Làm thế nào có thể đánh giá chất lượng mối hàn thép Q275 dựa trên nhiệt độ giữa các lớp trong quá trình hàn?

Nhiệt độ giữa các đường hàn là một thông số quá trình quan trọng trong quá trình hàn nhiều đường hàn, nhiều đường hàn của thép Q275 (tham khảo nhiệt độ dư của đường hàn trước đó trước đường hàn tiếp theo). Giá trị của nó ảnh hưởng trực tiếp đến cấu trúc vi mô, trạng thái ứng suất và xu hướng khuyết tật của mối hàn và vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ). Bằng cách theo dõi độ lệch của nhiệt độ giữa các đường hàn so với phạm vi thích hợp, có thể thực hiện đánh giá sơ bộ về rủi ro chất lượng mối hàn. Logic và cơ sở phán đoán cụ thể như sau:
1. Xác định khoảng nhiệt độ thích hợp cho thép Q275
Q275 là loại thép-có hàm lượng carbon thấp (hàm lượng carbon khoảng 0,18%-0,28%) với độ bền cao hơn một chút so với Q235 và có xu hướng đông cứng vừa phải. Nhiệt độ giữa các lớp phải được điều chỉnh dựa trên độ dày tấm, phương pháp hàn và nhiệt độ môi trường. Mục tiêu chính là tránh hiện tượng nứt do nguội do nguội nhanh và ngăn chặn hạt bị thô do quá nhiệt. Đối với các tấm mỏng (độ dày nhỏ hơn hoặc bằng 10 mm): nhiệt độ giữa các lớp được khuyến nghị kiểm soát trong khoảng 150-250 độ.
Đối với các tấm dày (độ dày > 10 mm) hoặc các kết cấu có độ cứng cao: nên kiểm soát nhiệt độ giữa các lớp trong khoảng 200-300 độ (cần gia nhiệt trước để tránh làm mát quá mức trong một lần).
Khi hàn trong môi trường có nhiệt độ-thấp (<0°C): the interpass temperature should be increased to 250-350°C (to compensate for excessive heat dissipation from the environment).
II. Đánh giá chất lượng khi nhiệt độ giữa các đường quá thấp (Dưới giới hạn dưới của phạm vi hợp lý)
Nhiệt độ giữa các đường hàn quá thấp cho thấy đường hàn trước đó nguội quá nhanh, dẫn đến việc "ủi" vùng bị ảnh hưởng nhiệt-và kim loại hàn không đủ. Điều này có thể dễ dàng dẫn đến các vấn đề chất lượng sau đây, có thể được xác định bằng cách kết hợp các bản ghi nhiệt độ với các đặc điểm lỗi:
1. Tăng nguy cơ nứt lạnh
Nguyên tắc: Ở nhiệt độ thấp, vùng ảnh hưởng nhiệt-của đường hàn trước có xu hướng hình thành cấu trúc cứng (chẳng hạn như martensite). Hơn nữa, hydro trong mối hàn (từ lớp phủ điện cực hoặc dầu kim loại cơ bản) khó khuếch tán ra ngoài, dẫn đến các vết nứt do hydro-gây ra tại các điểm tập trung ứng suất. Căn cứ xét xử:
Hồ sơ nhiệt độ cho thấy nhiệt độ giữa các lớp luôn ở mức dưới 150 độ (đối với tấm mỏng) hoặc 200 độ (đối với tấm dày);
Các vết nứt ngang hoặc dọc nhỏ có thể xuất hiện trên bề mặt mối hàn hoặc gần mối hàn (chủ yếu là vết nứt nguội, có thể phát triển trong vòng vài giờ sau khi hàn);
Thử nghiệm không phá hủy (chẳng hạn như UT và MT) có thể phát hiện các khuyết tật tuyến tính gần vùng{0}}bị ảnh hưởng nhiệt.
2. Độ bền của mối hàn giảm và-Vùng bị ảnh hưởng nhiệt
Nguyên tắc: Làm nguội nhanh dẫn đến việc tinh chỉnh cấu trúc vi mô không đủ trong kim loại mối hàn và vùng chịu ảnh hưởng nhiệt,{0}}làm thô các tấm ngọc trai và độ bền va đập (ví dụ: AKV) có thể giảm xuống dưới yêu cầu thiết kế (thường Lớn hơn hoặc bằng 27J đối với mối hàn Q275).
Căn cứ xét xử:
Nhiệt độ giữa các đường hàn luôn ở dưới phạm vi có thể chấp nhận được và-quá trình ủ sau mối hàn không được thực hiện;
Thử nghiệm tính chất cơ học cho thấy năng lượng va chạm giảm đáng kể (ví dụ:<20J), indicating brittle fracture. III. Quality Assessment When the Interpass Temperature is Excessively High (Exceeding the Upper Limit of the Reasonable Range)
Nhiệt độ giữa các đường hàn quá cao có thể khiến khu vực hàn duy trì ở nhiệt độ cao trong thời gian dài, dẫn đến quá nhiệt. Các khiếm khuyết về chất lượng có thể được xác định bằng các đặc điểm sau:
1. Tăng nguy cơ nứt nhiệt (Nứt kết tinh)
Nguyên tắc: Ở nhiệt độ cao, các hạt kim loại mối hàn phát triển quá mức và các tạp chất có điểm nóng chảy thấp (chẳng hạn như lưu huỳnh và phốt pho) phân tách ở các ranh giới hạt, tạo thành một "màng lỏng". Dưới tác dụng của ứng suất hàn, các vết nứt phát triển dọc theo ranh giới thớ (các vết nứt nhiệt thường xảy ra ở tâm mối hàn hoặc gần đường nóng chảy).
Căn cứ xét xử:
Bản ghi nhiệt độ cho thấy nhiệt độ giữa các đường vượt quá 300 độ (đối với tấm dày) hoặc 350 độ (đối với môi trường có nhiệt độ-thấp);
Các vết nứt dọc có thể xuất hiện dọc theo chiều dài bề mặt mối hàn (các vết nứt nhiệt thường xuất hiện trên bề mặt và xuất hiện ngay sau khi hàn);
Kiểm tra bằng kính hiển vi cho thấy các dấu hiệu của kim loại mối hàn bị "cháy quá mức" (chẳng hạn như quá trình oxy hóa bề mặt nghiêm trọng và có màu hơi xanh). 2. Độ bền và độ dẻo dai của mối hàn suy giảm cũng như vùng bị ảnh hưởng nhiệt-
Nguyên tắc: Quá nhiệt làm cho các hạt austenit trong kim loại mối hàn trở nên thô hơn và vùng ảnh hưởng nhiệt-(kích thước hạt có thể giảm từ cấp 8 xuống dưới cấp 4). Sau khi làm mát, ngọc trai thô và ferit hình thành, dẫn đến độ bền giảm 5% -10% (chẳng hạn như độ bền kéo) và độ dẻo dai giảm đáng kể.
Căn cứ xét xử:
Sustained excessive interpass temperature (e.g., >300 độ) và đầu vào nhiệt hàn cao (dòng điện cao, tốc độ chậm);
Các thử nghiệm đặc tính cơ học cho thấy độ bền kéo dưới tiêu chuẩn vật liệu gốc (độ bền kéo tiêu chuẩn Q275 410-540 MPa) và năng lượng va đập có thể giảm xuống dưới 20 J;
Metallographic analysis reveals coarse grains in the weld (>50 μm) và sự hiện diện của "vùng hạt thô" trong vùng bị ảnh hưởng nhiệt.
3. Tăng độ biến dạng hàn
Nguyên tắc: Nhiệt độ cao làm tăng độ dẻo của vật liệu. Nhiệt độ giữa các lớp quá cao dẫn đến sự giãn nở nhiệt quá mức trong khu vực mối hàn, dẫn đến sự co lại không đều sau khi làm mát, dẫn đến biến dạng góc hoặc uốn lớn hơn. Căn cứ xét xử:
Nhiệt độ giữa các đường vượt quá phạm vi chấp nhận được và độ cứng kết cấu thấp (ví dụ: mối nối tấm mỏng);
Độ lệch kích thước hình học sau mối hàn vượt quá tiêu chuẩn (ví dụ: biến dạng góc > 3 độ /m), cần phải hiệu chỉnh để đáp ứng tiêu chuẩn.
IV. Đánh giá chất lượng khi nhiệt độ giữa các đường nằm trong phạm vi chấp nhận được
Nếu nhiệt độ giữa các lớp được kiểm soát ổn định trong phạm vi khuyến nghị (150-350 độ, được điều chỉnh dựa trên độ dày tấm và điều kiện môi trường xung quanh), điều này thường chỉ ra rằng trong quá trình hàn:
Tốc độ làm nguội vừa phải, độ cứng của vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) thấp (chủ yếu là ngọc trai + ferit, không có martensite đáng kể) và nguy cơ nứt nguội thấp;
Các hạt kim loại hàn không phát triển quá mức, sự phân tách tạp chất không đáng kể và nguy cơ nứt nóng thấp;
Khuếch tán hydro là đủ (khi nhiệt độ giữa các lớp lớn hơn hoặc bằng 150 độ, hệ số khuếch tán hydro tăng đáng kể) và khả năng xảy ra nứt nẻ chậm là thấp.
Tại thời điểm này, chất lượng mối hàn có thể được đánh giá sơ bộ là có thể chấp nhận được, nhưng việc xác minh cuối cùng vẫn yêu cầu kiểm tra trực quan kết hợp (không có độ xốp hoặc thiếu sự kết dính) và thử nghiệm không phá hủy.