Metināšana S335J2W Corten Steel vidē ar zemu-temperatūru (mazākā vai vienāda ar 0 grādiem) rada lielu metināšanas plaisāšanas,-īpaši aukstās plaisāšanas un trauslā lūzuma- risku straujas siltuma izkliedes, paaugstināta metināšanas sprieguma un samazinātas materiāla elastības dēļ. Projektiem aukstos reģionos (piemēram, Centrāleiropā/Ziemeļeiropā, liela augstuma apgabalos) ir ļoti svarīgi izvairīties no šādām plaisām, lai nodrošinātu konstrukcijas drošību. Tomēr, tā kā S335J2W nav standartizēta klase Eiropas standartos, nav oficiālu metināšanas vadlīniju. Kā novērst šo plaisu ar uzticamiem, praktiskiem pasākumiem? Vispirms galvenais precizējums:S335J2W nav iekļauts EN 10025-5 (galvenais Eiropas standarts pret laikapstākļiem izturīgiem tēraudiem), taču mēs varam iegūt efektīvas pret-plaisāšanas stratēģijas, pamatojoties uz tā izsecinātajām īpašībām (J2-klase -20 grādu stingrība, vidēja-zema stiprība) un EN 10025-5 zemas temperatūras metināšanas loģiku līdzīgiem pret laikapstākļiem izturīgiem tēraudiem. Tālāk ir sniegts kodolīgs, uz pierādījumiem balstīts sadalījums.
Galvenais priekšnoteikums: pakāpes raksturs un zemas{0}}temperatūras krekinga mehānisms
Pirms pret{0}}plaisāšanas pasākumu formulēšanas ir svarīgi noskaidrot divus galvenos punktus attiecībā uz autentiskumu un racionalitāti:
Pakāpju secinājums: S335J2W tiek secināts kā vidēji-zemas stiprības laikapstākļiem izturīgs-tērauds (ražošanas stiprums 235-355 MPa) ar -20 grādu triecienizturību (pēc sufiksa "J2") un laikapstākļu izturību (pēc sufiksa "W"), kas atbilst standartam EN 10025-5 laikapstākļiem izturīgs tērauds.
Serdes plaisāšanas cēloņi zemā temperatūrā: Trīs galvenie faktori izraisa plaisāšanu: ① Strauji siltuma zudumi rada lielu atlikušo spriegumu metinātajās šuvēs; ② Ūdeņraža absorbcija metināšanas laikā (no mitruma, eļļas) izraisa ūdeņraža{0}}izraisītu plaisāšanu; ③ Zema temperatūra samazina metināšanas un karstuma ietekmētās zonas (HAZ) izturību, palielinot trauslu lūzumu risku.
1. Pirms-sagatavošana metināšanai: izveidojiet pamatu pret-plaisāšanai
Pirms-metināšanas pasākumi ir vērsti uz ūdeņraža ievades samazināšanu, temperatūras kontroli un materiālu savietojamības nodrošināšanu,-kas ir ļoti svarīgi, lai samazinātu plaisāšanas risku zemā temperatūrā:
Stingra virsmas tīrīšana: Noņemiet visus piesārņotājus (eļļu, rūsu, mitrumu, putekļus) no metināšanas vietas (lielāks vai vienāds ar 20 mm abās savienojuma pusēs), izmantojot stiepļu suku vai attaukošanas līdzekli. Mitrums un eļļa ir galvenie ūdeņraža avoti; jebkuras atliekas var ievērojami palielināt plaisāšanas risku.
Mērķtiecīga priekšsildīšana: uzsildiet parasto metālu līdz 80{1}}120 grādiem (kritiski zemas temperatūras metināšanai). Izmantojiet kontakttermometru, lai pārbaudītu vienmērīgu karsēšanu (izvairieties no lokālas pārkaršanas). Iepriekšēja uzsildīšana palēnina siltuma izkliedi, samazina atlikušo stresu un veicina ūdeņraža izvadīšanu. Videi, kas ir mazāka par vai vienāda ar -10 grādiem, paaugstiniet priekšsildīšanas temperatūru līdz 120-150 grādiem.
Laikapstākļiem{0}}izturīgu izejmateriālu izvēle: izvēlieties zemu-ūdeņraža, laikapstākļu-izturīgus palīgmateriālus, kas atbilst S335J2W īpašībām: MIG/GTAW izmanto ER70S-GNiCu vadu (AWS A5.18), SMAW izmanto E7018-G elektrodus (AWS A5.5). Pirms lietošanas žāvējiet E7018-G 300-350 grādu temperatūrā 1 stundu, lai noņemtu mitrumu; metināšanas laikā uzglabāt sausā veidā.
2. Metināšanas procesa kontrole: samaziniet stresu un ūdeņraža aizturi
Procesa kontrole- koncentrējas uz stabilu siltuma ievadi un sprieguma sadalījumu, izvairoties no apstākļiem, kas izraisa plaisāšanu:
Stabila siltuma padeve: Use medium heat input (1.2-1.8kJ/mm) to ensure full fusion without excessive grain coarsening (which reduces toughness). Avoid high-speed, low-heat welding-insufficient fusion increases stress concentration. For thick-gauge S335J2W (>15 mm), izmantojiet daudzkārtu metināšanu ar maza izmēra lodītēm.
Optimizējiet metināšanas secību: izmantojiet simetrisku metināšanas secību (piemēram, alternatīvu metināšanu abās savienojuma pusēs), lai līdzsvarotu atlikušo spriegumu. Izvairieties no metināšanas no viena gala līdz otram, kas uzkrāj vienvirziena spriegumu. Vispirms dodiet priekšroku metināšanas stingrības stiprinājumiem vai augsta-sprieguma zonām, lai pakāpeniski atbrīvotu stresu.
Izvairieties no metināšanas lielā aukstumā: Ja apkārtējās vides temperatūra ir mazāka par -20 grādiem vai vienāda ar to, pārtrauciet metināšanu vai izmantojiet īslaicīgu sildīšanas telti, lai uzturētu darba vidi temperatūrā, kas ir lielāka vai vienāda ar 0 grādiem. Liels aukstums paātrina siltuma zudumus un samazina materiāla elastību, padarot plaisāšanu neizbēgamu pat ar priekšsildīšanu.
3. Pēc-metināšanas: novērsiet stresu un veiciniet ūdeņraža aizplūšanu
Pēc-metināšanas pasākumi ir ļoti svarīgi, lai novērstu atlikušo spriegumu un ūdeņradi, novērstu aizkavētu plaisāšanu (kas bieži rodas stundas vai dienas pēc metināšanas):
Lēna dzesēšana un izolācija: Pēc metināšanas nekavējoties aptiniet metināto savienojumu un HAZ ar siltumizolācijas segām, lai tās lēni atdziest (zem izolācijas ir gaisa dzesēšana). Izvairieties no straujas atdzišanas (piemēram, no auksta vēja, lietus/sniega iedarbības), kas palielina atlikušo spriegumu un aiztur ūdeņradi.
Termiskā apstrāde ar ūdeņradi (biezām plāksnēm): S335J2W, kas ir lielākas par 15 mm vai vienāds ar 15 mm biezām vai -augstas slodzes sastāvdaļām (piemēram, nesošiem kronšteiniem), veiciet pēc-metināšanas termisko apstrādi (PWHT) 550–600 grādu temperatūrā 1–2 stundas (atkarībā no biezuma), pēc tam lēni atdzesējiet. Tas efektīvi noņem 80%+ ūdeņraža atlikuma un samazina stresu.
Pēc-metināšanas pārbaudes: Veiciet vizuālu pārbaudi un magnētisko daļiņu testu (MPT) 24 stundas pēc metināšanas (lai noteiktu aizkavētu auksto plaisāšanu). Ja tiek konstatētas plaisas, pilnībā noslīpējiet tās un veiciet atkārtotu-metināšanu, ievērojot tos pašus pret-plaisāšanu.
Kritiski pret{0}}krekinga "nedrīkst"
Neizmantojiet standarta oglekļa tērauda palīgmateriālus (piem., ER70S-6, E6013) — tiem nav zemu-ūdeņraža un laikapstākļu noturīgu īpašību, kas palielina plaisāšanas risku un apdraud šuvju izturību pret koroziju.
Neizlaidiet priekšsildīšanu un neizmantojiet nepietiekamu priekšsildīšanas temperatūru — tas ir visizplatītākais S335J2W zemas-temperatūras plaisāšanas cēlonis.
Nemetiniet mitros vai sniega apstākļos – mitrums no apkārtējās vides iekļūst metināšanas baseinā, kļūstot par galveno ūdeņraža avotu.
Rezumējot, lai izvairītos no S335J2W metināšanas plaisāšanas zemas-temperatūras vidēs, tiek izmantota trīs-pakāpju stratēģija "pirms-metināšanas šuves tīrīšana/priekšsildīšana +-procesa stabila siltuma ievade + pēc-metināšanas lēna dzesēšana/termiskā apstrāde". Šie mērījumi ir atvasināti no EN 10025-5 zemas temperatūras metināšanas loģikas laikapstākļiem izturīgiem tēraudiem. Lai nodrošinātu uzticamību, pārbaudiet S335J2W faktiskās mehāniskās īpašības ar piegādātājiem (izmantojot materiālu datu lapu) un attiecīgi pielāgojiet priekšsildīšanas/pēcsildīšanas temperatūru.
