Sveising er en prosessteknologi som oppnår atombinding mellom overflatene til to eller flere separate arbeidsstykker ved oppvarming, trykkpåføring eller en kombinasjon av begge, supplert med fyllmaterialer. Som en nøkkelkomponent i tunge anleggsmaskiner er kvaliteten på sveisebommer direkte relatert til sikkerhetsytelsen til hele maskinen. I motsetning til mekaniske forbindelser danner sveising en metallurgisk binding, hvis kjernebetingelser inkluderer energiforhold, miljøforhold og bindingsforhold. I henhold til energikilden kan sveising deles inn i tre kategorier: fusjonssveising, trykksveising og lodding. Blant dem er fusjonssveising den mest brukte iproduksjon av sveisebom, som står for mer enn 90 % av industrielle applikasjoner.
I. Sveisemetallurgiprinsipper og materialvalg for sveisebom
Sveisemetallurgi er en nøkkelteori som studerer lovene for dannelse av smeltet basseng, størkning, fasetransformasjon og endringer i kjemisk sammensetning under sveiseprosessen, og spiller en avgjørende rolle i ytelsen til sveisebommer. Det smeltede bassenget av sveisebommer er preget av lite volum, høy temperatur, kort levetid og rask kjølehastighet, noe som fører til en rask krystalliseringsprosess. Størkningen av sveisemetall er basert på de usmeltede basismetallkornene i smeltesonen og vokser langs varmespredningsretningen, og danner forskjellige krystalliseringsmorfologier fra plane korn til søylekorn. Den varme-påvirkede sonen (HAZ) er området av basismetallet som er påvirket av sveisevarme, men ikke smeltet. Dens mikrostrukturelle endringer bestemmes i fellesskap av oppvarmingstemperaturen og kjølehastigheten, noe som resulterer i forskjellige regioner som fusjonssonen, overopphetet sone og normaliseringssone.
Sveisebommer er for det meste laget av lav-legert høy-stål, for eksempel BS700MCK2 høy-plate, som har en flytegrense på større enn eller lik 700 MPa og utmerket sveisbarhet, kaldformbarhet og støtstyrke ved lav-temperatur. Denne typen materiale er et lav-karbon lavt-legert strukturstål, som oppnår utmerket sveiseytelse ved å redusere karbonekvivalenten og sveisesprekkefølsomhetsindeksen. Under sveiseprosessen avsveisebommer, forekommer en serie kjemiske reaksjoner som oksidasjon, reduksjon og nitridering mellom det smeltede bassengmetallet og det omgivende mediet. Det er nødvendig å sikre en rimelig kjemisk sammensetning av sveisen og unngå defekter gjennom passende sveisetilsetningsmaterialer og prosesskontroll.
II. Påvirkningsloven for termisk sveiseprosess på kvaliteten på sveisebom
Den termiske sveiseprosessen er kilden til sveisemetallurgiske reaksjoner, mikrostrukturelle transformasjoner og spenningsdeformasjon. En-dybdestudie av lovene for varmegenerering, overføring og spredning er avgjørende for å forbedre kvaliteten på sveisebommer. Ulike sveisemetoder har betydelige forskjeller i varmekildeegenskaper: skjermet metallbuesveising har relativt lav energitetthet, spredt varme og en stor varmepåvirket sone; mens lasersveising og plasmabuesveising har konsentrert energi og en liten{4}}varmepåvirket sone.
Sveisevarmetilførsel refererer til varmen som oppnås per lengdeenhet av sveisen, beregnet med formelen E=60IU/(vη), der I er sveisestrømmen, U er sveisespenningen, v er sveisehastigheten og η er den termiske effektiviteten. Under sveiseprosessen til sveisebommer vil overdreven varmetilførsel øke topptemperaturen, senke kjølehastigheten, utvide den varme-berørte sonen og grovere kornene, og dermed redusere seigheten; utilstrekkelig varmetilførsel vil akselerere kjølehastigheten, noe som lett fører til dannelse av herdede strukturer og kalde sprekker.
I produksjonen avsveising booms, er det nødvendig å kontrollere interpass-temperaturen nøyaktig og ta i bruk passende for- og etteroppvarmingsprosesser. For tykke stålplater må forvarming utføres for å kompensere for økt varmetapshastighet og forhindre kalde sprekker. Sveisemiljøet trenger også streng kontroll, inkludert krav som belysningsintensitet i arbeidsområdet, vindhastighet under 2m/s, og fuktighet under 60%.
III. Strategier for kontroll av sveisefeil og ytelsesgaranti for sveisebom
Sveisefeil er i hovedsak manifestasjoner av-u-kontrollerte metallurgiske prosesser eller ubalanserte termiske prosesser. Vanlige defekter ved sveisebommer inkluderer porøsitet, slagginneslutning, sprekker og underskjæring. Porøsitet er hull som dannes når oppløste gasser i det smeltede bassenget ikke klarer å unnslippe under avkjøling og størkning, mens slagginklusjon stammer fra oksider og sulfider generert av metallurgiske reaksjoner som ikke klarer å flyte til overflaten av smeltebassenget i tide.
Sprekker er delt inn i to kategorier: varme sprekker og kalde sprekker. Varme sprekker er forårsaket av dannelse av flytende filmer på grunn av anrikning av lav-smeltepunkt-elementer ved korngrenser og sprekker under sveisespenning; kalde sprekker genereres på grunn av dannelsen av herdede strukturer forårsaket av overdreven kjølehastighet og akkumulering av diffuserbart hydrogen. For å sikre ytelsessikkerheten tilsveisebommer, er det nødvendig å systematisk evaluere de mekaniske egenskapene til leddene, inkludert styrke, seighet, plastisitet og hardhet.
En sveiset skjøt består av tre deler: sveisemetall, smeltesone og varme-påvirket sone, og dens generelle ytelse er en omfattende refleksjon av de tre. Fusjonssonen er det svake leddet i skjøten, som er utsatt for å bli et sprekkinitieringssted på grunn av ujevn struktur og grove korn. Ved å ta i bruk rimelige sveisesekvenser og prosessparametere, for eksempel den optimaliserte prosessen med å bruke fem-seksjons baktrinnssveising for rotsveising og to-sentral symmetrisveising for dekksveising, kan gjenværende sveising og deformasjon reduseres effektivt. Med teknologisk fremgang vil produksjonseffektiviteten og produktkvalitetsstabiliteten til sveisebommer bli betydelig forbedret.
