Wenn bei der Herstellung von Druckbehältern Unterpulverschweißen zum Schweißen der Längsschweißnaht des Zylinders verwendet wird, treten häufig Risse (im Folgenden Endrisse genannt) am oder nahe dem Ende der Längsschweißnaht auf.
Viele Menschen haben diesbezüglich Untersuchungen durchgeführt und glauben, dass der Hauptgrund für Endrisse darin besteht, dass sich die Schweißnaht in axialer Richtung ausdehnt und verformt, wenn sich der Schweißlichtbogen in der Nähe des Endstücks der Längsschweißnaht befindet, und dass dabei eine Querspannung auftritt die vertikale und axiale Richtung. offene Verformung;
Der Zylinderkörper unterliegt beim Walz-, Herstellungs- und Montageprozess auch einer Kaltverfestigungsspannung und einer Montagespannung; Während des Schweißvorgangs wird aufgrund der Beschränkung der Endpositionierungsschweißnaht und der Lichtbogen-Schlagplatte eine große Dehnung am Ende der Schweißnahtspannung erzeugt.
Wenn sich der Lichtbogen aufgrund der Wärmeausdehnung und Verformung dieses Teils zur Anschlusspositionierungsschweißnaht und zum Lichtbogenauftreffblech bewegt, wird die Querzugspannung des Schweißanschlusses gelockert und die Bindungskraft verringert, so dass das Schweißgut gerade bleibt am Schweißanschluss verfestigt. Die Anschlussrisse entstehen durch eine große Zugspannung.
Basierend auf der Analyse der oben genannten Gründe werden zwei Gegenmaßnahmen vorgeschlagen:
Eine besteht darin, die Breite der Lichtbogen-Schlagplatte zu vergrößern, um ihre Bindungskraft zu erhöhen;
Die zweite besteht darin, eine geschlitzte elastische Rückhaltebogen-Schließplatte zu verwenden.
Nachdem die oben genannten Gegenmaßnahmen in der Praxis ergriffen wurden, konnte das Problem jedoch nicht wirksam gelöst werden:
Obwohl beispielsweise die elastische Rückhalte-Lichtbogen-Schlagplatte verwendet wird, treten immer noch Endrisse der Längsschweißnaht auf, und Endrisse treten häufig auf, wenn der Zylinder mit geringer Dicke, geringer Steifigkeit und erzwungener Montage geschweißt wird.
Wenn sich jedoch im verlängerten Teil der Längsnaht des Zylinders eine Produkttestplatte befindet, sind das Heftschweißen und andere Bedingungen zwar die gleichen wie ohne Produkttestplatte, es gibt jedoch nur wenige Endrisse in der Längsnaht.
Nach wiederholten Tests und Analysen wurde festgestellt, dass das Auftreten von Rissen am Ende der Längsnaht nicht nur mit der unvermeidlichen großen Zugspannung an der Endschweißnaht zusammenhängt, sondern auch mit mehreren anderen äußerst wichtigen Gründen zusammenhängt.
Erste. Analyse der Ursachen von Endrissen
1. Änderungen im Temperaturfeld an der Anschlussschweißstelle
Wenn sich beim Lichtbogenschweißen die Schweißwärmequelle nahe am Ende der Längsschweißnaht befindet, ändert sich das normale Temperaturfeld am Ende der Schweißnaht. Je näher es am Ende liegt, desto größer ist die Änderung.
Da die Größe der Lichtbogen-Schlagplatte viel kleiner ist als die des Zylinders, ist auch ihre Wärmekapazität viel kleiner, und die Verbindung zwischen der Lichtbogen-Schlagplatte und dem Zylinder erfolgt nur durch Heftschweißen, sodass sie als überwiegend diskontinuierlich angesehen werden kann .
Daher ist der Wärmeübertragungszustand der Anschlussschweißnaht sehr schlecht, was dazu führt, dass die lokale Temperatur ansteigt, sich die Form des Schmelzbades ändert und auch die Eindringtiefe entsprechend zunimmt. Die Erstarrungsgeschwindigkeit des Schmelzbades verlangsamt sich, insbesondere wenn die Größe des Lichtbogenzündblechs zu klein ist und die Heftschweißnaht zwischen Lichtbogenzündblech und Zylinder zu kurz und zu dünn ist.
2. Einfluss der Schweißwärmeeinbringung
Da der Schweißwärmeeintrag beim Unterpulverschweißen oft viel größer ist als bei anderen Schweißverfahren, ist die Eindringtiefe groß, die Menge des abgeschiedenen Metalls ist groß und es wird von der Flussmittelschicht bedeckt, so dass das Schmelzbad groß ist und die Die Erstarrungsgeschwindigkeit des Schmelzbades ist groß. Die Abkühlgeschwindigkeit der Schweißnaht und der Schweißnaht ist langsamer als bei anderen Schweißverfahren, was zu gröberen Körnern und stärkeren Entmischungen führt, die äußerst günstige Bedingungen für die Entstehung von Heißrissen schaffen.
Darüber hinaus ist die seitliche Schrumpfung der Schweißnaht viel kleiner als die Spaltöffnung, sodass die seitliche Zugkraft des Anschlussteils größer ist als bei anderen Schweißverfahren. Dies gilt insbesondere für abgeschrägte mitteldicke Platten und nicht abgeschrägte dünnere Platten.
3. Andere Situationen
Bei Zwangsmontage entspricht die Montagequalität nicht den Anforderungen, der Gehalt an Verunreinigungen wie S und P im Grundmetall ist zu hoch und durch Entmischung kommt es ebenfalls zu Rissen.
Zweitens die Art des Endrisses
Endrisse gehören ihrer Natur nach zu den thermischen Rissen, und thermische Risse können je nach Entstehungsstadium in Kristallisationsrisse und Risse in der subfesten Phase unterteilt werden. Obwohl der Teil, an dem sich der Anschlussriss bildet, manchmal der Anschluss ist, liegt er manchmal innerhalb von 150 mm vom Bereich um den Anschluss herum, manchmal handelt es sich um einen Oberflächenriss und manchmal handelt es sich um einen inneren Riss, und in den meisten Fällen handelt es sich um innere Risse rund um das Terminal auftreten.
Es ist ersichtlich, dass die Art des Endrisses im Wesentlichen zum Riss in der subfesten Phase gehört, d hohe Temperatur knapp unterhalb der Soliduslinie. Zustand Nullfestigkeit, Risse entstehen unter Einwirkung komplexer Schweißspannungen (hauptsächlich Zugspannung) am Anschluss,
Die oberflächennahe Oberflächenschicht der Schweißnaht leitet Wärme leicht ab, die Temperatur ist relativ niedrig und sie weist bereits eine gewisse Festigkeit und ausgezeichnete Plastizität auf, sodass die Endrisse häufig innerhalb der Schweißnaht vorhanden sind und mit bloßem Auge nicht erkannt werden können.
Dritte. Maßnahmen zur Vermeidung von Endrissen
Aus der obigen Analyse der Ursachen von Endrissen ist ersichtlich, dass die wichtigsten Maßnahmen zur Behebung von Endrissen bei Unterpulverschweiß-Längsnähten sind:
1. Vergrößern Sie das Lichtbogen-Schlagblech entsprechend
Oftmals ist man sich nicht ausreichend mit der Bedeutung des Lichtbogenbrennblechs vertraut und denkt, dass die Funktion des Lichtbogenbrennblechs lediglich darin besteht, den Lichtbogenkrater aus der Schweißverbindung herauszuführen, wenn der Lichtbogen geschlossen ist. Um Stahl zu sparen, werden einige Lichtbogenzünder sehr klein gebaut und zu regelrechten „Lichtbogenzündern“. Diese Praktiken sind sehr falsch. Das Lichtbogenschließblech hat vier Funktionen:
(1) Führen Sie den gebrochenen Teil der Schweißnaht beim Starten des Lichtbogens und den Lichtbogenkrater beim Stoppen des Lichtbogens zur Außenseite der Schweißkonstruktion.
(2) Verstärken Sie den Grad der Zurückhaltung am Endteil der Längsnaht und tragen Sie die am Endteil erzeugte große Zugspannung aus.
(3) Verbessern Sie das Temperaturfeld des Anschlussteils, was die Wärmeleitung begünstigt und die Temperatur des Anschlussteils nicht zu hoch macht.
(4) Verbessern Sie die Magnetfeldverteilung am Anschlussteil und verringern Sie den Grad der magnetischen Ablenkung.
Um die oben genannten vier Zwecke zu erreichen, muss die Lichtbogen-Schlagplatte eine ausreichende Größe haben, die Dicke sollte der des Schweißstücks entsprechen und die Größe sollte von der Größe des Schweißstücks und der Dicke der Stahlplatte abhängen. Für allgemeine Druckbehälter wird empfohlen, dass die Länge und Breite nicht weniger als 140 mm beträgt.
2. Achten Sie auf die Montage und das Heftschweißen des Lichtbogenzündblechs
Die Heftschweißung zwischen Lichtbogen-Schlagblech und Zylinder muss ausreichend lang und dick sein. Im Allgemeinen sollten Länge und Dicke der Heftschweißung nicht weniger als 80 % der Breite und Dicke des Lichtbogenzündblechs betragen, und es ist ein kontinuierliches Schweißen erforderlich. Es kann nicht einfach „punktgeschweißt“ werden. Auf beiden Seiten der Längsnaht ist bei den mittleren und dicken Blechen auf eine ausreichende Schweißnahtdicke zu achten und bei Bedarf eine bestimmte Nut zu öffnen.
3. Achten Sie auf die Positionierungsschweißung des Endteils des Zylinders
Beim Heftschweißen nach dem Runden des Zylinders sollte die Länge der Heftschweißung am Ende der Längsnaht nicht weniger als 100 mm betragen, um den Grad der Einspannung am Ende der Längsnaht weiter zu erhöhen Die Schweißnaht muss ausreichend dick sein und es dürfen keine Risse oder Mängel, wie z. B. mangelnde Verschmelzung, vorhanden sein.
4. Kontrollieren Sie die Schweißwärmezufuhr genau
Beim Schweißprozess von Druckbehältern muss der Schweißwärmeeintrag streng kontrolliert werden. Dies dient nicht nur der Sicherstellung der mechanischen Eigenschaften von Schweißverbindungen, sondern spielt auch eine sehr wichtige Rolle bei der Vermeidung von Rissen. Die Größe des Schweißstroms beim Unterpulverschweißen hat einen großen Einfluss auf die Empfindlichkeit des Anschlussrisses, da die Größe des Schweißstroms in direktem Zusammenhang mit dem Temperaturfeld und dem Schweißwärmeeintrag steht.
5. Kontrollieren Sie streng die Form des Schmelzbades und den Formkoeffizienten der Schweißnaht
Die Form und der Formfaktor des Schweißbades beim Unterpulverschweißen hängen eng mit der Anfälligkeit für Schweißrisse zusammen. Daher sollten Größe, Form und Formfaktor des Schweißbades streng kontrolliert werden.
Vier. Abschluss
Beim Unterpulverschweißen zum Schweißen der Längsnaht des Zylinders kommt es sehr häufig zu Endrissen in der Längsnaht, und dieses Problem wurde seit vielen Jahren nicht gut gelöst. Tests und Analysen ergaben, dass der Hauptgrund für die Risse am Ende der Längsnaht des Unterpulverschweißens das Ergebnis der gemeinsamen Wirkung der großen Zugspannung und des speziellen Temperaturfelds in diesem Teil ist.
Die Praxis hat gezeigt, dass Maßnahmen wie eine entsprechende Vergrößerung der Lichtbogen-Schlagplatte, eine Verstärkung der Qualitätskontrolle beim Heftschweißen und eine strenge Kontrolle des Schweißwärmeeintrags und der Form der Schweißnaht das Auftreten von Rissen am Ende des Untertauchschweißens wirksam verhindern können Lichtbogenschweißen.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 01.03.2023
