• Home
  • الأخبار و المدونات

تحليل أسباب فشل التكسير في رؤساء اللوحات المركبة


Upload Time:

Dec 31, 2024

خلال تصنيع رأس بيضاوي لوحة مركبة DN6200 (المشار إليه فيما بعد باسم رأس لوحة مركبة) ، واجهت شركة حالات متكررة من التشقق. الرأس' المادة الأساسية (الطبقة الخارجية) هي الفولاذ الكربوني 16MnR بسمك 20 مم ، في حين تتكون مادة الجدار الداخلي من الفولاذ المقاوم للصدأ 316L بسمك 4 مم. الرأس لديه قطر 6200 مم.

بسبب حجم الرأس الكبير وقيود مواصفات عرض لوحة الفولاذ القائمة البالغة 2.2 متر ، أعطت عملية التصنيع الأولوية لزيادة استخدام شظايا الفولاذ المقاوم للصدأ. في البداية ، تم لحام لوحات الفولاذ المقاوم للصدأ يدويا باستخدام لحام القوس. في وقت لاحق، انضمت ثلاث لوحات من الفولاذ المقاوم للصدأ وثلاث لوحات من الفولاذ الكربوني باستخدام لحام متفجر لإنشاء لوحة مركبة. ثم تم لحام اللوحات المركبة بالقوس يدويا لتشكيل لوحة مركبة واحدة فارغة.

تم تشكيل الرأس البيضاوي للصفيحة المركبة باستخدام عملية الدوار البارد. للتحقيق في سبب التشقق في رأس اللوحة المركبة وتطوير تدابير مضادة فعالة لمنع مشاكل مماثلة في المستقبل ، أجرى المهندسون تحليلا متعمقا.

1. تحليل الجدار الداخلي لرأس لوحة مركبة
وقتصر الضرر الذي لحق بالجدار الداخلي للرأس على اللحامات بين لوحات الفولاذ المقاوم للصدأ 1 و 2. لم تلاحظ أي مشاكل في لحام الربط لللوحة المركبة نفسها. كانت الشقوق على اللحامات اللحامية من الفولاذ المقاوم للصدأ موجودة في الاكتئابات المركزية لللحام وكانت تسببها في المقام الأول تمزق الحمل الزائد بسبب التشوه البلاستيكي المفرط.

تحليل الجدار الخارجي لرأس الصفيحة المركبة
على الجانب الفولاذي الكربوني من الجدار الخارجي، كان التصقق يرافقه علامات مرئية على التشوه المفرط، والعنق، والانقسام. تتوافق هذه التشوهات بدقة مع لحام الربط لألواح الفولاذ المقاوم للصدأ 1 و 2 على الجدار الداخلي. كشفت الملاحظة أن سطح الشقوق الرئيسي يتوافق مع لحام الربط لألواح الفولاذ المقاوم للصدأ الداخلية. بالإضافة إلى ذلك ، عرض انتشار الشقوق خطوات حيث تقاطعت الشقوق من طبقات مختلفة.

وهذا يشير إلى أن التشقق أثناء عملية الغزل البارد نتيجة لتمزق الحمل الزائد لمصدر متعدد الشقوق. ومع انتشار الشقوق ، تقاطعت مع الشقوق على مستويات مختلفة ، مما غير اتجاهها لحظة قبل العودة إلى مسار الشقوق الأساسية. يتوافق هذا المسار الأساسي مع لحام الربط من الفولاذ المقاوم للصدأ للجدار الداخلي ، مما يسلط الضوء على أن منطقة اللحام هذه كانت أضعف نقطة في اللوحة المركبة.

أظهر الكسر الرئيسي خطًا متميزًا للراحة من الإجهاد ، مؤشرًا على كسر بلاستيكي ليفي يسببه التحميل الزائد المتكرر والتشوه. نشأ الكسر من الجدار الداخلي للصفيحة الفولاذية المقاومة للصدأ ومتد إلى الركيزة الفولاذية الكربونية. بعد فحص دقيق، تم تحديد مصادر شقوق متعددة على لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ، مما أكد أن الكسر الرئيسي كان فشل مصدر متعدد الشقوق.

التحليل الدقيق

وأجري مزيد من التحليل الدقيق للتعمق في العوامل المادية والهيكلية المساهمة في التكسير.

2. التحليل الميتالوغرافي لركيزة الصلب الكربوني

تشبه مورفولوجيا الفراغ في الركيزة الفولاذية الكربونية لللوحة المركبة قبل الغزل المادة قبل المعالجة. ومع ذلك ، بعد الدوار البارد ، يزيد عدد وقطر الفراغات بشكل كبير. يحدث هذا لأن قاعدة الصلب الكربوني تخضع، أثناء الغزل البارد، لتصلب العمل البارد بسبب تطبيقات القوة المتكررة. هذا يؤدي إلى تراكم الانحراف وتغييرات في الهيكل المعدني. هذه التغييرات في حجم الفراغ وتوزيعه هي السبب الرئيسي لتمزق المواد والفشل.

2.2 التحليل الميتالوغرافي لحام الربط من الفولاذ المقاوم للصدأ

تم إنشاء لحام الربط على لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ باستخدام لحام قوس يدوي مزدوج الجانبين ، مما أدى إلى تشكيلات مزدوجة الجانبين دون أي لحام إصلاح. اللحام على الجانب المرتبط بقاعدة الصلب الكربوني هو اللحام الثانوي ، في حين أن اللحام على سطح الجدار الداخلي للرأس هو اللحام الأساسي. هناك عيب هندسي ، أقل من 2 مم في الحجم ، بين اللحامين بسبب عدم الاختراق الكافي أثناء اللحام الثاني. هذا العيب يشكل عيب لحام خطي مستمر على طول مركز اللحام.

أصبحت عيوب اللحام هذه نقاط بداية الشقوق خلال عملية الغزل البارد. زيادة تكبير هذه العيوب تكشف عن بدء الشقوق التفضيلية في حوافها. وبالتالي ، يتم تحديد عيب اللحام الخطي في لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ كمصدر رئيسي للتمزق الداخلي في رأس لوحة مركبة.

2.3 تحليل المجهر الإلكتروني المسح الضوئي (SEM)

كشف تحليل SEM لعينات الكسر أن كسور لوحات الفولاذ المقاوم للصدأ المركبة تظهر هيكلًا مميزًا للبلاستيك المتساوي المحور ، مؤشرًا على كسر بلاستيكي مفرط. وبالمثل ، تظهر كسور الركيزة من الفولاذ الكربوني أيضًا هيكلًا بلاستيكيًا ، ولكن مع اختلافات كبيرة في الحجم. وقد لوحظ العديد من الثغرات الكبيرة بشكل غير طبيعي، والتي كانت مرتبطة بالتناقضات المادية والفراغات في الهيكل المعدني. هذه الفراغات هي مصدر رئيسي للثغرات الكبيرة في الكسور.

ملخص

  1. عيوب اللحام كمصدر للتصدع
    كانت العيوب الخطية في اللحامات القوسية اليدوية ذات الجانبين من لوحة الفولاذ المقاوم للصدأ ، الموزعة على طول مركز اللحام ، مصدرًا حاسمًا للتشقق أثناء تصنيع رأس لوحة مركبة DN6200. تسببت القوى المتكررة خلال عملية الدوار في انتشار هذه الشقوق ، مما أدى في النهاية إلى فشل الرأس بسبب التحميل الزائد.

  2. تجويفات الركيزة من الفولاذ الكربوني
    كانت الفراغات العديدة في الركيزة الفولاذية الكربونية مسؤولة عن تشكيل ثغرات كبيرة بشكل غير طبيعي أثناء كسور الحمل الزائد. تساهم هذه الفراغات في الخصائص غير المتساوية للمادة وهي المناطق التي من المرجح أن يحدث فيها التشقق. وتعزى الزيادة في عدد وحجم الفراغ في المقام الأول إلى القوى الخارجية المتكررة خلال عملية الغزل البارد ، والتي تسببت في تصلب العمل البارد وتراكم التشويه وتغييرات في الهيكل المعدني.

  3. التوصيات

    • التحكم في الفراغ:وينبغي بذل جهود لتقليل عدد وحجم الفراغات في الركيزة الفولاذية الكربونية للحد من العيوب المحتملة التي تفاقمت بسبب العمل البارد.
    • جودة اللحام:يجب التحكم الصارم في جودة اللحامات. على وجه الخصوص ، أثناء اللحام بالقوس اليدوي لألواح الفولاذ المقاوم للصدأ ، فإن التفتيش الشامل لحامات الربط ضروري للقضاء على العيوب الداخلية الخفية وضمان سلامة اللحام الموثوقة.