สามารถประเมินคุณภาพการเชื่อมเหล็ก Q275 ตามอุณหภูมิระหว่างการเชื่อมได้อย่างไร?

อุณหภูมิระหว่างกระบวนการเป็นพารามิเตอร์กระบวนการที่สำคัญในการเชื่อมหลาย-ผ่าน หลาย- ผ่านการเชื่อมของเหล็ก Q275 (อ้างอิงถึงอุณหภูมิคงเหลือของการเชื่อมครั้งก่อนก่อนการเชื่อมครั้งถัดไป) ค่าของมันส่งผลโดยตรงต่อโครงสร้างจุลภาค สถานะความเค้น และแนวโน้มข้อบกพร่องของรอยเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบ{4}}ความร้อน (HAZ) ด้วยการตรวจสอบความเบี่ยงเบนของอุณหภูมิระหว่างการเชื่อมจากช่วงที่เหมาะสม การประเมินเบื้องต้นจึงสามารถทำได้เกี่ยวกับความเสี่ยงด้านคุณภาพการเชื่อม ตรรกะและพื้นฐานการตัดสินเฉพาะมีดังนี้:
1. การกำหนดช่วงอุณหภูมิระหว่างทางที่เหมาะสมสำหรับเหล็กกล้า Q275
Q275 เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ-ที่ผ่านการฆ่าแล้ว (ปริมาณคาร์บอนประมาณ 0.18%-0.28%) ซึ่งมีความแข็งแรงสูงกว่า Q235 เล็กน้อยและมีแนวโน้มที่จะแข็งตัวปานกลาง ควรปรับอุณหภูมิระหว่างการเชื่อมตามความหนาของแผ่น วิธีการเชื่อม และอุณหภูมิโดยรอบ วัตถุประสงค์หลักคือการหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากการเย็นตัวอย่างรวดเร็ว และเพื่อป้องกันการหยาบของเมล็ดพืชที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไป สำหรับแผ่นบาง (ความหนาน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 มม.): แนะนำให้ควบคุมอุณหภูมิระหว่าง 150-250 องศา
สำหรับแผ่นหนา (ความหนา > 10 มม.) หรือโครงสร้างที่มีความแข็งสูง: แนะนำให้ควบคุมอุณหภูมิระหว่างทางระหว่าง 200-300 องศา (จำเป็นต้องอุ่นก่อนเพื่อป้องกันความเย็นมากเกินไปในการผ่านครั้งเดียว)
เมื่อทำการเชื่อมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ- (<0°C): the interpass temperature should be increased to 250-350°C (to compensate for excessive heat dissipation from the environment).
ครั้งที่สอง การประเมินคุณภาพเมื่ออุณหภูมิอินเตอร์พาสต่ำเกินไป (ต่ำกว่าขีดจำกัดล่างของช่วงที่เหมาะสม)
อุณหภูมิระหว่างการเชื่อมที่ต่ำเกินไปบ่งชี้ว่าการเชื่อมครั้งก่อนเย็นลงเร็วเกินไป ส่งผลให้ "การอบคืนตัว" ความร้อนไม่เพียงพอ-โซนที่ได้รับผลกระทบและโลหะเชื่อม สิ่งนี้สามารถนำไปสู่ปัญหาด้านคุณภาพต่อไปนี้ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งสามารถระบุได้โดยการรวมบันทึกอุณหภูมิเข้ากับคุณลักษณะข้อบกพร่อง:
1. เพิ่มความเสี่ยงต่อการเกิดรอยแตกร้าว
หลักการ: ที่อุณหภูมิต่ำ โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-ของการเชื่อมครั้งก่อนมีแนวโน้มที่จะสร้างโครงสร้างที่แข็งขึ้น (เช่น มาร์เทนไซต์) นอกจากนี้ ไฮโดรเจนในการเชื่อม (จากการเคลือบอิเล็กโทรดหรือน้ำมันโลหะพื้นฐาน) กระจายออกได้ยาก ส่งผลให้เกิดไฮโดรเจน-เกิดรอยแตกร้าวที่จุดความเข้มข้นของความเครียด เกณฑ์การตัดสิน:
บันทึกอุณหภูมิแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิระหว่างทางต่ำกว่า 150 องศา (สำหรับแผ่นบาง) หรือ 200 องศา (สำหรับแผ่นหนา) อย่างสม่ำเสมอ
รอยแตกตามขวางหรือตามยาวละเอียดอาจปรากฏบนพื้นผิวการเชื่อมหรือใกล้รอยเชื่อม (ส่วนใหญ่เป็นรอยแตกเย็นซึ่งอาจเกิดขึ้นภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังการเชื่อม)
การทดสอบแบบไม่ทำลาย (เช่น UT และ MT) อาจเผยให้เห็นข้อบกพร่องเชิงเส้นใกล้กับบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน{0}}
2. ความเหนียวของการเชื่อมและความร้อน-บริเวณที่ได้รับผลกระทบลดลง
หลักการ: การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วส่งผลให้มีการปรับโครงสร้างจุลภาคไม่เพียงพอในโลหะเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- ทำให้แผ่นมุกไลต์แข็งตัว และความทนทานต่อแรงกระแทก (เช่น AKV) อาจต่ำกว่าข้อกำหนดการออกแบบ (โดยทั่วไปมากกว่าหรือเท่ากับ 27J สำหรับการเชื่อม Q275)
เกณฑ์การตัดสิน:
อุณหภูมิระหว่างทางต่ำกว่าช่วงที่ยอมรับได้อย่างสม่ำเสมอ และ-ไม่ได้ดำเนินการอบคืนตัวเชื่อม
การทดสอบคุณสมบัติทางกลแสดงให้เห็นว่าพลังงานกระแทกลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น<20J), indicating brittle fracture. III. Quality Assessment When the Interpass Temperature is Excessively High (Exceeding the Upper Limit of the Reasonable Range)
อุณหภูมิระหว่างทางสูงเกินไปอาจทำให้พื้นที่เชื่อมคงอยู่ที่อุณหภูมิสูงเป็นเวลานาน ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไป ข้อบกพร่องด้านคุณภาพสามารถระบุได้ตามลักษณะดังต่อไปนี้:
1. ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการแตกร้าวจากความร้อน (Crystallization Cracking)
หลักการ: ที่อุณหภูมิสูง เม็ดโลหะเชื่อมจะขยายตัวมากเกินไป และ-สิ่งเจือปนที่มีจุดหลอมเหลว-ต่ำ (เช่น ซัลเฟอร์และฟอสฟอรัส) จะแยกออกจากกันที่ขอบเขตของเมล็ดข้าว กลายเป็น "ฟิล์มของเหลว" ภายใต้การกระทำของความเค้นในการเชื่อม รอยแตกร้าวจะเกิดขึ้นตามแนวรอยต่อของเกรน (รอยแตกร้าวจากความร้อนมักเกิดขึ้นที่จุดศูนย์กลางการเชื่อมหรือใกล้กับเส้นฟิวชัน)
เกณฑ์การตัดสิน:
บันทึกอุณหภูมิระบุว่าอุณหภูมิระหว่างทางเกิน 300 องศา (สำหรับแผ่นหนา) หรือ 350 องศา (สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ-)
รอยแตกตามยาวอาจปรากฏขึ้นตามความยาวของพื้นผิวการเชื่อม (รอยแตกร้าวจากความร้อนมักมองเห็นได้บนพื้นผิวและปรากฏขึ้นทันทีหลังการเชื่อม)
การตรวจสอบด้วยตาเปล่าเผยให้เห็นสัญญาณของโลหะเชื่อมที่ "ไหม้มากเกินไป" (เช่น การเกิดออกซิเดชันที่พื้นผิวอย่างรุนแรงและมีสีฟ้า). 2. การเสื่อมสภาพของความแข็งแรงและความเหนียวของรอยเชื่อมและ-บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน
หลักการ: การให้ความร้อนสูงเกินไปจะทำให้เกรนออสเทนไนต์หยาบตัวในโลหะเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน- (ขนาดเกรนอาจลดลงจากเกรด 8 ไปต่ำกว่าเกรด 4) เมื่อเย็นตัวลง จะเกิดเป็นเพิร์ลไลต์หยาบและเฟอร์ไรต์ ส่งผลให้ความแข็งแรงลดลง 5%-10% (เช่น ความต้านทานแรงดึง) และความเหนียวลดลงอย่างมาก
พื้นฐานการตัดสิน:
Sustained excessive interpass temperature (e.g., >300 องศา ) และอินพุตความร้อนเชื่อมสูง (กระแสสูง ความเร็วช้า);
การทดสอบคุณสมบัติทางกลแสดงความต้านทานแรงดึงต่ำกว่ามาตรฐานวัสดุหลัก (ความต้านทานแรงดึงมาตรฐาน Q275 410-540 MPa) และพลังงานกระแทกอาจลดลงต่ำกว่า 20 J
Metallographic analysis reveals coarse grains in the weld (>50 ไมโครเมตร) และการปรากฏของ "บริเวณที่มีเม็ดหยาบ-" ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน-
3. เพิ่มความผิดเพี้ยนในการเชื่อม
หลักการ: อุณหภูมิสูงจะเพิ่มความเป็นพลาสติกของวัสดุ อุณหภูมิระหว่างทางที่สูงเกินไปทำให้เกิดการขยายตัวทางความร้อนมากเกินไปในบริเวณรอยเชื่อม ส่งผลให้เกิดการหดตัวที่ไม่สม่ำเสมอหลังจากการระบายความร้อน นำไปสู่การเสียรูปเชิงมุมหรือการโค้งงอมากขึ้น เกณฑ์การตัดสิน:
อุณหภูมิระหว่างทางเกินช่วงที่ยอมรับได้ และความแข็งแกร่งของโครงสร้างต่ำ (เช่น การต่อแผ่นบาง)
ค่าเบี่ยงเบนมิติเรขาคณิตของการเชื่อมหลัง-เกินมาตรฐาน (เช่น การบิดเบือนเชิงมุม > 3 องศา /ม.) ซึ่งจำเป็นต้องมีการแก้ไขเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐาน
IV. การตัดสินคุณภาพเมื่ออุณหภูมิอินเตอร์พาสอยู่ภายในช่วงที่ยอมรับได้
หากอุณหภูมิระหว่างทางถูกควบคุมอย่างเสถียรภายในช่วงที่แนะนำ (150-350 องศา ปรับตามความหนาของแผ่นและสภาวะแวดล้อม) โดยทั่วไปจะบ่งชี้ว่าระหว่างการเชื่อม:
อัตราการเย็นตัวอยู่ในระดับปานกลาง การแข็งตัวของโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน (HAZ) -ต่ำ (โดยส่วนใหญ่เป็นเพิร์ลไลต์ + เฟอร์ไรต์ โดยไม่มีมาร์เทนไซต์อย่างมีนัยสำคัญ) และความเสี่ยงของการแตกร้าวเมื่อเย็นอยู่ในระดับต่ำ
เม็ดโลหะเชื่อมไม่ได้เติบโตมากเกินไป การแยกสารเจือปนไม่มีนัยสำคัญ และความเสี่ยงของการแตกร้าวจากความร้อนต่ำ
การแพร่กระจายของไฮโดรเจนเพียงพอ (เมื่ออุณหภูมิระหว่างทางมากกว่าหรือเท่ากับ 150 องศา ค่าสัมประสิทธิ์การแพร่กระจายของไฮโดรเจนจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก) และความน่าจะเป็นของการแตกร้าวล่าช้าจะต่ำ
ณ จุดนี้ คุณภาพการเชื่อมสามารถตัดสินได้ในเบื้องต้นว่ายอมรับได้ แต่การตรวจสอบขั้นสุดท้ายยังคงต้องมีการตรวจสอบด้วยสายตาร่วมกัน (ไม่มีรูพรุนหรือขาดฟิวชัน) และการทดสอบแบบไม่ทำลาย