IMG63

Z dotychczasowych badań wiadomo, że w stalach niskostopowych występują trzy typy pęknięć powstających w czasie obróbki cieplnej połączeń spawanych. Są to:

1)    pęknięcia powstające w niskich temperaturach (20(H300°C), tzn. w czasie nagrzewania do temperatury wyżarzania (pęknięcia niskotemperaturowe),

2)    pęknięcia, które pojawiają się w zakresie temperatur wyżarzania poniżej A_t (pęknięcia wysokotemperaturowe),

3)    pęknięcia „podplaterowe”, które pojawiają się w formie mikropęknięć w SWC przy platerowaniu stali niskostopowych taśmową elektrodą austenityczną.

Wszystkie trzy typy pęknięć w pewnym stopniu pogarszają właściwości użytkowe połączenia spawanego, a nawet dyskwalifikują całą konstrukcję. Największe jednak są pęknięcia pierwszego typu.

7.9.1. Pęknięcia niskotemperaturowe

Pęknięcia wyżarzeniowe (relaksacyjne) w niskotemperaturowym zakresie (200300°C) powstają wtedy, kiedy dochodzi do bardzo szybkiego nagrzewania elementu. Znaczne różnice temperatur między powierzchnią i środkiem spawanego elementu wywołują naprężenia termiczne, które współdziałając z naprężeniami strukturalnymi (rozpad przesyconych struktur SWC), prowadzą do powstania pęknięć. Naprężenia termiczne mają większy wpływ na tę część SWC (obszar gruboziarnisty), która przy spawaniu była już częściowo „osłabiona”. Jeżeli w obszarze złącza spawanego powstały zarodki pęknięć gorących, tj. lokalne uszkodzenia pierwotnych granic ziaren, lub nastąpiło obniżenie ich kohezyjnej wytrzymałości, defekty te mogą w pełni rozprzestrzenić się w czasie nagrzewania do temperatury wyżarzania. To samo dotyczy również drobnych mikropęknięć wodorowych, które po spawaniu nie są wykrywalne podczas defektoskopowej kontroli, które natomiast można wykryć po wyżarzeniu. Aby wyeliminować pękanie w niskotemperaturowym zakresie, należy nagrzewać elementy spawane z bardzo małą szybkością, szczególnie w początkowym okresie, tj. do około 300°C. Szybkość nagrzewania wielkogabarytowych spawanych korpusów lub elementów o skomplikowanych kształtach powinna wynosić 15-^30^oC/godz.

Innym rozwiązaniem jest stosowanie obróbki cieplnej międzyoperacyjnej. Polega ona na tym, że spawanego elementu po zakończeniu spawania nie zostawia się do ostygnięcia, ale trzyma w temperaturze 15CH-300°C, z której następuje dalsze nagrzewanie do wyżarzania we właściwej temperaturze. Jednak niektóre gatunki stali stopowych po spawaniu muszą być chłodzone do temperatury poniżej 100°C (poniżej temperatury Mj), aby zaszła przemiana martenzytyczna. Zagadnienie to będzie omówione w rozdziale 8. Należy jednak podkreślić, że najlepszym rozwiązaniem problemu jest unikanie lokalnego metalurgicznego uszkodzenia strefy wpływu ciepła w postaci pęknięć gorących lub zimnych. Również drobne lokalne koncentratory naprężeń (podtopienia, przyklejenia) mają szkodliwy wpływ. Dlatego należy zwracać uwagę na powierzchniową kosmetykę spoin i różne geometryczne czynniki (promienie zaokrągleń) konstrukcji.

373