Tesis de graduación de soldadura de barcos: una breve discusión sobre las causas y medidas preventivas de los defectos comunes en la soldadura de barcos
Resumen: La soldadura de barcos es la clave para garantizar el sellado y fuerza de los barcos. Este artículo detalla las causas de varios defectos comunes en la soldadura de barcos y propone medidas preventivas.
Palabras clave: Medidas preventivas para defectos de soldadura de barcos
La soldadura de barcos es la clave para garantizar el sellado y la resistencia del barco, la clave para garantizar la calidad del barco, e importante para garantizar la seguridad de la navegación y el funcionamiento del barco. Si la soldadura es defectuosa, puede provocar que la estructura se rompa, gotee o incluso hunda el barco. Según la investigación de accidentes de fracturas frágiles de buques, el 40% de los accidentes de fracturas frágiles comenzaron con defectos de soldadura. En la construcción naval rural destaca especialmente la calidad de la soldadura de los barcos. Durante el proceso de inspección de un buque, la inspección de las soldaduras es particularmente importante. Por lo tanto, los defectos deben descubrirse lo antes posible y los defectos de soldadura deben limitarse a un rango determinado para garantizar una navegación segura.
Existen muchos tipos de defectos de soldadura de buques, que se pueden dividir en defectos externos y defectos internos según su localización. Los defectos comunes incluyen poros, inclusiones de escoria, grietas de soldadura, falta de penetración, falta de fusión, forma y tamaño de soldadura que no cumple con los requisitos, socavaciones, nódulos de soldadura, cráteres de arco, etc.
1. Porosidad
La porosidad se refiere a la cavidad que se forma cuando las burbujas en el baño fundido no logran escapar durante el proceso de solidificación durante el proceso de soldadura. Las principales razones de la aparición de poros son: el borde de la ranura no está limpio, hay agua, aceite y óxido, la varilla o fundente de soldadura no está horneado según las normas, el núcleo de soldadura está corroído o el revestimiento se deteriora y se despega. Además, al soldar electrodos con bajo contenido de hidrógeno, el arco es demasiado largo y la velocidad de soldadura es demasiado rápida; el voltaje de la soldadura automática por arco sumergido es demasiado alto y se generan fácilmente poros durante el proceso de soldadura. Debido a la existencia de poros, la sección transversal efectiva de la soldadura se reduce. Un exceso de poros reducirá la resistencia de la soldadura y destruirá la compacidad del metal de soldadura. La forma de prevenir los poros es elegir la corriente y la velocidad de soldadura adecuadas y limpiar cuidadosamente la humedad, el aceite y el óxido en el borde de la ranura. Almacenar, limpiar y hornear materiales de soldadura en estricto cumplimiento de la normativa. No utilice varillas de soldadura deterioradas. Cuando se descubre que el revestimiento del electrodo se ha deteriorado, despegado o corroído, se debe controlar estrictamente el ámbito de uso. Al soldar por arco sumergido, se deben seleccionar los parámetros apropiados del proceso de soldadura, especialmente para la soldadura automática de placas delgadas, y la velocidad de soldadura debe ser lo más pequeña posible.
En segundo lugar, la inclusión de escoria
La inclusión de escoria es la escoria fundida que queda en la soldadura. Las inclusiones de escoria también reducen la resistencia y la compacidad de la soldadura. La causa principal de la inclusión de escoria es la escoria que queda en el borde de la soldadura por el corte con oxígeno o el ranurado con arco de carbono; el ángulo de la ranura o la corriente de soldadura es demasiado pequeña o la velocidad de soldadura es demasiado rápida. Cuando se utilizan varillas de soldadura ácidas, se formará "escoria" debido a una corriente demasiado pequeña o a un transporte inadecuado; cuando se utilizan varillas de soldadura alcalinas, también se producirán inclusiones de escoria debido a una longitud excesiva del arco o una polaridad incorrecta. Al realizar un sellado posterior en una soldadura por arco sumergido, el alambre de soldadura se desvía del centro de la soldadura, lo que puede provocar fácilmente inclusiones de escoria. Las medidas para evitar la inclusión de escoria son: seleccionar correctamente el tamaño de la ranura, limpiar cuidadosamente el borde de la ranura, seleccionar la corriente de soldadura y la velocidad de soldadura adecuadas y girar la barra de forma adecuada. Al soldar varias capas, se deben observar cuidadosamente las condiciones de fusión en ambos lados de la ranura y se debe limpiar cuidadosamente la escoria de soldadura de cada capa. La escoria de soldadura de la cubierta inferior debe eliminarse por completo y se debe tener cuidado para evitar desviaciones de soldadura durante la soldadura por arco sumergido.
En tercer lugar, socavado
La depresión que deja el borde de soldadura se llama socavado. Las causas del corte socavado son una corriente de soldadura excesiva, una velocidad de alimentación de la varilla demasiado rápida, un arco demasiado largo o un ángulo inadecuado del electrodo. Si la velocidad de soldadura por arco sumergido es demasiado rápida o la trayectoria de la máquina de soldar es desigual, la pieza soldada se fundirá hasta una cierta profundidad y el metal de aportación no se podrá rellenar a tiempo, lo que provocará un socavado. El socavado reduce la sección transversal de trabajo de la junta del metal base, lo que provoca la concentración de tensiones en el socavado. Por lo tanto, generalmente no se permite que exista en estructuras importantes o estructuras que soportan cargas dinámicas, o la profundidad del socavado es limitada. Los métodos para evitar socavados incluyen: elegir la corriente de soldadura y el método de alimentación de cinta adecuados, y prestar atención a controlar el ángulo del electrodo y la longitud del arco en cualquier momento, los parámetros del proceso de soldadura por arco sumergido deben ser apropiados, especialmente la velocidad de soldadura no puede ser demasiado alta; y la pista de soldadura debe ser plana.
Cuatro. Penetración y fusión incompletas
Durante la soldadura, el fenómeno de penetración incompleta en la raíz de la unión se denomina penetración incompleta; la falta parcial de fusión entre la soldadura y el metal de soldadura o la capa de soldadura se denomina fusión incompleta. La penetración incompleta o la fusión incompleta es un defecto grave. Debido a la falta de penetración o fusión, la soldadura tendrá discontinuidades o cambios bruscos, la resistencia de la soldadura se reducirá mucho e incluso se producirán grietas.
Por lo tanto, no se permiten soldaduras y fusiones incompletas en partes estructurales importantes del casco. Las razones de la penetración insuficiente y la fusión incompleta son que el espacio de ensamblaje o el ángulo de bisel es demasiado pequeño, el borde romo es demasiado grueso, el diámetro de la varilla de soldadura es demasiado grande, la corriente es demasiado pequeña, la velocidad es demasiado rápida y el arco es demasiado largo. Si la película de óxido y las manchas de aceite en la superficie de la ranura de la pieza soldada no se limpian, o la escoria que fluye hacia ella dificulta la fusión entre los metales durante la soldadura, o el arco se desvía hacia un lado de la ranura, los bordes no fusible. Para evitar una penetración o fusión incompleta, se debe seleccionar correctamente el tamaño de la ranura, se debe seleccionar razonablemente la corriente y la velocidad de soldadura, y se deben eliminar a fondo las incrustaciones de óxido y el aceite en la superficie de la ranura y limpiar a fondo la soldadura del sello posterior; la varilla debe oscilar adecuadamente. Preste mucha atención a la fusión a ambos lados de la ranura.
Verbo (abreviatura de verbo) grietas de soldadura
Las grietas de soldadura son un defecto muy grave. La mayoría de los daños estructurales comienzan con grietas. Se deben tomar todas las medidas necesarias para evitar grietas durante la soldadura y se deben utilizar varios métodos para comprobar si hay grietas después de la soldadura. Una vez que se descubren las grietas, se deben eliminar completamente y luego reparar.
Las grietas de soldadura incluyen grietas en caliente y grietas en frío. Las grietas generadas durante el proceso de cristalización del metal de soldadura de estado líquido a sólido se denominan grietas en caliente, se caracterizan por ser visibles inmediatamente después de la soldadura, en su mayoría ocurren en el centro de la soldadura y se distribuyen a lo largo de la misma. La mayoría de las grietas térmicas penetran la superficie y son de color oxidado, con extremos ligeramente redondeados. La causa del agrietamiento en caliente es la presencia de impurezas de bajo punto de fusión (como FeS) en el baño de soldadura. Debido al bajo punto de fusión de estas impurezas, la cristalización y solidificación son las últimas, y la plasticidad y resistencia después de la solidificación son extremadamente bajas. Por lo tanto, bajo la acción de la tensión de restricción estructural externa y la contracción de solidificación del metal de soldadura, estas impurezas de bajo punto de fusión en el baño fundido se eliminan durante el proceso de solidificación o poco después de la solidificación, lo que resulta en grietas intergranulares. Cuando las piezas de soldadura y los electrodos contienen más impurezas como azufre y cobre, es probable que se produzcan grietas por calor. Las medidas para prevenir grietas térmicas incluyen: primero, controlar estrictamente los parámetros del proceso de soldadura, reducir la velocidad de enfriamiento, aumentar adecuadamente el coeficiente de forma de la soldadura y utilizar soldadura multicapa y de múltiples pasadas con baja corriente tanto como sea posible para evitar grietas en el centro de la soldadura; en segundo lugar, implementar cuidadosamente el proceso. Estandarizar y seleccionar procesos de soldadura razonables para reducir la tensión de soldadura.
Las grietas que se desarrollan en la línea de fusión entre el metal base o el metal base y la soldadura durante o después del enfriamiento del metal de soldadura se denominan grietas en frío. Esta grieta puede aparecer inmediatamente después de soldar, o puede aparecer horas, días o incluso más después de soldar. Las principales razones para la aparición de grietas en frío son: 1) Bajo la acción del ciclo térmico de soldadura, la zona caliente forma una estructura endurecida 2) Hay exceso de hidrógeno difusible en la soldadura y hay condiciones concentradas; sometido a grandes esfuerzos de restricción. Las medidas para prevenir grietas por frío son: 1) Elegir varillas de soldadura con bajo contenido de hidrógeno para reducir el contenido de hidrógeno difusible en la soldadura 2) Respetar estrictamente las reglas de almacenamiento, horneado y uso de los materiales de soldadura (varillas de soldadura, fundente) y tener cuidado; para evitar la humedad; 3) Limpiar cuidadosamente La suciedad del aceite, la humedad y el óxido en el borde de la ranura pueden reducir la fuente de hidrógeno 4) Según el grado del material, el equivalente de carbono, el espesor del componente, el entorno de soldadura, etc. , seleccione parámetros razonables del proceso de soldadura y energía de la línea, como precalentamiento antes de soldar, enfriamiento lento después de la soldadura, soldadura multicapa y de múltiples pasadas, control de una determinada temperatura entre capas, etc. 5) Tratamiento post-calor de emergencia para eliminar el hidrógeno, eliminar la tensión interna y endurecer la estructura, mejorando así la dureza de la unión. 6) Utilizar procesos de soldadura razonables y métodos de desoldadura segmentados para reducir la tensión de soldadura.
6. Otros defectos
En la soldadura, también son comunes algunos defectos como nódulos de soldadura, cráteres de arco y forma y tamaño de la soldadura. La razón principal para la generación de soldadura es el transporte desigual de la barra, lo que conduce a una alta temperatura del baño fundido y una lenta solidificación del metal líquido, formando así soldadura de metal en la superficie de la soldadura. El destello también puede ocurrir cuando se utiliza una corriente de soldadura y una longitud de arco excesivas en soldadura vertical y aérea. La causa del cráter del arco es que el tiempo de extinción del arco es demasiado corto, que la soldadura se interrumpe repentinamente o que la corriente es demasiado alta al soldar placas delgadas. La apariencia de la superficie de la soldadura se ve afectada por la rebaba, que puede provocar fácilmente inclusiones de escoria en la superficie; los cráteres del arco suelen ir acompañados de grietas y poros, lo que debilita gravemente la resistencia de la soldadura. La principal medida para prevenir la inflamación es controlar estrictamente la temperatura del baño fundido. En la soldadura vertical y aérea, la corriente de soldadura debe ser de 10 a 15 veces menor que la de la soldadura plana. Cuando se utilizan varillas de soldadura alcalinas, se debe utilizar soldadura de arco corto para mantener un transporte uniforme de las barras de acero. La principal medida para evitar la aparición de cráteres de arco es que al cerrar el arco en la soldadura manual, la varilla de soldadura debe permanecer por un corto tiempo o convertirse en varias barras redondas.
La existencia de algunos defectos es muy peligrosa para la seguridad de la navegación del barco, por lo que una vez descubiertos los defectos hay que corregirlos a tiempo.
Para la corrección de los poros, especialmente los internos, después de determinar la ubicación, utilice una pala de aire o una ranura con arco de carbón para eliminar todos los defectos de los poros y formar las ranuras correspondientes, y luego realice reparaciones de soldadura para inclusiones de escoria, soldadura incompleta y fusión incompleta; Los defectos también deben eliminarse primero utilizando el mismo método y luego soldarse y repararse de acuerdo con las regulaciones. Para las grietas, los puntos inicial y final de las grietas y la profundidad de las grietas deben examinarse cuidadosamente antes de eliminar los defectos. Cuando se utiliza una pala neumática para eliminar defectos de grietas, se deben perforar orificios de tope de grietas en ambos extremos de la grieta para evitar la expansión de la grieta. Se debe utilizar una broca de 8 a 12 mm al perforar y la profundidad debe ser de 2 a 3 mm mayor que la profundidad de la grieta. Cuando utilice el ranurado con arco de carbón para eliminar grietas, debe comenzar a raspar desde ambos extremos de la grieta hasta eliminarla y luego raspar toda la grieta. No importa qué método se utilice para eliminar los defectos de grietas, las ranuras correspondientes deben formarse, soldarse y repararse de acuerdo con las regulaciones.
Se debe prestar atención a la corrección de defectos de soldadura: 1) Al reparar defectos de soldadura, se debe utilizar soldadura de corriente pequeña, sin oscilación, multicapa y de múltiples pasadas, y se prohíbe la soldadura de reparación con corriente excesiva. 2) Al reparar estructuras rígidas, excepto la primera y la última capa de pasadas de soldadura, se pueden martillar en estado caliente posterior a la soldadura. El inicio y cierre del arco de cada pasada de soldadura debe ser escalonado lo más posible; 3) Para materiales que necesitan ser precalentados, cuando la temperatura del ambiente de trabajo es inferior a 0°C, se deben tomar las medidas de precalentamiento correspondientes; 4) Soldaduras que lo requieran; el tratamiento térmico debe corregirse antes del tratamiento térmico; 5) Para defectos de soldadura en acero de grado D y E y acero estructural de alta resistencia, cuando se utiliza soldadura por arco manual para reparar, se debe utilizar el método de soldadura de energía lineal controlada. Cada defecto debe repararse soldando al mismo tiempo y no se permite ninguna parada. La temperatura de precalentamiento y la temperatura de las capas intermedias deben mantenerse por encima de 60 °C. 6) No se permiten reparaciones de soldadura bajo presión y agua de retorno para eliminar los defectos de soldadura. 7) Las soldaduras modificadas deben volver a inspeccionarse de acuerdo con los requisitos de detección de fallas de las soldaduras originales. Si se vuelven a encontrar defectos que exceden el límite permitido, se deben corregir nuevamente hasta que sean calificados. El número de reparaciones de soldadura no excederá el número de reparaciones especificado.
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