تدابير لمنع الشقوق النهائية بشكل فعال في اللحام الطولي بالقوس المغمور

في صناعة أوعية الضغط، عند استخدام اللحام القوسي المغمور في لحام اللحام الطولي للأسطوانة، غالبًا ما تحدث الشقوق (المشار إليها فيما يلي باسم الشقوق الطرفية) عند نهاية اللحام الطولي أو بالقرب منه.

لقد أجرى العديد من الأشخاص أبحاثًا حول هذا الأمر، ويعتقدون أن السبب الرئيسي للشقوق الطرفية هو أنه عندما يقترب قوس اللحام من طرف اللحام الطولي، يتوسع اللحام ويتشوه في الاتجاه المحوري، ويصاحبه توتر عرضي في الاتجاه الرأسي والمحوري. تشوه مفتوح

يحتوي جسم الأسطوانة أيضًا على إجهاد تصلب العمل البارد وضغط التجميع أثناء عملية الدرفلة والتصنيع والتجميع؛ أثناء عملية اللحام، بسبب تقييد لحام تحديد المواقع الطرفي ولوحة الضرب القوسية، يتم إنشاء امتداد كبير في نهاية إجهاد اللحام؛

عندما يتحرك القوس إلى لحام تحديد المواقع الطرفي ولوحة ضربة القوس، بسبب التمدد الحراري وتشوه هذا الجزء، يتم استرخاء إجهاد الشد العرضي لمحطة اللحام، ويتم تقليل قوة الربط، بحيث يكون معدن اللحام فقط تصلب عند طرف اللحام. تتشكل الشقوق الطرفية بسبب إجهاد الشد الكبير.

بناءً على تحليل الأسباب المذكورة أعلاه، يُقترح إجراءان مضادان:

الأول هو زيادة عرض لوحة الضرب القوسية لزيادة قوة الربط؛

والثاني هو استخدام لوحة الضرب القوسية المرنة المشقوقة.

ومع ذلك، بعد اتخاذ الإجراءات المضادة المذكورة أعلاه عمليًا، لم يتم حل المشكلة بشكل فعال:

على سبيل المثال، على الرغم من استخدام لوحة الضرب القوسية المرنة، ستظل الشقوق الطرفية للحام الطولي تحدث، وغالبًا ما تحدث الشقوق الطرفية عند لحام الأسطوانة بسماكة صغيرة وصلابة منخفضة وتجميع قسري؛

ومع ذلك، عندما تكون هناك لوحة اختبار للمنتج في الجزء الممتد من اللحام الطولي للأسطوانة، على الرغم من أن لحام المسامير والظروف الأخرى هي نفسها عندما لا تكون هناك لوحة اختبار للمنتج، إلا أن هناك القليل من الشقوق الطرفية في التماس الطولي.

بعد الاختبارات والتحليلات المتكررة، وجد أن حدوث التشققات في نهاية التماس الطولي لا يرتبط فقط بإجهاد الشد الكبير الذي لا مفر منه في نهاية اللحام، ولكنه يرتبط أيضًا بعدة أسباب أخرى مهمة للغاية.

أولاً. تحليل أسباب الشقوق الطرفية

1. التغيرات في مجال درجة الحرارة عند اللحام الطرفي

أثناء اللحام بالقوس، عندما يكون مصدر حرارة اللحام قريبًا من نهاية اللحام الطولي، سيتغير مجال درجة الحرارة الطبيعي في نهاية اللحام، وكلما اقترب من النهاية، زاد التغيير.

نظرًا لأن حجم لوحة ضربة القوس أصغر بكثير من حجم الأسطوانة، فإن قدرتها الحرارية أيضًا أصغر بكثير، ويتم الاتصال بين لوحة ضربة القوس والأسطوانة فقط عن طريق اللحام، لذلك يمكن اعتبارها متقطعة في الغالب .

لذلك، فإن حالة نقل الحرارة للحام الطرفي سيئة للغاية، مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة المحلية، ويتغير شكل البركة المنصهرة، وسيزداد عمق الاختراق أيضًا وفقًا لذلك. تتباطأ سرعة التصلب للمسبح المنصهر، خاصة عندما يكون حجم لوحة الضرب القوسية صغيرًا جدًا، ويكون اللحام بين لوحة الضرب القوسية والأسطوانة قصيرًا جدًا ورقيقًا جدًا.

2. تأثير مدخلات حرارة اللحام

نظرًا لأن مدخلات حرارة اللحام المستخدمة في اللحام بالقوس المغمور غالبًا ما تكون أكبر بكثير من طرق اللحام الأخرى، فإن عمق الاختراق كبير، وكمية المعدن المترسب كبيرة، ومغطاة بطبقة التدفق، وبالتالي فإن حوض السباحة المنصهر كبير و سرعة التصلب للمسبح المنصهر كبيرة. يكون معدل التبريد لدرزة اللحام ودرزة اللحام أبطأ من طرق اللحام الأخرى، مما يؤدي إلى حبيبات خشنة وفصل أكثر خطورة، مما يخلق ظروفًا مواتية للغاية لتوليد الشقوق الساخنة.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الانكماش الجانبي للحام أصغر بكثير من فتحة الفجوة، بحيث تكون قوة الشد الجانبية للجزء الطرفي أكبر من تلك الخاصة بطرق اللحام الأخرى. وينطبق هذا بشكل خاص على الألواح المشطوفة متوسطة السُمك والألواح الرقيقة غير المشطوفة.

3. حالات أخرى

إذا كان هناك تجميع قسري، فإن جودة التجميع لا تلبي المتطلبات، ومحتوى الشوائب مثل S وP في المعدن الأساسي مرتفع جدًا وسيؤدي الفصل أيضًا إلى حدوث تشققات.

ثانيا، طبيعة الكراك الطرفي

تنتمي الشقوق الطرفية إلى شقوق حرارية حسب طبيعتها، ويمكن تقسيم الشقوق الحرارية إلى شقوق تبلورية وشقوق طورية شبه صلبة حسب مرحلة تكوينها. على الرغم من أن الجزء الذي يتكون فيه الشق الطرفي هو في بعض الأحيان الطرفية، إلا أنه في بعض الأحيان يكون في حدود 150 ملم من المنطقة المحيطة بالطرف، وأحيانًا يكون شقًا سطحيًا، وأحيانًا يكون شقًا داخليًا، ومعظم الحالات تكون شقوقًا داخلية تحدث حول المحطة.

يمكن ملاحظة أن طبيعة الشق الطرفي تنتمي أساسًا إلى صدع الطور شبه الصلب، أي عندما لا تزال محطة اللحام في حالة سائلة، على الرغم من أن البركة المنصهرة بالقرب من المحطة قد تصلبت، إلا أنها لا تزال في حالة درجة حرارة عالية أقل بقليل من خط الصلابة. حالة القوة الصفرية، تتولد الشقوق تحت تأثير إجهاد اللحام المعقد (إجهاد الشد بشكل أساسي) في الطرف،

من السهل تبديد الحرارة من الطبقة السطحية للحام بالقرب من السطح، ودرجة الحرارة منخفضة نسبيًا، ولها بالفعل قوة معينة ولدونة ممتازة، لذلك غالبًا ما توجد الشقوق الطرفية داخل اللحام ولا يمكن العثور عليها بالعين المجردة.

ثالث. تدابير لمنع الشقوق الطرفية

من التحليل أعلاه لأسباب الشقوق الطرفية، يمكن ملاحظة أن أهم التدابير للتغلب على الشقوق الطرفية للطبقات الطولية للحام القوسي المغمور هي:

1. قم بزيادة حجم لوحة ضربة القوس بشكل مناسب

غالبًا ما لا يكون الناس على دراية كافية بأهمية لوحة الضرب القوسية، معتقدين أن وظيفة لوحة الضرب القوسية هي فقط إخراج الحفرة القوسية من اللحام عند إغلاق القوس. من أجل توفير الفولاذ، يتم تصنيع بعض القاذفات القوسية بشكل صغير جدًا وتصبح "مضاربات قوسية" حقيقية. هذه الممارسات خاطئة جداً. تحتوي لوحة الضرب القوسية على أربع وظائف:

(1) قم بتوجيه الجزء المكسور من اللحام عند بدء القوس وحفرة القوس عند توقف القوس إلى خارج اللحام.

(2) تعزيز درجة ضبط النفس في الجزء الطرفي من التماس الطولي، وتحمل إجهاد الشد الكبير المتولد في الجزء الطرفي.

(3) تحسين مجال درجة الحرارة للجزء الطرفي، مما يساعد على توصيل الحرارة ولا يجعل درجة حرارة الجزء الطرفي مرتفعة جدًا.

(4) تحسين توزيع المجال المغناطيسي في الجزء الطرفي وتقليل درجة الانحراف المغناطيسي.

من أجل تحقيق الأغراض الأربعة المذكورة أعلاه، يجب أن يكون للوحة الضرب القوسية حجم كافٍ، ويجب أن يكون سمكها هو نفس سمك اللحام، ويجب أن يعتمد الحجم على حجم اللحام وسمك اللوحة الفولاذية. بالنسبة لأوعية الضغط العامة، يوصى ألا يقل الطول والعرض عن 140 مم.

2. انتبه إلى التجميع واللحام للوحة الضرب القوسية

يجب أن يكون اللحام بين لوحة الضرب القوسية والأسطوانة بطول وسمك كافيين. بشكل عام، يجب ألا يقل طول وسمك اللحام عن 80٪ من عرض وسمك لوحة الضرب القوسي، ويتطلب اللحام المستمر. لا يمكن أن يكون مجرد ملحومة "بقعة". على جانبي التماس الطولي، يجب ضمان سماكة لحام كافية للألواح المتوسطة والسميكة، ويجب فتح أخدود معين إذا لزم الأمر.

3. انتبه إلى اللحام الموضعي للجزء الطرفي من الأسطوانة

أثناء اللحام بعد تقريب الأسطوانة، من أجل زيادة درجة التقييد في نهاية التماس الطولي، يجب ألا يقل طول اللحام في نهاية التماس الطولي عن 100 مم، ويجب أن يكون هناك سمك اللحام كافٍ، ويجب ألا يكون هناك شقوق، أو عيوب مثل عدم الانصهار.

4. التحكم بدقة في مدخلات حرارة اللحام

أثناء عملية لحام أوعية الضغط، يجب التحكم بشكل صارم في مدخلات حرارة اللحام. وهذا ليس فقط لضمان الخواص الميكانيكية للمفاصل الملحومة، ولكنه يلعب أيضًا دورًا مهمًا للغاية في منع الشقوق. حجم تيار اللحام بالقوس المغمور له تأثير كبير على حساسية الكراك الطرفي، لأن حجم تيار اللحام يرتبط مباشرة بمجال درجة الحرارة ومدخلات حرارة اللحام.

5. التحكم بدقة في شكل البركة المنصهرة ومعامل شكل اللحام

يرتبط شكل وعامل شكل حوض اللحام في اللحام القوسي المغمور ارتباطًا وثيقًا بالقابلية لشقوق اللحام. لذلك، يجب التحكم بشكل صارم في الحجم والشكل وعامل الشكل لحوض اللحام.

أربعة. خاتمة

من الشائع جدًا إنتاج شقوق طرفية طولية عند استخدام اللحام القوسي المغمور في لحام التماس الطولي للأسطوانة، ولم يتم حلها بشكل جيد لسنوات عديدة. من خلال الاختبار والتحليل، فإن السبب الرئيسي للتشققات في نهاية التماس الطولي للحام القوس المغمور هو نتيجة العمل المشترك لإجهاد الشد الكبير ومجال درجة الحرارة الخاصة في هذا الجزء.

لقد أثبتت الممارسة أن التدابير مثل زيادة حجم لوحة ضربة القوس بشكل مناسب، وتعزيز مراقبة جودة اللحام، والتحكم الصارم في مدخلات حرارة اللحام وشكل اللحام يمكن أن تمنع بشكل فعال حدوث الشقوق في نهاية اللحام المغمور. لحام القوس.