1. Често срещани дефекти при заваряване в Q355GNH заварки
(1) Пукнатини, предизвикани от водород (HIC) – Най-критичният дефект
Проява: Фини пукнатини (трансгрануларни или интергрануларни), които се образуват в заваръчния метал или HAZ часове до дни след заваряването, често предизвикани от остатъчно напрежение и абсорбция на водород.
причини:
Високо съдържание на водород от "мръсни" заваръчни материали (напр. влажни електроди, непречистен защитен газ като CO₂ с влага).
Богатият на Cu/Cr състав на Q355GNH повишава неговата чувствителност към водородна крехкост.
Бързото охлаждане след заваряване (напр. в студена среда) улавя водорода в микроструктурата, увеличавайки движещата сила на пукнатината.
(2) Липса на синтез (LOF) и липса на проникване (LOP)
Проява: Неразтопени междини между заваръчния метал и основния метал (LOF) или непълно проникване през дебелината на фугата (LOP), което отслабва носещата способност на фугата.
причини:
Недостатъчно подаване на топлина (напр. нисък заваръчен ток, висока скорост на движение) – атмосферните легиращи елементи на Q355GNH леко повишават точката му на топене, което изисква по-висока топлина от обикновената въглеродна стомана.
Лошо напасване на фугата (напр. прекомерна междина на корена, несъосност) или неправилен ъгъл на електрод/жица.
(3) Нагрубяване на зърната в HAZ – влошава якостта
Проява: ЗТВ (в съседство със заваръчния шев) развива груби феритни или бейнитни зърна, което води до рязък спад в издръжливостта на удар при ниска температура (напр. енергията на удара при -40 градуса пада под 27J).
причини:
Прекомерно подаване на топлина (напр. висок заваръчен ток, ниска скорост на движение) – продължителното излагане на високи температури (над 950 градуса) причинява неконтролируем растеж на аустенитните зърна.
Нормализираната микроструктура на Q355GNH е чувствителна към топлина; прегряването нарушава неговия фин феритно-перлитен баланс.
(4) Влошаване на устойчивостта на корозия – „скрит“ дефект
Проява: Зоната на заваръчния шев (включително заваръчния метал и HAZ) корозира по-бързо от основния метал, образувайки неравномерни слоеве от ръжда – недостатък на основната функция за атмосферни влияния на Q355GNH.
причини:
Несъответстващ добавъчен метал (напр. използване на обикновени електроди от въглеродна стомана вместо такива, специфични за атмосферните влияния на стоманата) – в заваръчния шев липсва Cu/Cr/Ni, за да образува защитен слой от ръжда.
Оксидиране след заваряване (напр. без пасивиране) – едрите зърна на HAZ образуват пореста, незалепнала ръжда.
2. Мерки за предотвратяване на всеки дефект
(1) Предотвратяване на пукнатини, предизвикани от водород (HIC)
Контролирайте източниците на водород:
Сухи материали за заваряване: Печете електроди с ниско съдържание на водород (напр. E5015-G за устойчива на атмосферни влияния стомана) при 350–400 градуса за 1–2 часа; съхранявайте неизползваните електроди в загрята фурна (80–120 градуса).
Purify shielding gas: Use dry CO₂ or Ar-CO₂ (moisture content ≤50ppm); install a gas dryer if ambient humidity >60%.
Намалете остатъчното напрежение:
Preheat the base metal to 80–150°C (critical for plates >12 мм дебелина или при температури<5°C) to slow cooling and allow hydrogen escape.
Извършете облекчаване на напрежението след заваряване (550–650 градуса за 1–2 часа) за дебелостенни компоненти или съединения с високо напрежение.
Оптимизирайте скоростта на охлаждане: Използвайте контрол на температурата между заварките (поддържайте 150–250 градуса между заваръчните проходи), за да избегнете бързо охлаждане.
(2) Предотвратете липсата на сливане/проникване
Регулирайте входящата топлина:
За ръчно дъгово заваряване (MMA): Използвайте електроди с диаметър 3,2–4,0 mm, ток 100–160 A и скорост на движение 8–12 cm/min.
За електродъгово заваряване с газ (GMAW): Използвайте тел с диаметър 1,2 mm, ток 180–220 A, напрежение 22–26 V и скорост на движение 10–15 cm/min.
Подобрете подготовката на ставите: Осигурете разстояние между корените 2–4 mm, ъгъл на скосяване 60 градуса ±5 градуса и почистете ръбовете на фугите (отстранете ръждата, маслото или котлен камък с телена четка или мелница).
Оптимизирайте техниката на заваряване: Поддържайте ъгъл на електрод/тел от 70–80 градуса (за ъглови заварки) или 90 градуса (за челни заварки); използвайте "тъкачни" движения (ширина По-малка или равна на 3 × диаметър на електрода), за да осигурите пълно сливане.
(3) Предотвратете нагрубяването на зърното в HAZ
Ограничете подаването на топлина: Поддържайте входящата топлина по-малка или равна на 25 kJ/cm (за плочи с дебелина по-малка или равна на 20 mm) – избягвайте големи електроди/проводници или бавни скорости на движение.
Използвайте процеси на заваряване с ниска топлина: Prioritize GMAW or pulsed GMAW over submerged arc welding (SAW) for thin plates; SAW (high heat input) is only suitable for plates >25 мм с нормализиране след заваряване.
Контролирайте междупроходната температура: Не превишавайте 300 градуса – прекомерната топлина между проходите удължава излагането на HAZ на високи температури.
(4) Предотвратяване на влошаване на устойчивостта на корозия
Използвайте устойчиви на атмосферни влияния добавъчни метали:
MMA: E5015-G (GB/T 5117) или E5016-G (специфични за атмосферни влияния стоманени електроди с Cu/Cr/Ni).
GMAW: ER50-G (GB/T 8110) със съдържание на Cu 0,20–0,50% и съдържание на Cr 0,30–0,80%.
Повърхностна обработка след заваряване:
Отстранете пръските и шлаката от заваръчния шев с длето или мелница; почистете зоната на заваряване с телена четка, за да насърчите равномерното образуване на слой ръжда.
Нанесете пасивиращо покритие (напр. епоксиден грунд), ако компонентът е изложен на тежки среди (напр. крайбрежна сол) в рамките на 1 месец след заваряването.
