87 (93)

5.4. PĘKANIE ZŁĄCZY SPAWANYCH 87

i rzadko spoina (rys. 5.9). Pęknięcia zimne tworzą się bezpośrednio po spawaniu, wtedy, kiedy zaczyna się przemiana martenzytyczna, a proces ten może przedłużyć się do ok. 40 h po spawaniu; z tego powodu są one nazywane zwłocznymi lub opóźnionymi. Charakterystyczną cechą tego rodzaju pęknięć jest ich przebieg przez ziarna. Jako mikropęknięcia mogą obejmować zaledwie kilka ziaren, mimo to są niebezpieczne, ponieważ mogą łączyć się podczas eksploatacji konstrukcji w dłuższe pęknięcia i być zaczątkiem pęknięć kruchych i/lub zmęczeniowych. Jako ma-kropęknięcia osiągają rozmiar nawet kilkudziesięciu milimetrów.

b)

tysunak 5.8. Pgknigcia zimne: a) typowa miejsca ich występowania, b) pęknięcia zimna w SWC spoiny pachwinowej zainicjowane w miejscach występowania ostrych karbów geometrycznych

Pęknięcia zimne występują zwykle przy jednoczesnym działaniu trzech czynników wtedy, kiedy:

—    stal jest skłonna do hartowania (powstania martenzytytu, bainitu) pod wpływem spawania,

—    w obszarze kruchej struktury występują naprężenia własne rozciągające,

—    w złączu występuje wodór (dlatego pęknięcia te są nazywane również wodorowymi).

Ryzyko pękania zimnego w stalach niestopowych wzrasta wówczas, gdy mają one zwiększoną zawartość węgla, praktycznie powyżej 0,2%. Stale C-Mn są bardziej skłonne do pękania, gdyż mangan także podnosi hartowność. Stale drobnoziarniste, obrabiane cieplno-mechanicznie lub cieplnie są pod tym względem lepsze, gdyż ich wysokiej wytrzymałości nie uzyskuje się tylko przez zwiększenie ilości składników wpływających na hartowność, lecz również przez odpowiednią obróbkę. Na wzrost hartowności stali spawalnych wpływa duża szybkość chłodzenia (czyli krótki czas przebywania w zakresie temperatur 800*500°C), zwiększona grubość elementów spawanych i niska energia liniowa spawania.

Roli naprężeń w pękaniu zimnym nie sposób przecenić. Sama tylko przemiana martenzytyczna charakteryzuje się występowaniem znacznych naprężeń strukturalnych, które przy obecności kruchej struktury mogą doprowadzić do pęknięć. Oprócz naprężeń strukturalnych praktycznie w każdym złączu występują naprężenia własne spawalnicze rozciągające o wartości osiągającej granicę plastyczności materiału.

Wodór ma ważny i destrukcyjny wpływ na powstawanie pęknięć bezpośrednio po spawaniu i w okresie ich rozwoju (patrz p. 4.5). Do SWC dyfunduje on ze