Kako spriječiti kidanje lamele

Što je lamelarno kidanje?

Lamellar tearing or lamellar cracking is a cracking phenomenon that occurs in a thick plate treated with Al that is exposed to large transverse (through the thickness) welding stresses.

Problem je povezan s prisutnošću spljoštenih (valjanih) MnS uključaka u matičnom čeliku tretiranom Al, koji leže paralelno s površinom ploče i daju nisku duktilnost u smjeru (kratkom poprečnom) debljine.

Izduženi uključci na različitim ravninama na rubu vidljivog ZUT-a pucaju ili se odvajaju, spajaju se i formiraju stepenaste pukotine, koje napreduju približno paralelno s površinom ploče kao lamelarni pukotine.

Faze kidanja lamele

Pucanje lamele događa se u 3 faze:

1. Početak odvajanja i razvoja šupljina na inkluzijama u materijalu.
2. Početak pucanja spajanjem gore izdvojenih mjesta.
3. Kidanje kompletnog materijala.

Kako kidanje lamela utječe na kvalitetu zavarivanja?

Pucanje lamela je uglavnom problem kod postavljanja T-sučeljenih ili teških kutnih zavarivanja, za razliku od ravnog sučeonog zavarivanja jer orijentacija zavara znači da naprezanja skupljanja djeluju kroz debljinu.

Gdje je potrebna dobra duktilnost u smjeru debljine, to se može navesti prilikom naručivanja čelika, kao što je navedeno u kodovima, npr. BS EN 10164:2018. Potrebni su testovi kratkog poprečnog smanjenja površine (STRA) kako bi se dobilo najmanje 20-30%.

Često se takvi čelici nazivaju Z-grade čelici (imaju zajamčena svojstva u Z ili smjeru kroz debljinu).

Ovo poboljšanje može se postići dovoljnim smanjenjem sadržaja sumpora i kontrolom oblika inkluzija, što se postiže dodavanjem Ca ili metala rijetkih zemalja u rastaljeni čelik.

Uzroci ili razlog pucanja lamele

Pucanje lamela događa se kada postoje tri uvjeta kao što su:

1. Upotreba osjetljive valjane ploče koja ima inkluzije za izradu zavarenih spojeva i,
2. Visoko poprečno naprezanje koje djeluje duž debljine ili Z (kratkog) smjera ploče.
3. Orijentacija zavara.

Osjetljiva valjana ploča odnosi se na osnovni materijal kao ploča koja ima vrlo nisku duktilnost u kratkom poprečnom (Z) smjeru, što uzrokuje kidanje materijala čak i pri normalnom naprezanju zavarivanja jer području u uključku nedostaje čvrstoća da izdrži naprezanja.

Ova niska duktilnost posljedica je prisutnosti nemetalnih inkluzija (MnS) koje će se spljoštiti i izdužiti tijekom vrućeg valjanja materijala.

Mehanizam lamelarnog kidanja/pucanja

Niže navedeni čimbenici doprinose pucanju ili kidanju lamela.

1. Niska duktilnost osnovnog materijala kroz debljinu koja se naziva i kratka poprečna duktilnost.
2. Debljina materijala.
3. Velika količina stringera ili inkluzija duž smjera kotrljanja.
4. Geometrija zavarenog spoja.

Lamelarno kidanje događa se u HAZ području C-Mn ili niskolegiranog čelika, neposredno izvan transformiranog područja između feritno-perlitnih struktura. Nečistoće poput sumpora pretvorit će se u manganov sulfid tijekom skrućivanja, procesa deformacije.

Orijentiran je duž smjera kotrljanja. ako je sadržaj sumpora relativno visok i veći je od 0,05% tež., tada će nit MnS biti kontinuirana duž smjera kotrljanja. Ako je sadržaj sumpora manji od 0,05%, MnS postaje diskontinuiran.

Kvantificiranje lamelarnog pucanja/kidanja (STRA test)

Većina testova korištenih za kvantificiranje lamelarnog kidanja u materijalu temelji se na tipu samoograničenja, gdje zavari proizvode naprezanje velike debljine.

Druga vrsta kvantificiranja lamelarnog trganja je provođenje STRA testa (kratko područje poprečne redukcije).

Ovo je jednostavan test koji daje neke indikacije o osjetljivosti lamelarnog pucanja. Pri tome se ispitni uzorak podvrgava vlačnom ispitivanju s osi okomitom na površinu ploče.

Mjeri se kao postotak u površini redukcije, što je veća vrijednost %R, to je veća otpornost na kidanje ili pucanje lamela. t mjeri duktilnost čelične ploče po debljini (smjer Z).

Čelici s niskim STRA obično se povezuju s visokom razinom valjanih sulfidnih ili oksidnih inkluzija i ne postoji vrsta čelika sklona lamelarnom kidanju poput čelika s niskim STRA.

Obično STRA vrijednost veća od 20% ukazuje na otpornost čelika na kidanje lamela. Čelik koji ima STRA vrijednost manju od 15% ne bi se trebao koristiti za visoko ograničenje iako se može koristiti za lagano ograničenje zavarenih spojeva. Kupci prilikom narudžbe čelika s mlinom mogu zahtijevati čelik s više od 20% STRA.

Osjetljivi i poboljšani dizajni zglobova za lamelarno kidanje

Mogu se poduzeti različite mjere kako bi se izbjeglo kidanje lamele, a glavni aspekt je poboljšani dizajn zavara kao što je prikazano na donjoj slici.

Prevencija kidanja lamela

1. Upotreba elektroda s niskim sadržajem vodika za zavarivanje kutnih i T-zavarenih spojeva.
2. Debeli zavareni spojevi trebaju se zavarivati ​​korištenjem redoslijeda zavarivanja koji nudi površinsku izgradnju osnovnog metala prije zavarivanja protiv naprezanja na površini osnovnog materijala u smjeru kroz debljinu.
3. Slijedite preporučene dizajne spojeva kako je navedeno na gornjoj slici prilikom projektiranja zavara.
4. Izbjegavajte upotrebu dodatnog materijala za zavarivanje prevelike čvrstoće.
5. Koristite osnovni materijal s niskim sadržajem (< 0,006%) sumpora ili osnovni metal s poboljšanim svojstvima kroz debljinu.
6. Promijenite redoslijed zavarivanja
7. Premazivanje osnovnog metala maslacem prije zavarivanja spojeva.

Standardi prihvatljivosti za kidanje/pukotine lamela

Budući da je pukotina lamele defekt zavarivanja kako je navedeno u različitim standardima prihvaćanja kao što su AWS D1.1, ISO 5817 & CSA W59. Pucanje lamele je linearna greška koja ima oštre rubove i stoga nije dopuštena u zavarenim spojevima prema BS EN ISO 5817:2017.

Slični postovi

Open this in UX Builder to add and edit content