อะไรทำให้เกิดการแตกร้าวเย็นในการเชื่อมแบบ hot runner?

การแตกร้าวด้วยความเย็นในการเชื่อมแบบ Hot Runner ส่วนใหญ่มีสาเหตุมาจากผลกระทบร่วมกันของการเปราะของไฮโดรเจน โครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว และความเครียดจากการควบคุม เป็นข้อบกพร่องที่มีความเสี่ยงสูง-โดยเริ่มมีอาการล่าช้า โดยมักปรากฏเป็นเวลาหลายชั่วโมงหรือหลายวันหลังการเชื่อม

1. การแตกตัวของไฮโดรเจน

แหล่งที่มาของไฮโดรเจน: วัสดุการเชื่อมที่มีความชื้น การปนเปื้อนของน้ำมันที่มุมเอียง และความชื้นโดยรอบสูงเกินไป (เช่น ฤดูฝนปัจจุบันในหวู่ฮั่นตั้งแต่เดือนเมษายนถึงเดือนมิถุนายน) ทำให้ไฮโดรเจนละลายลงในแอ่งหลอมเหลวระหว่างการเชื่อม

การสะสมของไฮโดรเจน: ในระหว่างการทำความเย็น ไฮโดรเจนจะสะสมที่ขอบเขตของเกรน การรวมตัว หรือข้อบกพร่องในแนวเชื่อมและความร้อน-โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) ทำให้เกิดแรงดันสูงเฉพาะที่ และลดความเหนียวของวัสดุ

ผลกระทบหลัก: ปริมาณไฮโดรเจนที่เกิน 0.6 มล./100 ก. เพิ่มความเสี่ยงของการแตกร้าวเนื่องจากความเย็นอย่างมีนัยสำคัญ

2. โครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว

สาเหตุ: ในเหล็กกล้าโลหะผสม-คาร์บอนสูงหรือต่ำ- การระบายความร้อนอย่างรวดเร็วทำให้ออสเทนไนต์เปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ที่เปราะ ซึ่งช่วยลดความเป็นพลาสติกและความเหนียวลงอย่างมาก

ปัจจัยที่มีอิทธิพล:

อัตราการทำความเย็นเร็วเกินไป: ส่วนประกอบที่มีผนังหนา-มีแนวโน้มที่จะเกิดมาร์เทนไซต์หากไม่ได้รับการอุ่น

แนวโน้มการแข็งตัวของวัสดุสูง: สำหรับโลหะผสม เช่น เหล็กแม่พิมพ์ H13 และ 20CrMo ความเสี่ยงจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อปริมาณคาร์บอนเทียบเท่า (Ceq) > 0.4%

การวิเคราะห์ทางโลหะวิทยาสามารถระบุปริมาณมาร์เทนไซต์ได้ ความแข็งของวิคเกอร์ (HV) > 350 บ่งชี้ถึงการเปราะของโครงสร้างจุลภาค

3. ความเครียดที่ตกค้างและความยับยั้งชั่งใจ

แหล่งที่มา:

ความเครียดจากความร้อนระหว่างการเชื่อม

ความแข็งแกร่งของโครงสร้างสูงและความยับยั้งชั่งใจของข้อต่อสูง (เช่น แผ่นเพลท hot runner แบบเคลือบ)

ความเครียดเพิ่มเติมที่เกิดจากการบังคับจัดตำแหน่งระหว่างการประกอบ

กลไกการออกฤทธิ์: ความเค้นดึงตกค้างรวมกับการแตกตัวของไฮโดรเจนและโครงสร้างจุลภาคที่แข็งตัว ส่งเสริมการเริ่มต้นและการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวในบริเวณที่อ่อนแอ (เช่น HAZ)

หมายเหตุพิเศษ: ความเข้มข้นของความเครียดในพื้นที่ที่ไม่ต่อเนื่องทางเรขาคณิต เช่น รอยเชื่อมที่ตัดกันและโซนการเปลี่ยนผ่านแบบโค้งมน มีแนวโน้มที่จะทำให้เกิดการแตกร้าวเนื่องจากความเย็น

4. เงื่อนไขการก่อตัวที่ครอบคลุม (แบบจำลอง "สาม- องค์ประกอบ")

ทั้งสามเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ แต่ถ้าอยู่ร่วมกัน ความเสี่ยงที่จะเกิดการแตกร้าวเนื่องจากความเย็นมีสูงมาก ซึ่งจำเป็นต้องมีการป้องกันและควบคุมอย่างเป็นระบบ