Teräs-, petrokemian-, laiva- ja sähköteollisuuden kehittyessä hitsatut rakenteet pyrkivät kehittymään suuren mittakaavan, suuren kapasiteetin ja korkeiden parametrien suuntaan, ja osa niistä toimii edelleen alhaisissa lämpötiloissa, kryogeenisissa, syövyttävissä aineissa ja muut ympäristöt.
Siksi erilaisia matalaseosteisia korkealujia teräksiä, keski- ja korkeaseosteisia teräksiä, superlujia teräksiä ja erilaisia seosmateriaaleja käytetään laajalti. Näiden teräslaatujen ja -seosten käyttö tuo kuitenkin mukanaan monia uusia ongelmia hitsaustuotannossa, joista yleisin ja vakavimmat ovat hitsaushalkeamat.
Halkeamia ilmaantuu joskus hitsauksen aikana ja joskus asennuksen tai käytön aikana, ja ne ovat niin sanottuja viivästyneitä halkeamia. Koska tällaisia halkeamia ei voida havaita valmistuksessa, tällaisten halkeamien vauriot ovat vielä vakavampia. Hitsausprosessissa syntyy monenlaisia halkeamia. Nykyisen tutkimuksen mukaan halkeamien luonteen mukaan ne voidaan jakaa karkeasti viiteen luokkaan:
No1. Kuuma halkeama
Kuumia halkeamia syntyy korkeissa lämpötiloissa hitsauksen aikana, joten niitä kutsutaan kuumahalkeamiksi. Hitsatun metallin materiaalin mukaan myös kuumahalkeaman muoto, lämpötila-alue ja pääsyy ovat erilaisia. Siksi kuumahalkeama jaetaan kolmeen luokkaan: kiteytyshalkeama, nesteytyshalkeama ja monikulmiohalkeama.
1. Crystal halkeamia
Kiteytymisen loppuvaiheessa pienitilavuuksisen eutektin muodostama nestekalvo heikentää rakeiden välistä yhteyttä ja murtumia syntyy vetojännityksen vaikutuksesta.
Sitä esiintyy pääasiassa hiiliteräksen ja niukkaseosteisen teräksen hitsauksissa, joissa on enemmän epäpuhtauksia (korkea pitoisuus rikkiä, fosforia, rautaa, hiiltä ja piitä) sekä yksifaasisen austeniittisen teräksen, nikkelipohjaisten seosten ja joidenkin alumiiniseosten hitseissä. keskellä. Yksittäisissä tapauksissa kiteisiä halkeamia voi esiintyä myös lämpövaikutusalueella.
2. Korkean lämpötilan nesteytyshalkeama
Hitsauksen lämpösyklin huippulämpötilan vaikutuksesta lämpövaikutusvyöhykkeellä ja monikerroksisen hitsauksen kerrosten välissä tapahtuu uudelleensulatusta ja jännityksen vaikutuksesta syntyy halkeamia.
Sitä esiintyy pääasiassa lujissa teräksissä, jotka sisältävät kromia ja nikkeliä, austeniittisissa teräksissä ja joissakin nikkelipohjaisissa seoksissa lähisaumavyöhykkeellä tai monikerroksisten hitsien välissä. Kun rikki-, fosfori- ja piihiilen pitoisuus perusmetallissa ja hitsauslangassa on korkea, nesteytyshalkeilutaipumus kasvaa merkittävästi.
3. Monipuoliset halkeamat
Kiinteytyneessä kiteytysrintamassa korkean lämpötilan ja jännityksen vaikutuksesta hilavauriot liikkuvat ja aggregoituvat muodostaen toissijaisen rajan, joka on matalassa plastisessa tilassa korkeassa lämpötilassa ja halkeamia syntyy jännityksen vaikutuksesta.
Monenvälisiä halkeamia esiintyy useimmiten puhtaiden metallien tai yksifaasisten austeniittisten metalliseosten hitsauksissa tai lähellä hitsausaluetta ja ne kuuluvat kuumahalkeamien tyyppiin.
No2. Lämmitä halkeamia uudelleen
Teräksissä, joissa on paksulevyhitsattu rakenne ja eräät saostumista vahvistavat seoselementit, hitsauksen lämpövaikutusvyöhykkeen karkearakeisiin osiin syntyviä halkeamia jännityksenpoistolämpökäsittelyn tai huollon aikana tietyssä lämpötilassa kutsutaan uudelleenlämmityshalkeamiksi. Uudelleenlämmityshalkeamia esiintyy enimmäkseen niukkaseosteisten suurlujien terästen, lämpöä kestävien perliittisten terästen, austeniittisten ruostumattomien terästen ja joidenkin nikkelipohjaisten seosten hitsauslämmön vaikutusalueen karkearakeisissa osissa.
No4. Kylmiä halkeamia
Kylmähalkeamat ovat yleisiä hitsauksessa syntyviä halkeamia, joita syntyy, kun lämpötila jäähdytetään hitsauksen jälkeen alempaan lämpötilaan. Kylmähalkeamia esiintyy pääasiassa niukkaseosteisen teräksen, keskiseosteisen teräksen, keskihiilisen ja runsashiilisen teräksen hitsauslämmön vaikutusalueella. Yksittäisissä tapauksissa, kuten hitsattaessa erittäin lujia teräksiä tai tiettyjä titaaniseoksia, hitsausmetalliin ilmestyy myös kylmähalkeamia.
Erilaisten hitsattavien terästyyppien ja -rakenteiden mukaan on myös erilaisia kylmähalkeamia, jotka voidaan karkeasti jakaa kolmeen luokkaan:
1. Viivästynyt halkeama
Se on yleinen kylmähalkeama muoto, jonka pääominaisuus on, että se ei esiinny heti hitsauksen jälkeen, vaan sillä on yleinen itämisaika, ja se on halkeama, jolla on viivästyneet ominaisuudet, jotka syntyvät kovettuneen rakenteen, vedyn ja pidätysjännityksen yhteisvaikutuksessa.
2. Halkeamien sammuttaminen
Tällainen halkeama ei periaatteessa viivästy, se havaitaan heti hitsauksen jälkeen, joskus se tapahtuu hitsauksessa, joskus se esiintyy lämmön vaikutuksen alaisuudessa.
Pääasiassa on kovettunut rakenne, hitsausjännityksen vaikutuksesta syntyneet halkeamat.
3. Matala muovinen hauraushalkeama
Joillakin heikosti plastisilla materiaaleilla kylmästä matalaan lämpötilaan kutistumisvoiman aiheuttama jännitys ylittää itse materiaalin plastisen varannon tai materiaalin haurastumisesta aiheutuvat halkeamat. Koska se valmistetaan alemmassa lämpötilassa, se on myös toinen kylmähalkeilun muoto, mutta viiveilmiötä ei ole.
No4. Laminaarinen repeytys
Suurten öljyntuotantoalustojen ja paksuseinäisten paineastioiden valmistusprosessissa esiintyy joskus valssaussuunnan suuntaisia porrashalkeamia, ns. laminaarirepeämistä.
Pääasiassa johtuen teräslevyn sisällä (valssaussuuntaa pitkin) olevista kerroksellisista inkluusioista ja hitsauksen aikana syntyvästä valssaussuuntaan nähden kohtisuorasta jännityksestä, mikä johtaa "porrastettuun" kerroksiseen muotoon lämpövaikutusalueella kauempana tulesta. . revitty.
No5. Jännityskorroosiohalkeilu
Jotkut hitsatut rakenteet (kuten astiat ja putket) ovat viivästyneitä halkeamia, joita syntyy syövyttävien väliaineiden ja jännityksen yhteisvaikutuksesta.
Jännityskorroosiohalkeamiseen vaikuttavia tekijöitä ovat mm. rakenteen materiaali, syövyttävän väliaineen tyyppi, rakenteen muoto, valmistus- ja hitsausprosessi, hitsausmateriaali sekä jännityksenpoistoaste. Jännityskorroosiota esiintyy huollon aikana.
