1. Difetti di saldatura comuni nelle saldature Q355GNH
(1) Cracking indotto dall'idrogeno (HIC) – il difetto più critico
Manifestazione: Fessure sottili (transgranulari o intergranulari) che si formano nel metallo saldato o nella ZTA ore o giorni dopo la saldatura, spesso innescate dallo stress residuo e dall'assorbimento di idrogeno.
Cause:
Elevato contenuto di idrogeno da materiali di saldatura "sporchi" (ad es. elettrodi umidi, gas di protezione non purificato come CO₂ con umidità).
La composizione ricca di Cu/Cr-del Q355GNH ne aumenta la sensibilità all'infragilimento da idrogeno.
Il raffreddamento rapido dopo la saldatura (ad esempio, in ambienti freddi) intrappola l'idrogeno nella microstruttura, aumentando la forza trainante della cricca.
(2) Mancanza di fusione (LOF) e mancanza di penetrazione (LOP)
Manifestazione: spazi non fusi tra il metallo saldato e il metallo di base (LOF) o penetrazione incompleta attraverso lo spessore del giunto (LOP), indebolendo la capacità di carico del giunto-.
Cause:
Apporto di calore insufficiente (ad esempio, bassa corrente di saldatura, elevata velocità di spostamento): gli elementi di lega resistenti agli agenti atmosferici del Q355GNH ne aumentano leggermente il punto di fusione, richiedendo calore più elevato rispetto al semplice acciaio al carbonio.
Scarso adattamento del giunto-(ad esempio, eccessivo spazio alla radice, disallineamento) o angolo dell'elettrodo/filo non corretto.
(3) Ingrossamento del grano nella HAZ – Degrada la tenacità
Manifestazione: La zona HAZ (adiacente alla saldatura) sviluppa grani grossolani di ferrite o bainite, portando a un forte calo della resistenza all'impatto a bassa-temperatura (ad esempio, l'energia d'impatto a -40 gradi scende al di sotto di 27J).
Cause:
Eccessivo apporto di calore (ad esempio, corrente di saldatura elevata, velocità di marcia lenta): l'esposizione prolungata a temperature elevate (superiori a 950 gradi) provoca la crescita incontrollata dei grani di austenite.
La microstruttura normalizzata del Q355GNH è sensibile al calore; il surriscaldamento interrompe il suo sottile equilibrio di ferrite-perlite.
(4) Degrado della resistenza alla corrosione – Un difetto "nascosto".
Manifestazione: La zona di saldatura (incluso il metallo saldato e la zona HAZ) si corrode più velocemente del metallo di base, formando strati di ruggine irregolari: un fallimento della funzione principale di invecchiamento del Q355GNH.
Cause:
Metallo d'apporto non corrispondente (ad esempio, utilizzando elettrodi semplici in acciaio al carbonio invece di quelli specifici per acciaio resistente agli agenti atmosferici-): la saldatura è priva di Cu/Cr/Ni per formare uno strato protettivo di ruggine.
Ossidazione post-saldatura (ad es. senza trattamento di passivazione): i grani grossi della HAZ formano ruggine porosa e non-aderente.
2. Misure di prevenzione per ciascun difetto
(1) Prevenire il cracking-indotto dall'idrogeno (HIC)
Controllare le fonti di idrogeno:
Materiali di saldatura a secco: cuocere gli elettrodi a basso-idrogeno (ad es. E5015-G per acciaio resistente agli agenti atmosferici) a 350–400 gradi per 1–2 ore; conservare gli elettrodi non utilizzati in un forno di mantenimento riscaldato (80–120 gradi).
Purify shielding gas: Use dry CO₂ or Ar-CO₂ (moisture content ≤50ppm); install a gas dryer if ambient humidity >60%.
Ridurre lo stress residuo:
Preheat the base metal to 80–150°C (critical for plates >12mm di spessore o in temperature<5°C) to slow cooling and allow hydrogen escape.
Eseguire la distensione post-saldatura (550-650 gradi per 1-2 ore) per componenti con pareti spesse-o giunti ad alta-sollecitazione.
Ottimizza la velocità di raffreddamento: Utilizzare il controllo della temperatura tra le passate (mantenere 150–250 gradi tra le passate di saldatura) per evitare un raffreddamento rapido.
(2) Prevenire la mancanza di fusione/penetrazione
Regolare l'apporto di calore:
Per la saldatura ad arco manuale (MMA): utilizzare elettrodi di diametro 3,2–4,0 mm, corrente 100–160 A e velocità di spostamento 8–12 cm/min.
Per la saldatura ad arco gas-metallo (GMAW): utilizzare filo con diametro 1,2 mm, corrente 180–220 A, tensione 22–26 V e velocità di spostamento 10–15 cm/min.
Migliora la preparazione articolare: Assicurarsi che lo spazio tra le radici sia di 2–4 mm, l'angolo di smussatura di 60 gradi ±5 gradi e pulire i bordi del giunto (rimuovere ruggine, olio o incrostazioni con una spazzola metallica o una smerigliatrice).
Ottimizzare la tecnica di saldatura: Mantenere un angolo elettrodo/filo di 70–80 gradi (per saldature d'angolo) o 90 gradi (per saldature di testa); utilizzare movimenti "a trama" (larghezza inferiore o uguale a 3× diametro dell'elettrodo) per garantire la fusione completa.
(3) Prevenire l'ingrossamento del grano HAZ
Limitare l'apporto di calore: Mantenere l'apporto di calore inferiore o uguale a 25 kJ/cm (per piastre con spessore inferiore o uguale a 20 mm) – evitare elettrodi/fili sovradimensionati o velocità di spostamento lente.
Utilizza processi di saldatura a basso-calore: Prioritize GMAW or pulsed GMAW over submerged arc welding (SAW) for thin plates; SAW (high heat input) is only suitable for plates >25 mm con normalizzazione post-saldatura.
Controllare la temperatura di interpass: Non superare i 300 gradi: il calore eccessivo nell'interpass prolunga l'esposizione della ZTA alle alte temperature.
(4) Prevenire il degrado della resistenza alla corrosione
Utilizzare metalli d'apporto di grado-resistente agli agenti atmosferici:
MMA: E5015-G (GB/T 5117) o E5016-G (elettrodi specifici per acciaio resistente agli agenti atmosferici con Cu/Cr/Ni).
GMAW: ER50-G (GB/T 8110) con contenuto di Cu 0,20–0,50% e contenuto di Cr 0,30–0,80%.
Trattamento superficiale post-saldatura:
Rimuovere gli schizzi di saldatura e le scorie con uno scalpello o una smerigliatrice; spazzolare con filo metallico-la zona di saldatura per favorire la formazione uniforme dello strato di ruggine.
Applicare un rivestimento passivante (ad esempio, primer epossidico) se il componente è esposto ad ambienti difficili (ad esempio, nebbia salina costiera) entro 1 mese dalla saldatura.
