de la soudure et de l'épaisseur de la plaque d'acier.Pour les récipients sous pression généraux, il est recommandé que la longueur et la largeur ne soient pas inférieures à 140 mm.
2. Faites attention à l'assemblage et au soudage par points de la gâche à l'arc
La soudure par points entre la gâche à l'arc et le cylindre doit avoir une longueur et une épaisseur suffisantes.D'une manière générale, la longueur et l'épaisseur de la soudure par points ne doivent pas être inférieures à 80 % de la largeur et de l'épaisseur de la plaque d'amorçage de l'arc, et un soudage continu est requis.Il ne peut pas être simplement soudé « par points ».Des deux côtés du joint longitudinal, une épaisseur de soudure suffisante doit être assurée pour les plaques moyennes et épaisses, et une certaine rainure doit être ouverte si nécessaire.
3. Faites attention au soudage de positionnement de la partie terminale du cylindre
Pendant le soudage par points après l'arrondi du cylindre, afin d'augmenter encore le degré de retenue à l'extrémité du joint longitudinal, la longueur de la soudure par points à l'extrémité du joint longitudinal ne doit pas être inférieure à 100 mm, et il doit y avoir épaisseur suffisante de la soudure, et il ne doit pas y avoir de fissures, Défauts tels que le manque de fusion.
4. Contrôlez strictement l'apport de chaleur de soudage
Pendant le processus de soudage des récipients sous pression, l'apport de chaleur de soudage doit être strictement contrôlé.Ce n'est pas seulement pour assurer les propriétés mécaniques des joints soudés, mais joue également 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 bain de fusion 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 soudure doivent être strictement contrôlés.
Quatre.Conclusion
Il est très courant de produire des fissures terminales de couture longitudinales lorsque le soudage à l'arc submergé est utilisé pour souder la couture longitudinale du cylindre, et cela n'a pas été bien résolu depuis de nombreuses années.Grâce au test et à l'analyse, la principale raison des fissures à l'extrémité de la couture longitudinale de soudage à l'arc submergé est le résultat de l'action conjointe de la grande contrainte de traction 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 plaque d'amorçage de l'arc, le renforcement du contrôle de la qualité du soudage par points 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
