Decodifica dei difetti di saldatura: una guida alle cricche e come combatterle

Per gli ingegneri, i saldatori e i responsabili dei progetti è fondamentale conoscere le loro origini e come prevenirle.Questo articolo demistifica quattro tipi principali di crack:Fessure calde, fessure riscaldate, fessure fredde e lacerazioni lamellari, offrendo soluzioni attuabili.

1Quando il calore è il nemico

Le crepe calde si formano durante la saldatura a temperature elevate, propagandosi lungo i confini del grano di austenite.

Fessure di solidificazione:Come il pool di saldatura si solidifica vicino alla linea di solidus,Riduzione di tensione, lacrime, debolezza dei grani, mancanza di riempimento di metallo liquido.

Prevenzione: ridurre il contenuto di S/P/C; raffinare i grani con additivi Mo/V/Ti/Nb; preriscaldare i pezzi da lavorare; ottimizzare l'apporto di calore.

Fessure di liquazione:Micro-fissure nelle zone di HAZ o di interpassaggio.

Prevenzione: ridurre al minimo la S/P/Si/B; ridurre l'input di calore; controllare la forma della perla di saldatura.

Fessure di duttilità: Rare crepe dovute alla scarsa plasticità ad alta temperatura durante la poligonizzazione.

Prevenzione: aggiungere Mo/W/Ti per aumentare l'energia di poligonizzazione.

Suggerimento professionale:La scelta di metalli di riempimento a bassa impurità e il pre riscaldamento calibrato riducono significativamente il rischio di cracking a caldo.

2Riscaldare le crepe: la minaccia nascosta dopo la saldatura

Le crepe di riscaldamento (SR) si formano durante il trattamento termico post-saldatura (PWHT) negli acciai/leghe rinforzati da precipitazione (ad esempio, acciai Cr-Mo-V).

Causa:Il rilassamento dello stress combinato con la precipitazione di carburo/nitruro indebolisce i confini del grano.

Prevenzione:

Utilizzare acciai di grana fine.

Applicare precalore più elevato + post-calore.

Selezionare riempitivi di minore resistenza ("sottosparati").

Minimizza la concentrazione allo stress.

Nota dell'Ingegnere:Le procedure a basso consumo di calore e la selezione del riempitore su misura sono fondamentali.

3Fessure fredde: distruzione ritardata dell'idrogeno

Le crepe a freddo (crepe indotte dall'idrogeno) appaiono ore/giorni dopo la saldatura in HAZ o metallo di saldatura di acciai al carbonio/legato.

1.Microstruttura dura(Martensite).

2.Idrogeno(dall'umidità, dall'olio, dalla ruggine).

3.Stress residuo elevato.

I tipi più comuni sono:crepe alle dita dei piedi, crepe sotto le perline,- ecrepe radicali.

Prevenzione:

Io...Utilizzare materiali a basse emissioni di carbonio.

Io...Impostare elettrodi/processi a basso tenore di idrogeno(SMAW: EXX15/18; FCAW: protetto da gas).

Io...Applicare il trattamento termico precaldo e post-saldatura (PWHT).

Io...Ottimizzare la progettazione delle articolazioni per ridurre la ritenuta.

Io...Assicurare una pulizia impeccabile.

Intuizione critica:Il controllo dell'idrogeno non è negoziabile. I consumabili a basso contenuto di H combinati con i giusti protocolli di cottura / stoccaggio sono fondamentali.

4La spaccatura lamellare: l' incubo della piastra spessa

Questa crepa sottosuperficiale si verifica parallela ai piani di rotolamento nelle piastre spesse (≥ 25 mm), in particolare nelle giunzioni T/Y/K.espone inclusioni non metalliche (MnS), silicati).

Prevenzione:

Io...IndicareAcciai di grado Z(Ψz ≥ 20-25%).

Io...Riprogettare i giunti per evitare un elevato stress Z (utilizzare saldature simmetriche, strati di burro).

Io...Controllare il tenore di zolfo (< 0,005%) e la forma di inclusione (trattamento Ca/RE).

Io...Applicare misure di prevenzione delle crepe a freddo (basso H, riscaldamento).

Fabbricazione pesante:I progetti che utilizzano sezioni spesse richiedono materiali con classificazione Z e disegni di giunture che riducono al minimo lo sforzo dello spessore.

Il cammino verso la saldatura senza crepe: una difesa proattiva

La lotta contro le crepe di saldatura richiede una strategia olistica:

1.Intelligenza Materiale:Selezionare i metalli comuni e i metalli di riempimento in base alla sensibilità alle crepe (CE, Pcm, Z-ratings).

2.Precisione del processo: sfruttare attrezzature di saldatura avanzate che consentono:

Io...Controllo accurato del calore.

Io...Gestione riproducibile della temperatura di pre riscaldamento/interpass.

Io...Fornitura ottimizzata di gas di scudo.

3.Disciplina procedurale: applicare protocolli rigorosi per la preparazione articolare, la movimentazione dei consumabili (basso H!) e PWHT.

4.Saggezza di progettazione: evitare concentratori di tensione; bilanciare la simmetria della saldatura.

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La prevenzione della crepa non è una fortuna, è il risultato dei materiali giusti, dei processi giusti e dei partner giusti.

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