Pęknięcia spoin: zimne i gorące
Grupa 100 wg ISO 6520-1 i jedyna wada niedopuszczalna na każdym poziomie jakości — ani przy B, ani przy C, ani przy D. Dla porów i podtopień istnieją wymiary graniczne, dla pęknięcia wymiaru granicznego nie ma.
Pęknięcia gorące
Powstają, gdy metal jeszcze krzepnie, w temperaturach bliskich solidusowi. Mechanizm: między rosnącymi kryształami zostają warstewki cieczy o niskiej temperaturze topnienia, a skurcz w tym momencie rozciąga spoinę. Warstewka pęka.
| Czynnik | Dlaczego wpływa | Co robić |
|---|---|---|
| Siarka i fosfor w materiale | Tworzą warstewki niskotopliwe | Sprawdzać atest, brać spoiwo o niskiej zawartości S i P |
| Wąski i głęboki ścieg | Kryształy rosną naprzeciw siebie, styk w osi jest słaby | Robić spoinę szerszą i płytszą, zmienić ukosowanie |
| Wysoka energia liniowa | Większa objętość jeziorka i silniejszy skurcz | Obniżyć prąd albo przyspieszyć, zob. obliczenie |
| Sztywne zamocowanie | Skurcz nie ma dokąd się podziać, rosną naprężenia | Zmienić kolejność spoin, zwolnić jedną stronę |
| Niewypełniony krater | Jama skurczowa daje start pęknięciu | Wypełniać krater, włączać opadanie prądu |
Osobną grupą ryzyka jest nierdzewka austenityczna: daje większy skurcz i jest bardziej skłonna do pęknięć gorących niż stal węglowa. Tam istotny jest dobór spoiwa o kontrolowanej zawartości fazy ferrytycznej.
Pęknięcia zimne
Pojawiają się po ostygnięciu, poniżej mniej więcej 200 °C, często po godzinach albo dobie. Potrzebują trzech warunków naraz — wystarczy usunąć dowolny jeden.
- Wodór. Przychodzi z wilgoci w otulinie, z brudnych krawędzi, z powietrza przy zerwanej osłonie.
- Struktura hartownicza w strefie wpływu ciepła. Powstaje przy szybkim stygnięciu, tym łatwiej, im wyższy równoważnik węgla stali.
- Naprężenia rozciągające. Od skurczu i od sztywności konstrukcji.
| Warunek | Jak się go usuwa |
|---|---|
| Wodór | Suszenie elektrod, suche przechowywanie, oczyszczenie krawędzi z wilgoci, oleju i rdzy, elektrody z oznaczeniem H5 |
| Struktura hartownicza | Podgrzewanie wstępne i kontrola temperatury międzyściegowej — obliczenie w kalkulatorze CE |
| Naprężenia | Kolejność układania spoin, odprężanie po spawaniu, rezygnacja ze sztywnego zamocowania |
Pęknięcie zimne może ujawnić się po dobie. Przy odpowiedzialnych złączach ze stali o wysokim równoważniku węgla badania końcowe wyznacza się nie wcześniej niż po 24–48 godzinach od spawania — inaczej można odebrać spoinę, która pęknie później.
Jak rozpoznać po miejscu
| Gdzie pęknięcie | Najprawdopodobniej |
|---|---|
| W osi spoiny, wzdłuż | Gorące, krystalizacyjne |
| W kraterze, gwiaździste | Gorące, od skurczu |
| W strefie wpływu ciepła, pod ściegiem | Zimne, wodorowe |
| Na linii wtopienia, w poprzek | Zimne albo od przyklejenia |
| Pojawiło się po godzinach | Zimne, jednoznacznie |
Naprawa
- Znaleźć końce pęknięcia — wzrokowo, badaniem penetracyjnym albo magnetyczno-proszkowym. Długość widoczna jest zawsze mniejsza od rzeczywistej.
- Nawiercić końce, żeby pęknięcie nie poszło dalej przy wycinaniu.
- Całkowicie usunąć wadliwy odcinek z zapasem 15–20 mm poza końce.
- Odtworzyć ukosowanie, oczyścić, w razie potrzeby podgrzać.
- Spawać od nowa elektrodami niskowodorowymi wg instrukcji.
- Skontrolować ponownie, z wyczekaniem, jeśli stal jest skłonna do pęknięć zimnych.
Częste pytania
Dlaczego pęknięcie pojawiło się dobę po spawaniu?
To znak pęknięcia zimnego. Potrzebuje czasu: wodór dyfunduje w strefie wpływu ciepła i gromadzi się w miejscach koncentracji naprężeń. Stąd praktyczna zasada — badania odpowiedzialnych złączy na stalach o wysokim równoważniku węgla wykonuje się nie od razu, lecz po 24–48 godzinach.
Czy pęknięcie w kraterze jest poważne?
Tak. Pęknięcie kraterowe jest zwykle gwiaździste i siedzi tam, gdzie spoina jest już osłabiona jamą skurczową. Stamtąd łatwo idzie dalej w spoinę. Leczy się nie zaspawaniem od góry, lecz nawykiem wypełniania krateru ruchem powrotnym albo włączonym opadaniem prądu.
Czy można zaspawać pęknięcie bez wycinania?
Nie. Pęknięcie ma ostre końce sięgające głębiej niż widoczna granica. Zaspawane od góry zostaje w środku i rośnie dalej. Końce koniecznie się nawierca albo wybiera, potem usuwa cały wadliwy odcinek z zapasem i spawa od nowa.
Aktualizacja: