1. Défauts de soudage courants dans les soudures Q355GNH
(1) Fissuration induite par l'hydrogène (HIC) – Le défaut le plus critique
Manifestation: Fines fissures (transgranulaires ou intergranulaires) qui se forment dans le métal fondu ou la ZAT des heures ou des jours après le soudage, souvent déclenchées par des contraintes résiduelles et l'absorption d'hydrogène.
Causes:
Teneur élevée en hydrogène provenant de matériaux de soudage « sales » (par exemple, électrodes humides, gaz de protection non purifié comme le CO₂ avec de l'humidité).
La composition riche en Cu/Cr- du Q355GNH augmente sa sensibilité à la fragilisation par l'hydrogène.
Un refroidissement rapide après le soudage (par exemple dans des environnements froids) emprisonne l'hydrogène dans la microstructure, augmentant ainsi la force motrice des fissures.
(2) Manque de fusion (LOF) et manque de pénétration (LOP)
Manifestation : espaces non fusionnés entre le métal soudé et le métal de base (LOF) ou pénétration incomplète à travers l'épaisseur du joint (LOP), affaiblissant la capacité portante du joint-.
Causes:
Apport de chaleur insuffisant (par exemple, faible courant de soudage, vitesse de déplacement élevée) – Les éléments d'alliage résistant aux intempéries du Q355GNH augmentent légèrement son point de fusion, nécessitant une chaleur plus élevée que l'acier au carbone ordinaire.
Mauvais ajustement du joint-(par exemple, écart radiculaire excessif, mauvais alignement) ou angle électrode/fil inapproprié.
(3) Grossissement des grains dans la ZAT – Dégrade la ténacité
Manifestation : La ZAT (adjacente à la soudure) développe des grains grossiers de ferrite ou de bainite, entraînant une forte baisse de la résistance aux chocs à basse -température (par exemple, l'énergie d'impact à -40 degrés tombe en dessous de 27J).
Causes:
Un apport de chaleur excessif (par exemple, un courant de soudage élevé, une vitesse de déplacement lente) – une exposition prolongée à des températures élevées (au-dessus de 950 degrés) provoque une croissance incontrôlable des grains d'austénite.
La microstructure normalisée du Q355GNH est sensible à la chaleur ; la surchauffe perturbe son équilibre fin en ferrite-perlite.
(4) Dégradation de la résistance à la corrosion – Un défaut « caché »
Manifestation: La zone de soudure (y compris le métal fondu et le HAZ) se corrode plus rapidement que le métal de base, formant des couches de rouille inégales – une défaillance de la fonction principale de vieillissement du Q355GNH.
Causes:
Métal d'apport incompatible (par exemple, utilisation d'électrodes en acier au carbone ordinaire au lieu d'électrodes spécifiques à l'acier patinable-) : la soudure manque de Cu/Cr/Ni pour former une couche protectrice de rouille.
Oxydation post-soudure (par exemple, pas de traitement de passivation) : les gros grains de la ZAT forment une rouille poreuse et non-adhérente.
2. Mesures de prévention pour chaque défaut
(1) Prévenir la fissuration induite par l'hydrogène (HIC)
Contrôler les sources d’hydrogène:
Matériaux de soudage à sec : faites cuire les électrodes à faible teneur en hydrogène (par exemple, E5015-G pour l'acier patinable) à 350 à 400 degrés pendant 1 à 2 heures ; Conservez les électrodes inutilisées dans un four de maintien chauffé (80 à 120 degrés).
Purify shielding gas: Use dry CO₂ or Ar-CO₂ (moisture content ≤50ppm); install a gas dryer if ambient humidity >60%.
Réduire le stress résiduel:
Preheat the base metal to 80–150°C (critical for plates >12 mm d'épaisseur ou en températures<5°C) to slow cooling and allow hydrogen escape.
Effectuez un soulagement des contraintes après-soudage (550 à 650 degrés pendant 1 à 2 heures) pour les composants à parois épaisses-ou les joints à contraintes élevées-.
Optimiser le taux de refroidissement: Utilisez le contrôle de la température entre les passes (maintenez 150 à 250 degrés entre les passes de soudure) pour éviter un refroidissement rapide.
(2) Prévenir le manque de fusion/pénétration
Ajuster l'apport de chaleur:
Pour le soudage à l'arc manuel (MMA) : utilisez des électrodes d'un diamètre de 3,2 à 4,0 mm, d'un courant de 100 à 160 A et d'une vitesse de déplacement de 8 à 12 cm/min.
Pour le soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW) : utilisez un diamètre de fil de 1,2 mm, un courant de 180 à 220 A, une tension de 22 à 26 V et une vitesse de déplacement de 10 à 15 cm/min.
Améliorer la préparation des articulations: Assurez-vous que l'écart entre les racines est de 2 à 4 mm, l'angle de biseau de 60 degrés ± 5 degrés et nettoyez les bords des joints (enlevez la rouille, l'huile ou le tartre avec une brosse métallique ou une meuleuse).
Optimiser la technique de soudage: Maintenir un angle électrode/fil de 70 à 80 degrés (pour les soudures d'angle) ou de 90 degrés (pour les soudures bout à bout) ; utilisez des mouvements de « tissage » (largeur inférieure ou égale à 3 × diamètre de l’électrode) pour assurer une fusion complète.
(3) Empêcher le grossissement des grains HAZ
Limiter l’apport de chaleur: Gardez l'apport de chaleur inférieur ou égal à 25 kJ/cm (pour les plaques inférieures ou égales à 20 mm d'épaisseur) – évitez les électrodes/fils surdimensionnés ou les vitesses de déplacement lentes.
Utiliser des procédés de soudage à faible-chaleur: Prioritize GMAW or pulsed GMAW over submerged arc welding (SAW) for thin plates; SAW (high heat input) is only suitable for plates >25 mm avec normalisation après-soudure.
Contrôler la température entre les passes: Ne dépassez pas 300 degrés – une chaleur excessive entre les passes prolonge l’exposition des zones dangereuses à des températures élevées.
(4) Prévenir la dégradation de la résistance à la corrosion
Utiliser des métaux d'apport de qualité-résistants aux intempéries:
MMA : E5015-G (GB/T 5117) ou E5016-G (électrodes de vieillissement spécifiques à l'acier avec Cu/Cr/Ni).
GMAW : ER50-G (GB/T 8110) avec une teneur en Cu de 0,20 à 0,50 % et une teneur en Cr de 0,30 à 0,80 %.
Traitement de surface après-soudure:
Enlever les projections de soudure et les scories avec un ciseau ou une meuleuse ; fil-brossez la zone de soudure pour favoriser la formation uniforme d'une couche de rouille.
Appliquez un revêtement de passivation (par exemple, apprêt époxy) si le composant est exposé à des environnements difficiles (par exemple, brouillard salin côtier) dans le mois suivant le soudage.
