В этой статье, мы заканчиваем наш обзор нарушения сплошности сварного шва – трещины.
Причина появления подваликовых трещин заключается в присутствии водорода в зоне сварки. Источником водорода может стать присадочный металл, основной металл, окружающая атмосфера или загрязнение поверхности органическими веществами. Если в зоне выполнения сварочных работ находится источник водорода, водород может абсорбироваться в металл зоны термического влияния. В горячем состоянии металл способен удерживать большое количество атомарного водорода (или водорода на стадии образования), обозначаемого как ион водорода Н+.
Однако после затвердевания металл способен вмещать гораздо меньшее количество водорода. Ионы водорода стремятся перемещаться сквозь структуру металла к границам зерен в зоне термического влияния. На этом этапе отдельные атомы водорода могут соединяться, образуя молекулы водорода (Н2). Газообразный водород занимает больший объем, молекулы его слишком велики и не могут проходить сквозь структуру металла. Таким образом, молекулы застревают в структуре. Если металл вокруг молекул не обладает достаточной пластичностью, под воздействием внутреннего давления, создаваемого захваченным водородам, могут образоваться подваликовые трещины.
В качестве инспектора по сварке, Вы должны помнить об этой потенциальной проблеме и принимать меры для ее предотвращения. Лучший способ предотвращения появления подваликовых трещин заключается в устранении всех источников водорода при выполнении сварки металлов, склонных к поглощению водорода. Например, при сварке по технологии SMAW (сварка металлическим покрытым электродом) можно применять безводородные электроды. Если их использование предусматривается техническими условиями, для поддержания низкого уровня влажности их следует хранить в специальной печи для подогрева электродов. Если оставить их на открытом воздухе в течении длительного времени, электроды могут впитать в себя достаточное количество влаги, приводящее к растрескиванию. Элементы, подлежащие сварке, должны быть тщательно очищены в целях удаления с их поверхностей любых источников водорода. Для устранения проблемы растрескивания также может предусматриваться предварительный подогрев.
Поскольку зона термического влияния, как правило, характеризуется меньшей пластичностью, чем окружающие ее металл сварного шва и основной металл, в ней могут появляться трещины и без присутствия водорода. При высокой степени фиксации напряжение от усадки может быть достаточным, чтобы спровоцировать появление растрескивания в зоне термического влияния, в особенности, если речь идет о хрупких материалах типа литейного чугуна.
Трещины могут появляться и в основном металле. Такие трещины могут быть связаны с выполнением сварочных работ, а могут и не иметь отношения к сварке. Часто растрескивание основного металла связывают с концентраторами напряжения, вызывающими растрескивание после ввода изделия в эксплуатацию.
