تجزیه و تحلیل انواع و ویژگی های اساسی ترک های جوشکاری در صفحات فولادی مقاوم در برابر سایش
با توسعه صنایعی مانند فولاد، پتروشیمی، کشتیها و نیروی برق، سازههای جوشکاری تمایل به توسعه در جهت مقیاس بزرگ، ظرفیت زیاد و پارامترهای بالا دارند و برخی نیز در محیطهای دمای پایین، برودتی، خورنده و محیطهای دیگر کار میکنند. .
بنابراین، انواع فولاد کم آلیاژ با استحکام بالا، فولاد آلیاژی متوسط و بالا، فولاد فوق العاده و مواد آلیاژی مختلف به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند. اما با به کارگیری این گریدها و آلیاژهای فولادی، مشکلات جدیدی را در تولید جوش به همراه داشته است که رایجتر و جدیتر از آنها ترکهای جوشکاری است. گاهی اوقات در فرآیند جوشکاری و گاهی اوقات در فرآیند قرار دادن یا بهره برداری ترک ایجاد می شود و اصطلاحاً ترک های تاخیری می گویند. از آنجایی که چنین ترک هایی در تولید قابل تشخیص نیستند، آسیب چنین ترک هایی جدی تر است. ترکهای مختلفی در فرآیند جوشکاری ایجاد میشود که با توجه به ماهیت ترک، ترکهای جوشکاری صفحات فولادی مقاوم در برابر سایش را میتوان به طور کلی به پنج دسته زیر تقسیم کرد:
اول، کرک داغ
ترک های داغ در دماهای بالا در حین جوشکاری ایجاد می شوند، بنابراین ترک های داغ نامیده می شوند. با توجه به ترکیب ورق فولادی مقاوم در برابر سایش، فرم، ناحیه دما و علل اصلی ترکهای داغ متفاوت است، بنابراین ترکهای داغ به سه دسته تقسیم میشوند: ترکهای کریستالیزاسیون، ترکهای روانگرایی و ترکهای چند جانبهسازی.
1. ترک کریستالی
در مرحله بعدی تبلور، لایه مایع تشکیل شده توسط یوتکتیک با حجم کم، پیوند بین دانه ها و ترک ها را تحت تأثیر تنش کششی ضعیف می کند.
این عمدتا در فولاد کربن، جوش فولاد کم آلیاژ با ناخالصی های بیشتر (حاوی گوگرد، فسفر، آهن، کربن، سیلیکون) و فولاد آستنیتی تک فاز، آلیاژ پایه نیکل و برخی از جوش های آلیاژ آلومینیوم تولید می شود. در برخی موارد، ترکهای کریستالیزاسیون نیز میتوانند در ناحیه تحت تأثیر گرما رخ دهند.
2، ترک مایع در دمای بالا
تحت تأثیر دمای پیک چرخه حرارتی جوشکاری، ذوب مجدد بین ناحیه تحت تأثیر حرارت و لایههای جوش چند لایه اتفاق میافتد و در اثر تنش ترک ایجاد میشود.
عمدتاً در ناحیه درز نزدیک یا جوش چند لایه بین فولادهای با مقاومت بالا حاوی نیکل کروم، فولادهای آستنیتی و برخی آلیاژهای مبتنی بر نیکل رخ می دهد. هنگامی که گوگرد، فسفر و کربن سیلیکون در مواد پایه و سیم جوش زیاد باشد، تمایل به ترک مایع به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
ترک مایع در دمای بالا
3. ترک چند جانبه سازی
در جبهه کریستالی جامد شده، تحت تأثیر دما و تنش بالا، عیوب شبکه حرکت کرده و تجمع مییابند و مرز ثانویه را تشکیل میدهند که در دمای بالا در حالت پلاستیسیته پایین قرار دارد و در اثر تنش ترکهایی ایجاد میشود. ترک های چند ضلعی بیشتر در ناحیه جوش یا نزدیک درز فلز خالص یا آلیاژهای آستنیتی تک فاز که از نوع ترک های داغ است رخ می دهد.
دوم، کرک را دوباره گرم کنید
در فرآیند عملیات حرارتی کاهش تنش یا سرویس در دمای معین، به ترکهای قسمت کریستالی درشت ناحیه متاثر از حرارت جوشکاری، ترکهای حرارتی مجدد میگویند. ترکهای گرمایشی بیشتر در بخشهای درشت دانه ناحیه متاثر از حرارت جوش (HAZ) فولادهای کم آلیاژ با استحکام بالا، فولادهای مقاوم در برابر حرارت پرلیتی، فولادهای زنگ نزن آستنیتی و برخی از آلیاژهای مبتنی بر نیکل رخ میدهند.
سه، کراک سرد
ترک سرد یک ترک رایج در جوشکاری است که پس از جوشکاری در دمای پایین ایجاد می شود. ترک های سرد عمدتاً در ناحیه متاثر از حرارت جوش فولاد کم آلیاژ، فولاد آلیاژی متوسط، کربن متوسط و فولاد کربن بالا رخ می دهد. در برخی موارد، مانند جوشکاری فولاد با استحکام فوق العاده بالا یا آلیاژهای خاص تیتانیوم، ترک های سرد نیز روی فلز جوش ظاهر می شود.
ترک سرد
با توجه به انواع و ساختارهای مختلف فولاد جوشی، ترک های سرد نیز دارای دسته های مختلفی هستند که به طور تقریبی می توان آنها را به سه دسته زیر تقسیم کرد:
1. کرک تاخیری
این شکل رایج ترک سرد است و ویژگی اصلی آن این است که بلافاصله پس از جوشکاری ظاهر نمی شود، اما دارای دوره انکوباسیون عمومی است و دارای ترک تاخیری است که تحت اثر مشترک ساختار سخت شده، هیدروژن و تنش مهاری ایجاد می شود.
2، رفع ترک
این ترک اساساً پدیده ای بدون تاخیر است که بلافاصله پس از جوشکاری، گاهی در جوش و گاهی در ناحیه تحت تاثیر گرما یافت می شود. این عمدتاً ترک ایجاد شده توسط ساختار سخت شدن تحت تأثیر تنش جوش است.
3. ترک شکنندگی پلاستیک کم
برای برخی از مواد با پلاستیسیته پایین، زمانی که دما سرد تا پایین است، کرنش ناشی از نیروی انقباض از ذخیره پلاستیکی خود ماده یا ترک ناشی از شکننده شدن مواد بیشتر میشود. از آنجایی که در دمای پایینتری تولید میشود، شکل دیگری از ترک سرد است، اما پدیده تاخیری وجود ندارد.
4. پارگی لایه
در فرآیند ساخت سکوی بزرگ تولید روغن و مخزن فشار دیواره ضخیم، گاهی اوقات ترک های پلکانی موازی با جهت نورد ایجاد می شود که اصطلاحاً به آن پارگی آرام می گویند.
عمدتاً به دلیل وجود آخالهای لایه ای در داخل صفحه فولادی (در امتداد جهت نورد)، تنش ایجاد شده در حین جوشکاری عمود بر جهت نورد است و در نتیجه یک پارگی لایه ای "پله ای" در ناحیه متاثر از حرارت کمی دورتر از آتش ایجاد می شود. .
5. ترک خوردگی تنشی
ترک خوردگی تاخیری در برخی سازه های جوش داده شده (مانند ظروف و لوله ها) ناشی از اثر ترکیبی محیط های خورنده و تنش. عواملی که بر ترک خوردگی تنشی تأثیر می گذارند عبارتند از جنس سازه، نوع محیط خورنده، شکل سازه، فرآیند ساخت و جوشکاری، مواد جوشکاری و درجه تنش زدایی. خوردگی تنشی در حین سرویس رخ می دهد.
