بهینه سازی وجوشکاری فولاد 4130

فصل اول

مقدمه

با توجهبه توسعه کار برد فلزات با استحکام متوسط و عملیات حرارتی پذیر برای تهیه سازه های حساس در صنایع دفاعی و صنایع هوا ـ فضا، فولاد4130 AlSl جایگاه ویژه ای پیدا کرده است. این فولاد که در دسته فولادهای کم آلیاژ عملیات حرارت پذیر قارر داد، با انجام رژیم های مختلف عملیات حرارتی می تواند به استحکام کششی تا حدود 1400 MPa برسد.

استفاده از این فولاد در ساخت مخازن تحت فشار بخصوص برای مخازنی که در دمای بالا بکار برده می شوند از نیمه دوم قرن بیستم متداول گشته است. فولا 4130 AlSl بدلیل دارا بودن میزان کربن بیشتر نسبت به فولادهای ساده کربنی و همچنین داشتن عناصر آلیاژی نظیر کروم و مولیبدن، دارای فرآیند جوش پذیری پیچیده ای می باشد و جوشکاری ان نیازمند شرایط کنترل شده همراه با رژیم های پیش گرم و پس گرم کردن خاص می ابشد. کنترل میزان فسفر و گوگرد در ترکیب شیمیائی فلز جوش نیز اهمیت خاصی برخوردار است زیرا براساس تحقیقات بعمل آمده، گوگرد حساسیت در برابر ترک گرم و فسفر حساسیت در باربر ترک سرد را می افزایند. این فولاد توسط اغلب فرآیندهای جوشکاری از قبیل الکترود دستی، قوس الکتریکی تحت پوشش گاز محافظ، اشعه الکترونی، مقاومتی و پرتو لیزری قابل جوشکاری می باشد. یکی از روشهای مناسب برای جوشکاری این فولاد، روش جوشکاری قوس ت الکترود تنگستنی تحت پوشش گاز محافظ
(GTAW) می باشد. در این روش جوشکاری، انتخاب صحیح پارامترهای جوشکاری، انتخاب سیم جوش مناسب و استفاده از عملیات پیش گرم و پس گرم مناسب و در صورت امکان، مکانیزه کردن روش جوشکاری از اهمیت خاصی برخوردار می باشد.

فصل دوم

مرور بر مطالب

2ـ1ـ تاریخچه

با معرفی فولادهای با استحکام بالا در دهه 1950، اولین مخازن نگهداری گاز تحت فشار بالا در کشور انگلستان ساخته شد. در ابتدا برای ساخت این مخازن از فولاد آلیاژی با 25/0 درصد کربن و 5/1 درصد منگنز که قابلیت پذیرش عملیات حرارتی را داشته و استحکام تسلیم آن پس از انجام عملیات حرارتی به 850MPa می رسد، استفاده می شد. انجام تحقیقات گسترده ای در دهه 1960 بر روی فولادهای با استحکام بالا، سبب جایگزینی فولاد AlSl4130 با حدود 1 درصد کروم و 2/0 درصد مولیبدن بجای فولاد فوق الذکر گردید. شکل 2ـ1 نشانگر یک مخزن تحت فشار است که از آلیاژ 4130 AlSl ساخته شده و استحکام آن پس از انجام عملیات حرارتی به 1240MPaرسیده است. قسمت سیلندر شکل این مخزن از لوله ساخته شده کهقسمت کلاهکها پس از عملیات شکل دهی ورق به لوله جوش داده شده اند.

2ـ2ـ فولادهای کم آلیاژ

فولادهای کم آلیاز دارای مقدار کمی عناصر آلیاژی هستند و بر حسب استحکام، نوع عملیات حرارتی انجام شده بر روی آنها یا موارد مصرف و کاربرد به چهار گروه تقسیم می شوند:

گروه 1: فولادهای کم آلیاژی با استحکام بالا(HSLA): با نقطه تسلیم 310 – 480Mpa که به صورت نورد شده یا نرماله شده عرضه می شوند و مانند فولادهای ساختمانی جوشکاری می شوند.

گروه 2: فولادهای کم آلیاژ استحکام بالای کوئنچ و تمپر شد(Q.T) : با نقطه تسلیم 380 – 480 و با چقرمگی بسیار خوب حتی در دماهای پائین و زیر صفر. معمولاً پس از جوشکاری، عملیات حرارتی بر روی آنها انجام نمی گیرد و ندرتاً آنها را تحت عملیات تنش زدایی قرار می دهند.

گروه 3: فولادهای کم آلیاژعملیات حرارتی پذیر( HTLA) : پس از جوشکاری، نیاز به عملیات حرارتی کوئنچ و تمپر دارند. چقرمگی آنها بخوبی گروه 2 نیست ولی استحکام بالاتری دارند.

گروه 4: فولاد های کم آلیاژ کروم ـ مولیبدن دار: کاربرد مهم آنها در صنعت نفت و نیروگاههای برق با درجه حرارت کار بالا حدود می باشد.

2ـ3ـ فولادهای کم آلیاژ عملیات حرارتی پذیر

این گروه فولادها دارای 25/0 درصد الی 45/0 درصد کربن بوده و دیگر اجزاء آلیاژی آنها شامل : نیکل، کروم ، مولیبدن و وانادیم می باشد که برای بدست آوردن مقاومت به ضربه بالاتر در دمای پائین یا عمق سختی بیشتر به هنگام عملیات حرارتی اضافه می شوند حد قابل قبول تسفر و گوگرد برای این فولادها حداکثر 4% درصد است.

فولادی با مشخصات فوق ، و استاندارد 3AE , AISI با عدد 4130، در استاندارد DIN آسمان با عدد 7218/1 و با نشانه 25Crmo4 مشخص شده است.

از این دیاگرام چنین بر می آید که برای حصول یک ساختار کاملاً مارتنزیتی می بایست نمونه در کمتر از یک ثانیه از دماغه منحنی IT رد شود و چنانچه این کار در حدود 10 ثانیه به طول انجامد، حدود 50 درصد ساختار به پرلیت تبدیل می شود و تنها 50 درصد مابقی می توان به مارتنزیت تبدیل گردد.

برای حصول یک ایزی مثار کاملاً مارتنزیتی در این نول و احتیاج به یک سرعت سرد شدن بالای از دمای 750 وارد همچنین برای رسیدن به یک ریزساختار 50 درصدمارتنزیت ، سرعت سدر شدن مورد نیاز باید حداقل از 750 باشد.

2ـ 4ـ2ـ عناصر آلیازی ناخالص : به مقادیر معین فولاد اضافه می شوند.

عناصر ناخالص معمولاً باعث نزول حفر کلی بوسیله صدایش در ؟؟؟؟؟ دانه ها یا ایجاد ناخالصی های غیر فلزی می گردند [20].

در کل عناصر آلیاژ ساز به طرق زیر تریک می شوند [29].

1ـ با مزیت یک محلول جامد تشکیل می دهند.

2ـ باکربن ترکیب شده و تشکیل کاربید می دهند

3ـ بوسیله تشکیل اکسیدها، فولاد به اکسیژن زدائی می کنند.

4ـ بصورت ترکیب نشده در فولاد باقی می باشند.

تمام عناصر آلیاژی به جز کربن، نیتروژن ، ؟؟؟؟ و اکسیژن با آهن تشکیل محلولهای جامد جانشین می دهند عناصر کار بیدز امانند MO, CR, MN در فولاد تشکیل کاربیدهای پاید از می دهند.

کربن: درصد کربن فولاد تعیین کننده سختی و استحکام است با افزایش کربن درصد سختی پذیری، سختی و استحکام افزایشیافته و قابلیت جوشکاری ؟؟؟؟؟؟ می یابد و بیشترین خطر جدایش در هنگام انجامد به کربن است.

ضنگر: یکی از اساسی ترین عناصر فولاد آلیاژی می باشد ـ نقش موثر ضنگر از بین برد ؟؟؟؟؟ حفر گوگرد است و مخالفت شکنندگی حاصل از گوگرد عمل می کند و یک احیاء کننده انرژی زا است منگنز استحکام و سختی وقابلیت سختی پذیر را افزایش می دهد( اما به مقدار کمتر از آنچه کربن انجام می دهد).

کروم: کروم عمومآً به خاطر افزایش مقاومت به خوردگی و ؟؟؟؟؟؟ افزایش سختی پذیری ، استحکام در دمای بالا، مقاومت به سایش، به فولاد اضافه می شود.

کروم موجب تسریع عمل کربوریزی کردن می شود کاربید کمپلکس ؟؟؟؟ و کروم در آستیت حل می شودف لذا به هنگام عملیات حرارتی زمان کفای برای این کار بای درد نظر گرفت کروم یک عنصر سخت کننده ( جهت بهبود سختی پذیری در ؟؟؟؟؟؟ سردشد در معرض هوا) و همچنین به همراه مولیبدن نیز برای افزایشاستحکام دمای بالا افزوده می شود.

مولیبدن : اغلب همراه با عناصر آلیاژی کروم،منگنز، نیکل و وانادیم در فولاد استفاده می شود . این عنصر در فولادهای ساختمانی در حدود 1/0 تا 1 درصد افزوده می گردد . مولیبدن حل شده در استنیت به شدت سرعت بحرانی را کاهش داده، سختی پذیری را زیاد می کند. همچنین باعث ایجاد سختی ثانویه در فولاد به هنگام برگشت می شود. این عنصر استعداد تشکیل کربور قوی دارد که مانع از رشد دانه ای در درجه حرارتهای سخت کاری می شود. فولادهای مولیبدن دار مخصوصاً برای مقاومت کششی و خزشی زیاد در درجه حرارتهای بالا کاربرد و سیمی دارند و مقاومت سخر انا بالا است. فولاد مولیبدن دارای که در اثر آب دادن سخت شده بسیار ریز دانه بوده و معمولاً در همه سطوح آن ، سختی یکنواخت است. مولیبدن افزوده شده به فولاد حساسیت آن را در مقابل تردی ناشی از برگشت کاهش می دهد . حلالیت مولیبدن در اهن V ، 3% (8% تا 3% کربن) و در آهن ، 5/37% ( با کاهش دما کم می شود) است.

سلیله : سلیه به عنان یک عنصر اکسیژن زدا ( اعیاد کننده) در فولاد سازی بکار می رود بنابراین در فولاد های نا آرام( Rimmed ) مقادر ان ممکن است بسیار کم باشد. اما در فولاد های آرام(killed) می تواند تا مقادیر زیادی حتی تا 6/0 درصد برسد. سلیه به عنان یک سخت کننده فولاد، کربن و آلیاژی بکار می رود ؟؟؟؟؟؟ اثر کمتری نسبت به منگنز در افزایش استحکام حرکتی فولاد دارد و این عنصر حاجت کمی به جدایش دارد.

اثر مهم؟؟؟؟؟ در فولاد باید به دقت حدود توجه قرار گیرد:

1) Si درجه حرارت بحرانی بالایی دارد.

2) Si استعداد گرافیه شدن و کربن گیری (Decarburitatboh) را زیاد می کند .

3) وقتی si یا Ni و w , cr ترکیب می شود، مقاومت به اکسید ؟؟؟؟؟ در درجه حرارت بالا را افزایش می دهد در حالت آنیل شده، si در مزیت حل می شود.

سخت کردن: در سخت کردن ، حرارت دادن تا دمای حدود 845 تا 870 و نگهداشتن در این دما و سپس کوئنچ در اب و یا حرارت دادن تا دمای 860 تا 885 و نگهداشتن در این دما و سپس کوئنچ در روغن صورت می گیرد. زمان نگهداری در این دما به ضخامت قطعه بستگی داشته و حدود 15 تا 20 دقیقه برای هر 25mm حداکثر ضخامت قطعه می باشد.

*تمپر کردن: عمل تپر کردن اصولاً 5/0 تا 2 ساعت نگهداشتن در دماهای بین 200 تا 700 ؟؟؟؟؟؟ سرد کردن در هوا یا آب می باشد. با انجام عملیات ؟؟؟؟؟؟ سخت، شکننده تبدیل به ماد مزیت تمپر شده با سختی پایین تر ولیچقرمگی بالاتر می شود. استحکام چومگی مورد نیاز، دما و اطاق عملیات تمپر را مشخص می کند.

*تنش زدایی: بعد از تامپ گیری، فورج و ماشین کاری ، تنش زدایی در دمای 675 ـ650 قبل از سخت کردن انجام می شود.

پیش گرم کردن قطعه کار اما سرعت سرمایش جوش را کاهش داده و از تغییرحالت آتسنیت مناطق جوش HA3 به مار تقویت سریع سرد شده جلوگیری نموده و ریزساختار ، حامیت کمتر به ترکیدگی مفید و ژنی بوجود آورد و حداقل دمای پیش گرم مورد نیاز برای اجتناب از ترک سرد به متد دو کربن و سایر عناصر آلیاژی فولاد، متدار هیدروژن حل شده در جوش میزان مهار اتصال بستگی دارد.

برای فولاد ALSI4340 معمولاً از دمای پیش گرم 315 استفاده کرده و پس از پایان جوشکاری به مدت یک ساعت در همین دما نگهداری می شود. این عمل باعث تغییر حالت آستنیت مناطق جوش و HAZ به بینیت می شود که از انعطاف پذیری بهتری برخوردار است و همچنین باعث خروج هیدرون از مقاطع نازک می شود. کربن و سایر عناصر آلیاژی این فولاد باعث افزایش محدوده دمایی انجام آن شده و احتمال ایجاد ترک گرم در مناطق جوش و HAZ را می افزایند. با افزایش محدوده دمایی انجماد، مقدار جدایش ناخالصی های با نقطه ذوب پایین افزایش یافته و مناطق با استحکام و انعطاف پذیری گرم کم بوجود می آیند.

این نوع ترکها عمومآً بصورت شکاف هایی در انتهای جوش و پاس ریشه جوشهای چند پاسی ایجاد می شوند. تحقیقات انجام شده برروی فولاد ALSL نشان می دهد که با کاهش مقدار فسفر به زیر مقدار 25/0 درصد وزنی می توان از ایجاد این نوع ترکیدگی جلوگیری کرد.

هر یک از فرآیندهای جوشکاری قوسی مرسوم نظیر قوس الکترود دستی(SMAW ) ، قوس زیر پودری SAW و جوش کارگاز محافظ با فلز(GMAW). الکترود تنگستنی با گاز حافظ (GTAW) برای جوشکاری این فولاد بخاطر عراقی استفاده، تجهیزات ساده و دسترسی اسان به الکترودهای مورد نیاز اغلب از فرایند الکترود دستی برای مونتاژ یا توصیه خوش فولادهای HTLA استفاده می شود. برای اتصال بدنه جوشکها و افرا هواپیماها که تحت تنشهای شدید کار می کنند و احتیاج به هترین خواص مکانیکی دارند فرآیندجوشکاری GTAW استفاده
می شود زیرا جوشهای این فرآیند کمترین مقدار هیدروژنی را تولید می کنند).

بنابراین با توجه به مطالب ذکر شده برای حصول فداس مکانیکی مناسب از قطعه جوشکاری شده می توان از روشهای GTAW و GMAW و پرتو الکترونی استفاده کرده بهرحال در این تحقیق با توجه به تجهیزات و وجود و امکان مکانیزه کردن روش جوشکاری از فرآیند GTAW برای جوشکاری نمونه ها استفاده می شود.

فلز جوش HAT , HCUT Affected tohe weld metal

همانطور که در شکل 2ـ5 ملاحظه می شود دو ناحیه مختلف در محل اتصال فلز ایجاد می شود که خصوصیات فیزیکی و مکانیکی و شیمیایی آنها به فلز پایه کاملاً متفاوت است این دو ناحیه فلز جوش و ناحیه متا از حرارتHAS نام دارند.

2ـ6ـ مشخصه های انجماد جوش:

ناحیه فلز جوش: پس از ذوب ، انجماد در این ناحیه سریعآً انجام می وشد و پدیده جدایش عناصر الیازی و آخالها در حین انجماد رخ می دهد و ساختار ناهمگی بدست می آید و به ترکیدگی گروهها است.

بسته به نوع فرآیند مود استفاده چرخه مذاب توسط ـ سرباره، گاز خنثی و غیر محافظت می شود و در غیر اینصورت با اتمسفر در تماس بوده و گازهای به داخل آن شدن کرده و خواص مکانیکی آن ضعیف می کنند.

ریزساختارنهایی استفاده می شود ولی تفاوت های عده ای بین انجماد در ریخته گری و انجماد حوضچه جوش وجود دارد عبارتند از[11]

1ـ چندناخالصی در حوضچه جوش 2ـ نسبت کوچک حجم فلز جوش به حجم قالب

3ـ تشابه جنس فلز مذاب و قالب 4ـ شیب حرارتی زیاد در مذاب

بطور کلی خواص و رفتار فلز جوش تحت تأثیر عوامل زیر است.

1ـ نوع و فرآیند جوشکاری که مشخص کننده اندازه و شکل هندسی جوش می باشد.

2ـ ترکیب شیمیایی نهایی فلز جوش

3ـ ترکیب شیمیایی نهایی فلز جوش

4ـ اثر سیکل حرارتی جوش بر ساختار نهایی و تغییر حالتهای ان در حین سرد شدن.

اگرچه رسم دیاگرامهای CCT برای هر فولاد و سیکل حرارتی خاص امکان پذیر نیست ولی می توان با استفاده از آنهآ، اثر پارامترهای مختلف جوشکاری بر رفتار تغییر حالت فلز جوش را توصیف کرد.

2ـ6ـ5ـ ایجاد گرده جوش : ابعاد گرده جوش از طرفی باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا اتصالی به اتصال با استحکام مناسب بدست اید و از طرفی دیگر برای صرفه جویی در مواد مصرفی و کاهش هزینه های ماشینکاری نباید از حد بزرگ باشد. باتوجه شکل 2ـ10 ابعاد گرده جوش مناسب عبارتند از [ 23ـ27]

T: ضخامت a: ارتفاع گرده جوش d: عمق نفوذ w: پهنای منطقه جوش

2ـ7 ـ منطقه متأثر از حرارت( H A t)

زماینکه قسمتهای مختلف یک سازه توسط جوشکاری ذوبی به یکدیگر متصل می شوند و قسمتی از فلز پایه تا دمای ذوب، گرم شده و سپس تحت ممانعتی که در شکل هندسی اتصال بستگی دارد سریعاً سرد می شود. اختلاف سیکل گرمایی نقاط مختلف اطراف جوش باعث تغییر ریز ساختار و خواص اولیه فلز پایه می شود. به این محدوده از فلز پایهف منطقه متأثیر از گرمای جوش و یا بطور مختصر HAZ جوش می گویند که نقطه شروع شکست تردسازه های جوشکاری اغلب از این ناحیه می باشد.

در این روش جوشکاری، گرما در ستون قوس بین یک الکترود غیر مصرفی از جنس تنگستن و قطعه کار بوجود می اید. قوس و حوضچه مذاب بوسیله گازهای خنثی نظیر آرگون، هلیم و یا مخلوطی از آنها، از آلودگی های موجود در اتمسفر محافظت می شوند در صورت نیاز فلز پر کننده بصورت مفتول به حوضچه مذاب تزریق می گردد.

متغیرها ی روش جوشکاری GTAW

عبارتند از:

ـ نوع پلارتیه ـ نوع الکترود و نوع گاز محافظ

پلارتیه

جریان DL با الکترود مثبت DCEP خاصیت تغییر کنندگی

جریان DC با الکترود منفی DLEV

الکترود

الکترودها مورد استفاده : شامل تنگستن (به علت داغ شدن زیاد و احتمال ذوب شدن آن) خالص ـ تنگستن توریه ( نسبت به قبلی به دلیل داشتن 2ـ1 درصد توزیع بهتر است نثر الکترونی بهتر دارد.)

و تنگستن زیر کونیو وار(خواص ما بنی دو نوع قبلی) می باشد.

گاز محافظ:

گاز محافظ مورد استفاده در جوشکاری GTAW شامل آرگون، هلیم و یا مخلوطی از آنها می باشد. این گازها علاوه بر محافظت حوضچه جوش از آلودگی هایی مثل اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن، از اکسید شدن الکترود در دمای بالا نیز جلوگیری می کند. هلیم سبکتر از آرگون بوده و مقدار بیشتری از آن برای حفاظت لازم است بهمین دلیل آرگون از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه تر است. همچنین به دلیل گرمای ویژه بیشتر هلیم، حرارت بیشتری صرف گرم کردن آن در ضمن جوشکاری می شود. در نتیجه راندمان حرارتی آن پائین تر است.

عوامل موتور جوش ؟؟؟؟؟؟؟(30/4)

* نوع فرآیند جوشکاری

* ترکیب شیمیایی

* گرمای ورودی

* دمای پیش تر و؟؟؟؟؟؟؟ پس گرم

* شکل دهندی اتصال، میزان مهار ان

انتخاب غلط هر یک از موارد فوق می تواند مشکل ترکیدگی جوش را افزایش دهد.

2ـ10ـ1ـ انواع فرآیند جوشکاری

عوامل موثر بر انتخاب فرآیند جوشکاری عبارتند از:

ـ سرعت افزایش دما

ـ حداکثر دما

ـ زمان ماندن در دمای بالا

ـ سرعتی که فلز سرد می شود.

ـ نحوه حفاظت حوضچه جوش از آلودگی ها

در هر یک از فرآیندهای جوشکاری قوس الکترود دستی، قوس زیر پودری، قوس فلز با گاز محافظ، قوس الکترود تنگستنی با گاز محافظ و جوشکاری الکترونی و پرتولیزری که می توانند برای جوشکاری این فولاد بکار روند .

ترانسفورماتور

یک دستگاه از نوع 6abDT E الکترود از جنس تنگستن به علاوه 2% توزیع گاز محافظ از جنس آرگونی

نوع جریان: جریان هستیم با الکترود منفی ( DLEN)

2ـ10ـ3ـ گرمای ورودی : گرمای حاصل از منع جوشکاری ، سیکل کلاسی حرارتی پیچیدی را در قطع بوجود می آورد و باعث تغییرات ساختاری در ناحیه Hat و ایجاد تنشهای حرارتی در قطعه جوش می شود و در نتیجه امواج قطعه جوش می شود.

2ـ10ـ 4ـ دمای پیش گرم، بین پای و پس گرم حداقل دمایش گرم و بین پای لازم برای جلوگیری از ایجاد ترک دریک فولاد به عوامل زیربستگی دارد.

ـ درصد کربن و عناصر آلیاژی ضخامت مقطع ـ مقدار هیدروزن موجود در حین جوشکاری[2] .

عملیات پیش گرم برای اهداف زیر بکار می رود[2] :

* کاهش تنشهای انقباضی جوش و فلز پایه مجاور آن بویژه در اتصالات باممانعت بالا.

* کاهش سرعت سرد شدن و جلوگیری از سخت شدن بیش از حد ناحیه HAZ.

* ایجاد زمان بیشتر برای نفوذ هیدروزن از فلز جوش و اجتناب از ترک سرد .

با کاهش مقدار هیدروژن موجود در حین جوشکاری یا کاهش ضخامت مقطع، مقدار دمای پیش گرم لازم کاهش می یابد.

دمای پیش گرم ایده آل برای فولادهای کم آلیاژعملیات حرارتی پذیر حدوداً 10 بالاتر از دمای تحول مارتنزیتی ( MS) می باشد. همینطور نگهداری فولاد جوشکاریشده برای مدت حدود 1 ساعت در این دما پس از جوشکاری، باعث ایجاد یک ساختار بینیتی در فلز جوش و نواحی HAZ و همچنین باعث خروج هیدروژن از مقاطع نازک میشود. اما از آنجائیکه دمای MS بسیاری از فولادهای HTLA بالای 260 است ( دمای MS فولاد ALSL برابر 370 است) ، یک دمای پیش گرم 270 و یا بالاتر مشکلات جوشکاری را بیشتر کرده و تشکیل یک لایه اکسید نازک را بر روی سطوح اتصال تشدید می کند.

2ـ11 عملیات حرارتی جوش

در بحث جوشکاری، عملیات حرارتی جوش شامل مراحل پیش گرم ، پس گرم و هر گونه عملیات حرارتی پس از آن می باشد. مباحث مربوط به پیش گرم و پس گرم در بخش 2ـ10 ـ 4 آورده شده اند.

عملیات حرارتی

* اصلاح ساختار و یکنواختی ان در تمام مناطق قطعه جوشکاری شده

* دستیابی به خواص مکانیکی مورد نیاز

2ـ12ـ عیوب بالقوه در جوشکاری فولاد 4130ALSL

عیوب مورد توجه در جوشکاری این فولاد با روش GTAW شامل انواع ترکها از جمله ترکیدگی گرم و ترکیدگی سرد می باشد. اختلاف زیاد بین سیکل حرارتی هر نقطه از اطراف محل جوشکاری و وجود ممانعت: باد باعث ترکیدگی جوش می شود.

2ـ12ـ 1ـ ترک گرم: بطور کلی به ترک های که در محدوده دمای انجماد و یا (300 ـ 200) زیردمای انجماد ایجاد شود ترک گرم می گویند.

2ـ16ـ شکل رابطه بین درصدکربن ـ فسفر و گوگرد با ترک گرم در فولادهای HTLA [25]

ترک گرم در نقطه جوش: این نوع ترک در هنگام سرد شدن نقطه جوش بوجود می آید از مشخصه های اصلی آن قارر گیری در خط مرکزی جوش و یا در بین دانه های ستون فلز جوش است مکانیزم این نوع ترکیدگی ، جدایش، حرکت عناصر آلیاژی به مرز دانه های ستونی و فصل مشترک جامأ، خواب می باشد.

عوامل موثر به این نوع ترک عبارتند از :1ـ ترکیب شیمیایی ، ریزساختار، نوع متدار جدایش و شکل دهندی اتصال . وجود عناصر الیاژی مصرف ـ یا ناخالصی هایی که ترکیبات با نقطه ذوب پائین تولید می کنند( مثل فسفر و گوگرد) ، یکی از مهمترین عوامل ایجاد ترکیدگی گرم است. کربن و نیکل نیز به ترویج آن کمک می کنند. Jones محدوده زیر را برای جلوگیری از ایجاد ترک گرم در فلز جوش بدست آورده است. [ 24].

* حداکثر 35% درصد گوگرد

* حداکثر 8% درصد منگنز

* حداقل نسبت برابر 35

* حداکثر 1 درصد نیکل

* حداکثر 5/1 درصد کربن

2ـ12ـ 2 ترک سرد اترک ناشی از هیدروژن

در دمای آنسیتی هیدروژن بصورت حل شده و اتمی در ساختار وجود دارد با سرد شدن آهسته و انجام تحول آسیتنوت به مزیت، در دمای بال و سرعت سرد شدن کم، هیدروژن فرمت خروج از ساختار را خواهید داشت ولی تحول مارتنزیتی بعلت دمای پائین و سرعت سرد شده این کیی از دلایل خاصیت ساختار مارتنزیتی به ایجاد ترک سرد است. همچنین ساختارهای دیگر با دانسیته بالای نابجائی و ذرات سخت کاربیدی نظیر بینیت، به ای نوع ترکیدگی حساس هستند.

راههای جلوگیری از بوجود آمدن ترک سرد عبارتند از:

ـ پیش گرم کردن قطعه کار که باعث کاهش سرعت سرد شدن جوش شده و از ایجاد ساختارهای سخت جلوگیری کرده و امکان خروج هیدروژن را بیشتر فراهم می کند.

ـ جلوگیری از ورود هیدروژن به حوضچه جوش شاملاستفاده از گاز محافظ، استفاده از سیم جوش و الکترود و قطعه کار خشک شده .

بهینه سازی وجوشکاری فولاد 4130

مطالب مشابه :

چدن و فولاد

نمونه سئوال برای درس عملیات حرارتی

اچانت های مناسب جهت فولادهای ساده کربنی

عملیات حرارتی

بهینه سازی وجوشکاری فولاد 4130