Versagen metallischer Werkstoffe III

Oct 18, 2024

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Organisationsmängel aus Gussmetall

1. Kraterbildung und Lockerung

Definition: Schrumpfung ist das Metall im Kondensationsprozess aufgrund einer Volumenkontraktion im Barren oder Gusskern zur Bildung röhrenförmiger (oder aufgeweiteter) Löcher; In den winzigen Schrumpflöchern ist loses Material im Metall verteilt.

Ursache: Beim Erstarren des flüssigen Metalls kommt es zur Volumenkontraktion, bei fehlender Ergänzung durch flüssiges Metall zur Bildung von Löchern. Die Bildung von Lunkerlöchern hängt von der Temperatur des flüssigen Metalls, den Abkühlbedingungen und der Größe des Gussstücks ab.

Auswirkung: Die mechanischen Eigenschaften des Gussstücks werden erheblich beeinträchtigt, es kann zu Ermüdungserscheinungen kommen, die zum Bruch führen und gleichzeitig die Korrosionsbeständigkeit des Gussstücks beeinträchtigen.

2. Segregation

Definition: das Phänomen der ungleichmäßigen chemischen Zusammensetzung im Gussstück, unterteilt in mikroskopische Segregation (z. B. intrakristalline Segregation) und Makrosegregation (z. B. regionale Segregation, spezifische Gewichtssegregation).

Ursache: Im Prozess der Metallerstarrung kommt es aufgrund unzureichender Diffusion oder eines unzureichenden Temperaturgradienten sowie anderer Faktoren zu einer ungleichmäßigen Zusammensetzung innerhalb oder zwischen Kristallen.

Auswirkungen: Führen zu einer ungleichmäßigen Leistung der Gussteile und in schwerwiegenden Fällen zu Ausschuss.

3. Einschlüsse

Definition: metallische oder nichtmetallische Stoffe mit einer klaren Grenzfläche zur Matrix.

Ursachen: können von Verunreinigungen in den Rohstoffen, Oxiden im Schmelzprozess und Ausfällen aus feuerfestem Material herrühren.

Auswirkungen: Beeinträchtigen die mechanischen Eigenschaften von Gussteilen, insbesondere die Zähigkeit und Dauerfestigkeit, und erhöhen gleichzeitig das Risiko von Rissen.

4. Blasen

Definition: Metall im geschmolzenen Zustand kann im Kondensationsprozess aufgrund der verringerten Löslichkeit und der Freisetzung von Gas im Metall, das sich innerhalb der Blase bildet, eine große Anzahl von Gasen lösen.

Ursachen: mit dem Desoxidationsgrad des Metalls, der Schmelztemperatur, der Abkühlgeschwindigkeit und anderen Faktoren.

Auswirkung: Verringerung des effektiven Querschnitts des Metallgusses, Verringerung der Festigkeit des Materials, kann zu Rissen führen.

5. Knacken

Definition: Bruchphänomen innerhalb oder an der Oberfläche des Gussstücks.

Ursachen: können mit Gussspannungen, der Entmischung von Legierungselementen, unsachgemäßer Wärmebehandlung und anderen Faktoren zusammenhängen.

Auswirkung: schwerwiegende Auswirkung

Verbesserungsmaßnahmen

Verbesserungsmaßnahmen bei organisatorischen Mängeln im Metallguss umfassen vor allem folgende Aspekte:

Optimieren Sie den Gießprozess: Reduzieren Sie Fehler durch Anpassung der Gießtemperatur, der Abkühlgeschwindigkeit, des Gießsystems und anderer Parameter.

Verbessern Sie die Qualität der Rohstoffe: Verwenden Sie hochwertige Rohstoffe, reduzieren Sie den Gehalt an Verunreinigungen und Gasen.

Stärkere Schmelzkontrolle: Kontrollieren Sie die Schmelztemperatur und -zeit streng, um die Gleichmäßigkeit und Reinheit der Schmelze sicherzustellen.

Wärmebehandlung: Beseitigen oder reduzieren Sie Spannungen und Organisationsfehler im Inneren der Gussteile durch einen geeigneten Wärmebehandlungsprozess.

Inspektion und Reparatur: Nutzen Sie zerstörungsfreie Prüfungen und andere Methoden, um die Gussteile zu prüfen und die Mängel rechtzeitig zu finden und zu reparieren.

Schweißfehler in Metallen

Schweißfehler an Metallen sind unvollständige oder schlechte Schweißnähte oder Schweißverbindungen, die aus verschiedenen Gründen während des Schweißprozesses verursacht werden. Diese Mängel können die Qualität und Leistung der Schweißkonstruktion erheblich beeinträchtigen oder sogar zu Strukturversagen führen.

1. Die Schweißnahtgröße entspricht nicht den Anforderungen

Phänomen: Ungleichmäßiges Schweißnahtprofil, Schweißkanalbreite ist nicht gleichmäßig, Schweißnahthöhe ist zu groß oder zu klein.

Ursachen: Winkel, Breite und Montagespalt der Schweißnaht sind nicht gleichmäßig; falsche Auswahl des Elektrodendurchmessers; Schweißstrom ist zu groß oder zu klein; Transport der Stange und der Winkel der falschen und ungleichmäßigen Schweißgeschwindigkeit.

2. Bisskante

Definition: Der Lichtbogen oder die Flamme schweißt die Kante des Grundmaterials auf, ohne den Zusatz von Zusatzwerkstoff zu erhalten, und hinterlässt eine Vertiefung oder Rille.

Ursachen: Der Schweißstrom ist zu groß, der Lichtbogen ist zu lang, der Transportwinkel ist falsch und die Bedienung des Transportstreifens ist nicht fachmännisch; Schweißtransport, Fasenkante auf beiden Seiten der Verweilzeit ist zu kurz, was dazu führt, dass das geschmolzene Metall und das Grundmaterial nicht verschmolzen werden.

3. Schweißnaht

Definition: Das geschmolzene Metall fließt zur Schweißnaht außerhalb des ungeschmolzenen Grundmetalls und bildet den Metalltumor.

Ursachen: Schmutz an der Fasenkante wird nicht entfernt; Strom ist zu groß, die Schmelzbadtemperatur ist zu hoch; Die Schweißgeschwindigkeit ist zu langsam und der Gruppenabstand ist zu groß.

4. Lichtbogengrube

Definition: Beim Schweißen aufgrund von Lichtbogenunterbrechung und unsachgemäßem Schließen des Lichtbogens am Ende der Schweißnaht, die durch den tief liegenden Teil gebildet wird.

Ursachen: Schweißbad ist nicht mit Metall gefüllt, Lichtbogen löscht zu schnell oder Strom ist zu groß (dünnes Blech) und verursacht.

5. Spritzer

Definition: Während des Schweißvorgangs spritzen die geschmolzenen Metallpartikel auf die Schweißnaht und auf beide Seiten des Grundmaterials.

Ursachen: falsche Polarität der alkalischen Elektroden, Lichtbogeninstabilität; Die Verbindungen des Erdungskabels sind nicht geeignet, was zu schwerwiegenden magnetischen Störungen führt. Elektrodenlagerung ist nicht angemessen, Feuchtigkeit und so weiter.

6. Lichtbogenabrieb

Definition: durch versehentliches Versehen, so dass der Schweißstab oder Schweißgriff und das Schweißwerkstück Kontakt haben, oder Erdungsdraht und schlechter Kontakt mit dem Werkstück kurzzeitig durch den Lichtbogen verursacht werden und auf der Oberfläche des geschweißten Werkstücks Narben zurückbleiben.

Ursache: Unvorsichtiger Betrieb, so dass der freiliegende Teil des Schweißstabs oder Schweißgriffs und nicht schweißende Teile des Kontakts kurzzeitig durch den Lichtbogen verursacht werden.

7. Interne Mängel

Porosität

Definition: Gas im Schweißbad konnte während der Erstarrung nicht entweichen und verblieb im Schweißhohlraum.

Ursachen: schlechter oder nasser Schweißdraht; Schweißen von Teilen mit Feuchtigkeit, Öl oder Rost; Schweißgeschwindigkeit ist zu hoch; Strömung ist zu stark; Bogenlänge ist nicht geeignet; Ist die Schweißnahtdicke zu groß, kühlt das Metall zu schnell ab.

Schlacke

Definition: Die Schlacke verbleibt nach dem Schweißen in der Schweißnaht.

Ursachen: Die vorherige Schlackenschicht wird nicht vollständig entfernt; Schweißstrom ist zu niedrig; Schweißgeschwindigkeit ist zu langsam; der Elektrodenschwenk ist zu groß; die Schweißnahtkombination und das schlechte Design.

Nicht durchgeschweißt

Definition: Die Einschweißtiefe ist geringer als die Blechdicke des Defekts.

Ursachen: falsche Auswahl des Schweißdrahtes; Strom ist zu niedrig; Die Schweißgeschwindigkeit ist zu hoch. Der Temperaturanstieg reicht nicht aus. Schweißkonstruktion und falsche Kombination usw.

Fehler beim Sichern

Definition: Zwischen Schweißkanal und Schweißstück bzw. zwischen Schweißkanal und Schweißkanal befindet sich ein nicht vollständig geschmolzenes Teil.

Ursachen: Strom zu klein, Schweißgeschwindigkeit zu hoch, Erwärmung nicht ausreichend, Anfasung ist nicht sauber und Verunreinigungen verbrauchen einen Teil der Wärme, Schweißstabpositionsverschiebung usw.

Riss

Definition: Die Bindung der Metallatome in der Schweißnaht wird beschädigt, was zur Bildung neuer Grenzflächen und zur Rissbildung führt.

Ursachen: Die Schweißverbindung enthält zu viel Kohlenstoff, Mangan und andere Legierungselemente; schlechte Qualität der Elektrode oder nass; übermäßige Belastung der Schweißnaht; hoher Schwefelgehalt des Grundmaterials ist nicht zum Schweißen geeignet; Der Aufbau der Vorbereitung reicht nicht aus; die Dicke des Grundmaterials ist zu groß, die Abkühlung erfolgt zu schnell; die Strömung ist zu stark und so weiter.

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