1. Vết nứt nóng
1.1 Các vết nứt do đông đặc
1.1.1 Cơ chế hình thành
Trong giai đoạn cuối của quá trình đông đặc, một lớp màng chất lỏng eutectic có điểm nóng chảy thấp làm suy yếu các liên kết giữa các hạt, dẫn đến nứt vỡ dưới tác động của ứng suất kéo.
Thường thấy trong các mối hàn thép cacbon và thép hợp kim thấp có hàm lượng tạp chất cao, cũng như trong các mối hàn thép austenit đơn pha và hợp kim gốc niken.
1.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Hàm lượng cao của lưu huỳnh, phốt pho, cacbon và silic trong kim loại mối hàn làm tăng nguy cơ nứt do đông đặc.
Các thông số quy trình hàn không phù hợp, chẳng hạn như dòng hàn quá lớn và tốc độ hàn chậm, kéo dài thời gian mối hàn duy trì ở nhiệt độ cao, cũng dễ dẫn đến nứt.
1.1.3 Các biện pháp phòng ngừa
Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng tạp chất như lưu huỳnh và phốt pho trong kim loại nền và vật liệu hàn.
Tối ưu hóa các thông số quy trình hàn, kiểm soát hợp lý dòng điện và tốc độ hàn, và tránh để mối hàn tiếp xúc với nhiệt độ cao trong thời gian dài.
1.2 Các vết nứt hóa lỏng ở nhiệt độ cao
1.2.1 Cơ chế hình thành
Nhiệt độ cực đại của chu trình nhiệt hàn gây ra hiện tượng nóng chảy lại trong vùng ảnh hưởng nhiệt và giữa các mối hàn nhiều lớp, dẫn đến nứt vỡ dưới tác động của ứng suất.
Hiện tượng này chủ yếu xảy ra ở vùng gần mối hàn hoặc giữa các mối hàn nhiều lớp của thép cường độ cao chứa crom và niken, thép austenit và hợp kim gốc niken.
1.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Hàm lượng cao của lưu huỳnh, phốt pho, silic và cacbon trong kim loại nền và dây hàn làm tăng đáng kể nguy cơ nứt do hóa lỏng.
Lượng nhiệt hàn quá mức dẫn đến nhiệt độ quá cao trong vùng ảnh hưởng nhiệt, gây ra hiện tượng hạt thô và giảm độ dẻo của vật liệu.
1.2.3 Các biện pháp phòng ngừa
Chọn vật liệu hàn có hàm lượng lưu huỳnh và phốt pho thấp để giảm thiểu các nguyên tố dễ gây nứt do hóa lỏng.
Kiểm soát lượng nhiệt hàn để tránh quá nhiệt vùng ảnh hưởng nhiệt, tinh chỉnh cấu trúc hạt và cải thiện độ dẻo của vật liệu.
1.3 Các vết nứt đa giác
1.3.1 Cơ chế hình thành
Dưới nhiệt độ và ứng suất cao, các khuyết tật mạng tinh thể ở mặt trước tinh thể đã đông đặc di chuyển và tích tụ để tạo thành các ranh giới thứ cấp. Trong trạng thái có độ dẻo thấp này, các vết nứt xuất hiện dưới tác động của ứng suất.
Thường xảy ra ở các mối hàn kim loại nguyên chất hoặc hợp kim austenit đơn pha hoặc vùng gần mối hàn. 1.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Độ lớn và sự phân bố của ứng suất dư trong các mối hàn; ứng suất dư càng lớn, xu hướng nứt đa giác càng cao.
Thành phần và cấu trúc vi mô của vật liệu hàn; ví dụ, hàm lượng nguyên tố hợp kim quá cao có thể ảnh hưởng đến sự di chuyển và tập hợp các khuyết tật mạng tinh thể.
1.3.3 Các biện pháp phòng ngừa
Hãy sử dụng trình tự và quy trình hàn hợp lý để giảm ứng suất dư do hàn.
Chọn vật liệu hàn phù hợp và kiểm soát hàm lượng nguyên tố hợp kim để tránh sự tích tụ quá mức các khuyết tật mạng tinh thể.
2. Làm nóng lại và bẻ gãy
2.1 Cơ chế hình thành
Trong các kết cấu hàn tấm dày làm bằng thép có chứa các nguyên tố hợp kim tăng cường độ bền bằng kết tủa, các vết nứt xuất hiện ở các vùng có cấu trúc hạt thô của vùng ảnh hưởng nhiệt trong quá trình xử lý nhiệt giảm ứng suất hoặc trong quá trình sử dụng.
Hiện tượng này chủ yếu xảy ra ở các vùng có cấu trúc hạt thô trong vùng ảnh hưởng nhiệt của thép cường độ cao hợp kim thấp, thép chịu nhiệt pealit, thép không gỉ austenit và hợp kim gốc niken.
2.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Thành phần hóa học của thép, chẳng hạn như sự hiện diện của các nguyên tố tăng cường độ bền bằng kết tủa như vanadi, molypden và titan, thúc đẩy hiện tượng nứt do nung nóng lại.
Các thông số của quá trình hàn, chẳng hạn như lượng nhiệt hàn và nhiệt độ nung nóng sơ bộ, ảnh hưởng đến kích thước hạt và sự phân bố ứng suất dư trong vùng ảnh hưởng nhiệt.
2.3 Các biện pháp phòng ngừa
Tối ưu hóa thành phần thép để giảm hàm lượng các nguyên tố tăng cường độ bền bằng kết tủa.
Kiểm soát hợp lý các thông số của quá trình hàn, chẳng hạn như tăng nhiệt độ nung nóng sơ bộ và giảm lượng nhiệt hàn một cách thích hợp, để tinh chỉnh cấu trúc hạt trong vùng ảnh hưởng nhiệt.
3. Nứt nguội:
3.1 Nứt chậm
3.1.1 Cơ chế hình thành
Các vết nứt có đặc điểm xuất hiện chậm dưới tác động kết hợp của cấu trúc vi mô đã cứng hóa, hydro và ứng suất hạn chế.
Hiện tượng này chủ yếu xảy ra ở vùng ảnh hưởng nhiệt của thép hợp kim thấp, thép hợp kim trung bình, thép cacbon trung bình và thép cacbon cao, và trong một số trường hợp, trên kim loại mối hàn.
3.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Hàm lượng hydro trong mối hàn; hydro là yếu tố chính dẫn đến nứt chậm; hàm lượng hydro càng cao, khả năng nứt càng lớn.
Ứng suất hạn chế của mối hàn; ứng suất hạn chế càng lớn thì càng dễ xuất hiện vết nứt.
3.1.3 Các biện pháp phòng ngừa
Kiểm soát chặt chẽ hàm lượng hydro trong vật liệu hàn và sử dụng vật liệu hàn có hàm lượng hydro thấp.
Thực hiện các biện pháp gia nhiệt trước và sau để giảm ứng suất cản trở của mối hàn. 3.2 Nứt do tôi
3.2.1 Cơ chế hình thành
Được phát hiện ngay sau khi hàn, chủ yếu do sự hình thành các cấu trúc cứng dưới tác động của ứng suất hàn.
Thường thấy trong các mối hàn của thép cường độ cao và thép siêu cường độ cao.
3.2.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Các thông số của quá trình hàn, chẳng hạn như tốc độ hàn và tốc độ làm nguội quá mức, dễ dẫn đến sự hình thành các cấu trúc cứng.
Hình dạng hình học và kích thước của mối hàn; các hình dạng phức tạp và mối hàn có độ dày lớn dễ bị nứt do tôi cứng.
3.2.3 Các biện pháp phòng ngừa
Tối ưu hóa các thông số quy trình hàn, kiểm soát tốc độ hàn và tốc độ làm nguội để tránh hình thành các cấu trúc cứng.
Áp dụng thiết kế mối hàn hợp lý để giảm thiểu các điểm tập trung ứng suất.
3.3 Các vết nứt giòn do độ dẻo thấp
3.3.1 Cơ chế hình thành
Khi các vật liệu có độ dẻo thấp được làm nguội đến nhiệt độ thấp, lực co ngót sẽ khiến biến dạng vượt quá giới hạn dẻo dự trữ của vật liệu hoặc vật liệu trở nên giòn, dẫn đến nứt vỡ.
Không có hiện tượng trễ; hiện tượng này chủ yếu xảy ra ở các kết cấu hàn hoạt động ở nhiệt độ thấp.
3.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp của vật liệu; các vật liệu có độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp kém dễ bị nứt giòn do độ dẻo thấp.
Ứng suất dư trong mối hàn; ứng suất dư cao dẫn đến nguy cơ nứt vỡ cao hơn.
3.3.3 Các biện pháp phòng ngừa
Chọn vật liệu hàn có độ dẻo dai tốt ở nhiệt độ thấp.
Tối ưu hóa quy trình hàn để giảm ứng suất dư do hàn.
4. Rách dạng phiến:
4.1 Cơ chế hình thành
Bên trong tấm thép tồn tại các tạp chất dạng lớp, và ứng suất vuông góc với hướng cán trong quá trình hàn dẫn đến hiện tượng rách dạng lớp.
Thường được tìm thấy trong quá trình sản xuất các giàn khoan dầu lớn và các bình chịu áp lực thành dày.
4.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Chất lượng của tấm thép; hàm lượng tạp chất dạng lớp cao dẫn đến xu hướng rách lớp cao hơn.
Các thông số của quá trình hàn, chẳng hạn như lượng nhiệt hàn và trình tự hàn, ảnh hưởng đến sự phân bố ứng suất trong mối hàn.
4.3 Các biện pháp phòng ngừa
Kiểm soát chặt chẽ chất lượng thép tấm để giảm thiểu các tạp chất phân lớp.
Tối ưu hóa quy trình hàn, kiểm soát hợp lý lượng nhiệt hàn và trình tự hàn để giảm ứng suất hàn.
5. Nứt do ăn mòn ứng suất
5.1 Cơ chế hình thành
Các vết nứt chậm hình thành trong các cấu trúc hàn dưới tác động kết hợp của môi trường ăn mòn và ứng suất. Các yếu tố ảnh hưởng bao gồm loại vật liệu, loại môi trường ăn mòn, hình dạng cấu trúc, quy trình hàn, vật liệu hàn và mức độ giảm ứng suất.
5.2 Các yếu tố ảnh hưởng
Khả năng chống ăn mòn của vật liệu; các vật liệu có khả năng chống ăn mòn kém dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất.
Loại và nồng độ của môi trường ăn mòn; môi trường ăn mòn mạnh sẽ đẩy nhanh quá trình hình thành vết nứt.
5.3 Các biện pháp phòng ngừa
Chọn vật liệu hàn có khả năng chống ăn mòn tốt.
Áp dụng các biện pháp chống ăn mòn hiệu quả, chẳng hạn như phủ lớp bảo vệ và bảo vệ catốt.
Gửi phản hồi