Что такое холодные трещины

Горячие и холодные трещины при сварке

Положениями ГОСТа 30242 предусматривается разделение всех существующих дефектов сварочного производства на шесть групп. Первую из них составляют разного рода трещины – изъяны в виде продольного разрыва металла в месте соединения. Они образуются под воздействием напряжения, которое образуется после сваривания заготовок, или в результате внешнего механического воздействия. Эксплуатация конструкции с такими повреждениями рано или поздно приводит к их разрушению.

Трещина относится к числу недопустимых дефектов и должна быть устранена в обязательном порядке. Такого рода дефекты образуются как на сварном шве, так и в округ него в пределах зон, где сохраняется термическое влияние. Обнаружить их можно при визуальном контроле качества соединения. Чтобы детальнее рассмотреть характер и размеры повреждения, можно воспользоваться лупой с большим увеличением. С ее помощью обнаруживаются и микротрещины.

Виды трещин

Трещины принято классифицировать. Различают два их вида: горячие (высокотемпературные) и холодные (низкотемпературные). Каждый из видов имеет градацию по ряду признаков. Горячие и холодные трещины делятся по направлению – поперечные или продольные могут быть в самом кратере сварного шва или же располагаться по всей ширине валика в виде изогнутой линии (радиальные). Трещины горячие возникают при высокой температуре – 1000 и более градусов Цельсия. Холодные образуются при температурах намного ниже – 200-300 градусов Цельсия.

Причины образования горячих трещин при сварке

Горячие трещины – это разрушения шва или металла в зоне термического влияния сварки на межкристаллическом уровне. Изъян образуется в стадии твердожидкого состояния расплава после завершения процесса кристаллизации или же в твердом его состоянии при высоких температурах. Излом имеет темный цвет и извилистую форму.

Причины образования горячих трещин выполнении сварочных работ:

Последовательность образования горячих трещин:

Разная усадка сварных швов и горячего металла вокруг них провоцирую появления сильных внутренних напряжений, в результате которых в разных направлениях возникают трещины.

Когда образуются холодные трещины

Холодные трещины – это разрушения на межкристаллическом уровне шва или зоны вокруг него, которые образуются в процессе кристаллизации расплава, который находится в твердожидком агрегатном состоянии. Пространственное расположение изъянов может быть любым: продольным, поперечным или под углом. Излом обладает светлым оттенком и проявляется постепенно в процессе остывания сварного соединения. Трещины становятся видимыми уже при 300 градусах Цельсия. По этой причине их называют холодными.

Чаще всего холодные трещины образуются в корне шва и в месте соприкосновения валика с металлом заготовки. Основное «коварство» такого рода дефектов заключается в том, что могут образовываться не только на поверхности, но и внутри металла. Они могут быть небольшого размера и обнаружить такие трещины намного сложнее, чем горячие.

Еще одно важное отличие заключается в том, что холодные трещины не обладают разветвленной структурой, как горячие. Раскрываются они тоже не настолько широко. Реагируя с атмосферным кислородом изъяны обретают голубоватый или коричневатый оттенок. Наиболее уязвимыми являются изделия из низколегированной или высокопрочной стали.

Причины образования холодных трещин:

Кристаллизация

Кристаллы образуются в процессе остывания металла, то есть в тот период, когда он из жидкого состояния переходит в твердое. Именно такой процесс имеет место быть после сваривания заготовок. В это время высока вероятность деформации металла и образования трещин.

В процессе кристаллизации сварного шва образуются горячие трещины. Их еще называют кристаллизационными. Они становятся заметными уже на последнем этапе кристаллизации, когда температура близка к солидусу и исчезают последние капли жидкого металла.

Как избежать появления трещин

Вероятность образования трещин можно уменьшить. Для этого следует придерживаться некоторых рекомендаций:

Не помешает предварительно нагреть соединяемые заготовки.

Ликвидация трещин

Нормативные документы содержат информацию о наиболее эффективных мерах предупреждения и ликвидации брака в сварочных работах, в том числе и разного рода трещинах. Основным способом исправления трещин является их заваривание. Перед устранением дефекта следует выполнить подготовительные работы.

Сначала нужно осмотреть изъян, чтобы точно определить его начало и окончание. Края трещин высверливают, а если сделать это не представляется возможным, то прижигают. Сначала реставрируемую область можно несколько подогреть. Если трещина слишком большая и ее длина составляет 30 и более сантиметров, то заварить ее следует обратноступенчатым способом.

Исправление трещин при ремонте авто

Головка блока цилиндров (ГБЦ) относится к числу наиболее важных элементов автомобиля. Если она неисправна, то машина по факту остается без силовой установки. Если корпус ГБЦ имеет трещину, то ее можно заварить. Для этого используется электродуговая сварка. Не исключается также использование газовой горелки. После завершения всех работ сварной шов покрывается эпоксидной смолой.

Источник

Образование трещин в сталях

Способность материала сварного соединения воспринимать без разрушения деформации и напряжения, вызываемые термодеформационным циклом сварки, называется его технологической прочностью и является важнейшей характеристикой металла, подлежащего сварке.

Горячие трещины

Согласно теории технологической прочности сопротивляемость сварного соединения образованию горячих трещин определяется такими факторами:

а) пластичностью металла в температурном интервале хрупкости;
б) значением (величиной, протяженностью) температурного интервала хрупкости;
в) темпом температурной деформации сварного соединения.

Возникновение сварочных деформаций (и напряжений) обусловлено концентрированным местным нагревом при сварке и имеет место всегда. Это связано с тем, что нагреваемый объём металла при сварке всегда находится в закреплении соседними не нагреваемыми объёмами металла и вынужден претерпевать пластические деформации. Это, в свою очередь, при охлаждении приводит к возникновению силовых напряжений и дополнительных деформаций.

Деформации в твердом металле реализуются по известным механизмам: двойникования, внутризеренного скольжения (приводящего к появлению линий сдвига) и межзёренного проскальзывания, сопровождающегося появлением ступенек по границам зерен. В такой же последовательности возрастает роль этих составляющих деформаций при повышении температуры металла и уменьшении скорости деформации, причем с повышением температуры сопротивление деформации приграничных участков зерен падает более интенсивно, чем внутризеренных объемов, а запас межзеренной пластичности заметно ниже, чем внутризеренной. Поэтому при высоких температурах обычным является межзеренное разрушение при меньшей пластичности.

Горячие как кристаллизационные, так и подсолидусные трещины имеют межкристаллитный характер. Разрушение идет межзеренно, по границам зерен.

Режим сварки, определяющий температурное поле в свариваемом изделии, может привести к тому, что нерасплавленный металл, расположенный вне ванны, будет менять знак дополнительной деформации металла кристаллизующейся ванны (сжатия или растяжения) в различные моменты времени после прохождения рассматриваемого сечения сварочным источником тепла. Мягкие режимы сварки (с малой скоростью, при предварительном подогреве и пр.) с этой точки зрения являются более благоприятными, хотя на уровень пластичности кристаллизующегося металла они могут оказать как положительное, так и отрицательное воздействие.

Одним из наиболее надежных способов исключения горячих трещин в металле швов является выбор металла с повышенной стойкостью против таких разрушений. Это достигается либо повышением деформационной способности металла в области температур возможного возникновения трещин, либо обеспечением «залечивания» образующихся несплошностей подвижной жидкой фазой (легкоплавкими эвтектиками). Следует отметить, что увеличение содержания элемента в сплаве для повышения стойкости против образования трещин в шве (т.е. элемента, образующего легкоплавкую эвтектику) применимо далеко не всегда, так как такой сплав может обладать свойствами, недопустимыми с точки зрения эксплуатационных требований к конструкции. Например, при высоком содержании серы в стали можно исключить кристаллизационные трещины, но механические свойства таких швов окажутся весьма низкими.

Как технологический прием для исключения (ограничения) горячих трещин применяют предварительный подогрев (для низко и среднелегированных сталей), сварку на жестких режимах (для аустенитных сталей), а также выбирают режимы, обеспечивающие благоприятную форму шва, т.е. соотношение ширины и глубины шва (слоя шва). Так, при одном и том же составе металла швы с глубоким проплавлением при малой ширине (т.е. при малом значении b/h; рисунок а, более склонны к горячим трещинам, чем швы с отношением b/h = 1,5-3 – рисунок б).

Для оценки склонности металла швов к образованию горячих трещин существует ряд проб и методик. Технологические пробы основаны главным образом на установлении сравнительных характеристик по сопротивляемости металла швов, выполненных различными сварочными материалами в сопоставимых условиях (размеры и формы образца, режимы сварки и пр.). Количественные, методики основаны на получении при испытаниях сравнительных численных показателей сопротивляемости (или склонности) металла швов к образованию горячих трещин. Они осуществляются в виде серии испытаний с получением численного показателя стойкости, обычно скорости дополнительного принудительного деформирования свариваемого образца в период кристаллизации определенного участка сварочной ванны и последующего охлаждения.

Холодные трещины

В сварных соединениях как в металле сварных швов, так и в околошовных зонах ряда металлов образуются так называемые холодные трещины. Свое наименование они получили в связи с тем, что начало их появления фиксируется либо при относительно умеренных температурах (значительно более низких, чем температуры горячей обработки), либо при комнатной и более низкой температурах.

Наиболее типичными холодными трещинами в сварных соединениях являются поперечные трещины в металле швов, поперечные трещины вблизи границы сплавления в околошовной зоне, а также трещины, параллельные границе сплавления, так называемые отколы.

Обычно холодные трещины образуются в металле с недостаточно высокой деформационной способностью, особенно границ зерен, вызываемой закалкой и пластической деформацией при неравномерном охлаждении и фазовых превращениях. Холодные трещины образуются либо в процессе завершения охлаждения сварного соединения, либо через некоторое время после полного охлаждения (замедленное разрушение).

Образование холодных трещин в процессе продолжающегося охлаждения определяется накоплением пластических деформаций в связи с изменением размеров и формы неравномерно охлаждающегося свариваемого изделия.

Замедленные разрушения связаны с длительным действием поля собственных (сварочных) или создаваемых внешними силами напряжений такой величины, при которой продолжается процесс деформирования, хотя бы с весьма малыми скоростями. В случае наличия закаленного металла сопротивление деформации зерен (например, при мартенситной структуре) весьма значительно. Деформация в этом случае происходит только за счет менее упорядоченных границ зерен (зон металла, прилегающих к границам), главным образом за счет их сдвига. Сдвиги по границам, расположенным параллельно или под углом к направлению действия сил растяжения, приводят к концентрации напряжений (и стоку несовершенств кристаллического строения, дислокации) к границам зерен, расположенным перпендикулярно к растягивающим силам. Эта концентрация напряжений и ослабление таких границ скоплением несовершенств строения приводят к зарождению разрушения, наиболее вероятного в стыке границ этих зерен. Под действием напряжений эти микроразрушения развиваются в трещины, распространяющиеся уже в основном по телу зерен, хотя для некоторых сплавов, когда, например, этот процесс сопровождается и другими (старение и пр.), трещина и далее, после зарождения, распространяется в основном по границам зерен.

Наиболее характерными температурами возникновения холодных трещин при сварке закаливающихся сталей являются температуры, при которых уже произошел распад основной части аустенита, но может продолжаться распад остаточного аустенита. Обычно такими температурами являются 120°С и более низкие. Часто трещины образуются уже при комнатных температурах спустя некоторое время после окончания сварки (десятки минут, часы, а иногда и через более длительные промежутки времени).

В закаливающихся сталях образование ряда холодных трещин связано как с получением структур с низкими пластическими свойствами металла, так и с влиянием водорода, растворяющегося при сварке в жидком металле и затем поступающего и в околошовную зону.

Рассмотрим в этом отношении поведение водорода и его влияние на свойства стали при комнатной температуре. Водород, растворенный в металле либо в виде атомарного (Н), либо в виде протона (ТГ), имея весьма малую величину частицы, легко диффундирует в железе не только при высоких температурах, но и при комнатных. В связи с высокой концентрацией в металле шва, иногда значительно превышающей равновесную растворимость, водород диффузионно распространяется в области с его меньшей концентрацией. Такими областями являются наружная поверхность шва (с которой происходит удаление водорода в воздух), околошовная зона и далее основной металл, а также различные несплошности в металле (поры, пустоты и локальные несовершенства кристаллического строения металла). В результате такого перемещения водорода его общее количество в зоне термического влияния в определенных условиях может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от соотношения количества водорода, поступающего в нее в заданный отрезок времени из шва и удаляющегося из этой зоны в более глубокие слои основного металла. Одновременно часть водорода, поступающая в несплошности, ассоциируется в молекулы и перестает быть диффузионно-подвижной. Постепенно в таких несплошностях давление молекулярного водорода растет в связи с дальнейшим поступлением атомарного водорода и образованием новых молекул.

Методами борьбы с образованием холодных трещин при сварке закаливающихся сталей являются:

— уменьшение степени закалки металла при сварке;
— снижение содержания водорода в металле шва и околошовной зоне;
— снижение содержания водорода в околошовной зоне при металле шва, не склонном к образованию трещин.

Основным методом уменьшения возможности закаливаемости металла в сварном соединении, главным образом в околошовной зоне, является снижение скорости охлаждения после сварки, достигаемое практически либо увеличением погонной энергии при сварке, либо предварительным подогревом изделия. Увеличение погонной энергии при сварке, допустимо только в ограниченных пределах. Поэтому основным способом, радикально влияющим на изменение (уменьшение) скорости охлаждения металла при сварке, является предварительный подогрев свариваемого изделия.

Источник

Фарингит

Фарингит – это воспалительный процесс, который образуется на задней стенке гортани и поражает слизистую оболочку, а также более глубокие слои, ткани мягкого нёба и лимфатические узлы. Острая форма фарингита может перерасти в хроническую, если пациент не обращается за помощью к врачу и занимается самолечением.

Так как патологический процесс в гортани вызван распространением болезнетворных бактерий, риск развития фарингита повышается у людей со слабой иммунной системой и у тех, кто страдает ЛОР-заболеваниями или имеет к ним предрасположенность.

Чем опасен фарингит и как он проявляет себя? К какому врачу обращаться и как лечить заболевание? На эти и другие вопросы мы ответим в данной статье.

Причины развития фарингита

Специалисты полагают, что пик развития патологии приходится на конец зимы и начало весны, так как в это время иммунная система человека особо подвержена простудным заболеваниям. Часто в весеннее время года недостаток витаминов и микроэлементов в организме человека приводит к появлению авитаминоза, организм ослабевает и создает прекрасную среду для развития болезнетворных бактерий. Также возможны воспалительные процессы: как отдельно, так и на фоне основного заболевания.

Первые признаки наличия фарингита и его дальнейшее лечение могут отличаться в зависимости от стадии патологии, пола, возраста и общего состояния здоровья пациента.

К основным причинам развития фаринголарингита мы относим:

Симптомы фарингита

Острый фарингит

Острые фарингиты могут протекать самостоятельно, а также сопровождаться острыми воспалениями, охватывающими верхние дыхательные пути: ринитами или воспалениями слизистых носоглотки.

В зависимости от причины развития острый фарингит бывает:

Хронический фарингит

По глубине поражения слизистой оболочки глотки хронический фарингит различается на: катаральную, гипертрофическую и атрофическую формы.

Любой вид хронического фарингита развивается по причине того, что острая форма заболевания не была излечена вовремя и переросла в более серьезную форму. А также хронические фарингиты появляются как следствие ринитов, гайморитов, искривления носовой перегородки, полипов в носу – то есть когда длительное время затруднено носовое дыхание. Кроме того, длительное применение сосудосуживающих капель также приводит к появлению хронического фарингита.

Как проявляется и протекает фарингит у детей?

Фарингиты дети переносят тяжелее, чем взрослые. Особенно это относится к малышам до года. Отек слизистой может вызвать признаки удушья, боль, которая сопровождает заболевание, снижает аппетит у ребенка. Зачастую температура тела у малыша может достигать 40°. Самое сложное в этой ситуации то, что маленький ребенок не может сказать, что у него болит.

Неправильное лечение может привести к непоправимым последствиям для маленького неокрепшего организма. Поэтому при первых признаках фарингита, сразу же обращайтесь к врачу.

Ангина и фарингит: в чем разница?

Общее состояние пациента при острой форме ангины или тонзиллита можно спутать с симптомами фарингита. Если заболевание диагностировано неправильно, то лечение фарингита у взрослых не даст никакого эффекта. И острая форма патологии может перерасти в хроническую.

К сожалению, многие пациенты занимаются самолечением и начинают применять препараты без специального назначения врача. Это делать крайне противопоказано! Лучше вовремя позаботьтесь о своем здоровье и обратитесь за помощью к опытному отоларингологу.

Важно помнить, что во время фарингита воспаляется гортань, а при ангине – гланды. Во время ангины всегда больно глотать, болевые ощущения усиливаются еще больше при употреблении пищи. При фарингите происходит наоборот – во время поедания теплой пищи или теплых напитков боль в горле уменьшается.

Во время развития ангины нет кашля или першения, только боль в горле и иногда образование белого налета. При фарингите присутствует першение, а также шум, боль или заложенность в ушах. Трудность в различие этих двух заболеваний еще осложняется тем, что у одного пациента одновременно могут развиваться обе патологии, так как они вызваны одним возбудителем.

Диагностика фарингита

Обнаружение всех видов фарингита начинается с визуального осмотра гортани при помощи специального прибора и сборе анамнеза. Также для изучения берется мазок из зева – на дифтерию.

Другие виды диагностики:

В зависимости от симптомов заболевания, а также состояния гортани, наличия или отсутствия кашля, лихорадки, налета на миндалинах и болезненности и увеличенном размере лимфатических узлов, может понадобиться дополнительно консультации других узких специалистов: эндокринолога, кардиолога, аллерголога.

Методы лечения фарингита

Лечение должно проходить в комплексе. Пациенту прописываются медикаменты, которые снимут боль и уберут воспаление. А также важно придерживаться специальной диеты и исключить из рациона продукты, которые раздражают слизистую оболочку горла и приносят еще больше дискомфорта: алкогольная продукция, острая и соленая пища, кислые блюда, газированные напитки.

Медикаментозная терапия

В зависимости от клинической картины и общего состояния пациента, врач может прописать антигистаминные, противокашлевые и противовирусные медикаменты. Используются таблетки/пастилки для рассасывания, которые снимают боль.

В некоторых случаях прибегают к использованию антибиотиков. Их можно принимать только по наставлению врача.

Местное воздействие

Также хорошее действие на воспалительный процесс и покраснение гортани оказывают полоскания специальными растворами. Они мягко воздействуют, снимают боль и улучшают общее состояние пациента.

Для диагностики и выявления заболевания нужна консультация отоларинголога. В городской поликлинике можно обратиться к своему лечащему терапевту, который выпишет направление к ЛОРу. Однако на это требуется время. Часто своей записи к врачу приходится ждать по 2 недели. В некоторых случаях это просто невозможно, так как нужно быстрее провести обследование и назначить лечение, пока ситуация не стала критической.

Поэтому мы рекомендуем обращаться в медицинскую клинику «Медюнион». У нас работают практикующие отоларингологи, записи к которым не нужно ждать несколько недель. Запишитесь уже сегодня на удобное для вас время, и уже завтра пройдите обследование.

Пациенты выбирают нас за то, что мы оказываем услугу выезда узкого специалиста на дом в случае, если самостоятельно прибыть в клинику вы не можете. Прямо на дому можно также провести забор анализов.

Стоимость первичной консультации отоларинголога в Красноярске в клинике «Медюнион» от 1300 рублей. Записаться можно на сайте или по телефону 201-03-03.

Источник

Холодные трещины

К категории » холодные трещины » относятся такие трещины в сварных соединениях, формальными признаками которых являются образование визуально наблюдаемых трещин практически после охлаждения соединения, блестящий кристаллический излом их без следов высокотемпературного окисления.

Другие страницы по теме

Холодные трещины:

Для большинства случаев возникновения холодных трещин характерны :

Основными факторами, обусловливающими образование холодных трещин в сварном соединении утлеродстых и легированных сталей, являются:

Критическое сочетание этих факторов приводит к бразованию холодных трещин.

В настоящее время применительно к низколегированным сталям используются следующие параметрические уравнения.

Расчет значения эквивалента углерода СЗК. (согласно ГОСТ 27772-88);

Сэкв = С + Мn/6 + Si/24 + Cr/5 + Ni/40 + Мо/4 + V/14 + Cu/13 + Р/2,

Стали, у которых С_экв ≥ 0,35 %, считаются потенциально склонными к образованию трещин. С_экв является обобщенным параметром состава стали, характеризующим ее прокаливаемость.

При С_экв ≥ 0,40 % при сварке становится возможным образование закалочных структур в металле сварного соединения, что при условии насыщения металла водородом и высоких сварочных напряжений может привести к образованию холодных трещин. Значение С_экв. вне связи с этими условиями не может служить показателем сопротивляемости сварного соединения трещинам.

Если Р_w ≥0,286%, то сварные соединения потенциально склонны к образованию холодных трещин.

Алгоритм инженерного программного комплекса представлен на рис. 3.

Протравленные части излома, выявленные визуальным о смотром с помощью лупы с увеличением 3′, принимают за образовавшиеся при испытании трещины.

За количественный показатель склонности к холодным трещинам принимают максимальную ширину свариваемых элементов, в которых образовались трещины. Показатель устанавливают по двум одинаковым результатам испытаний трех проб.

Рис. 4. Технологическая сварочная проба для испытаннй на образование холодных трещин :

При образовании трещин в качестве дополнительного сравнительно-количественного показателя склонности к холодным трещинам принимают процентное отношение суммарной длины трещины к длине шва или относительной площади трещины к площади продольного сечения шва. За количественный показатель стойкости против трещин принимают температуру подогрева, при которой уже не образуется трещин.

Методы специализированных машинных испытаний сварных образцов основаны на доведении металла ЗТВ или металла шва до образования холодных трещин под действием напряжений от внешней длительно действующей постоянной нагрузки. При испытаниях серию образцoв нагружают различными пo величине постоянными нагрузками непосредственнo послe окончания сварки и выдерживaют иx под нагрузкой в течениe 20 ч. Зa сравнительный количествeнный показатель сопротивляемости металлa сварных соединений трещинам принимaют минимальное растягивающее напряжение oт внешней нагрузки σ_{p min} пpи которoй начинают образовываться трещины.

Показатели сопротивляемости трещинам, получаемые с помощью машинных испытаний, оценивают только сопротивляемость металла сварных соединенийхолодным трещинам. Эти показатели затем можно использовать для сравнeния материалов и технологических вариантoв сварки, но они неприменимы непосредственнo для оценки стойкости сварных соединений конструкций против трещин, т.к. для этогo необходим учет величины действующиx в конструкции сварочных напряжений.

Источник