Feb 142013
 
Fisura este o discontinuitate in material, caracterizata din doua puncte de vedere:
■    morfologic, prin forma alungita, cu o raza mica in zona varfului §i o deschidere mica intre flancuri;
■    fundamental, printr-un mecanism de aparitie specific.

Fisurile sunt cele mai grave defecte si apar fara a exista in prealabil deformari plastice locale. Se considera ca principalii factori care genereaza aceste defecte, sunt tensiunile locale mari si starea locala fragila a metalului de baza. Fisurile se clasifica dupa:
-    marimea lor:

fisuri

Clasificarea fisurilor dupa forma

-    macrofisuri care se observa cu ochiul liber;

-    microfisuri;

-    fisuri submicroscopice.

-    localizarea lor la nivelul retelei cristaline:
-    intercristaline;
-    intracristaline sau transcristaline;
-    mixte.
-    orientarea lor fata de axa sudurii:
-    longitudhale (11, 12, 13);
-    transversale (21, 22, 23).
-    localizarea lor in imbinarea sudata:
-    in sudura (11, 21, 31, 41, 51, 61);
-    in ZIT (12, 22).
-    forma lor:
-    stelate (31);
-    in retea (51);
-    ramificate (61).
-    momentul aparitiei lor:
-    neintarziate;
-    intarziate.
-    mecanismul producerii lor:
-    fisurarea prin film lichid (FFL) sau fisurarea la cald, care poate exista in variantele de fisurare la cristalizarea primara (FFLC) §i la incalzirea perisolidus (FFL/);
-    fisurarea prin fragilizare in prezenta hidrogenului (FPH) sau fisurarea la rece sau fisurarea intarziata;
-    fisurarea la reincarcare subcritica (FRS) sau de detensionare; fisurarea prin destramare lamelara (FDL)

In unele cazuri pot actiona mai multe mecanisme de producere, in sensul ca aparitia fisurilor este cauzata de un anumit tip de mecanism, iar dezvoltarea lor unui alt tip de mecanism.

modelul fllc

Modelul fizic al fisurarii de tip FFLC

 Modelul fizic al fisurarii FFLC

La acest tip de fisurare, filmul lichid, care a determinat fisurarea, constituie un rest de faza lichida existent in cursul cristalizarii primare.
La momentul t=t 1, celulele cristaline 1′ §i 1″ cresc in sens contrar pe directiile de cristalizare DC’ §i DC”. Metalul se contracta §i iau nastere contractiile principale pe directiile C’ §i C”. Existenta unui strat de lichid de grosime mare, face ca in acest moment, tensiunile C sa fie nule.

La momentul t=t2, procesul de crestere a celulelor cristaline duce la o scadere treptata a filmului lichid §i o crestere a contractiilor C’ si C”. Pe interfata solid-lichid, incepe sa se manifeste existenta unei solicitari mecanice (a’, a”), care va fi cu atat mai mare, cu cat este mai dificila patrunderea de lichid proaspat intre fronturile de cristalizare. De asemenea, pe masura ce scade cantitatea de lichid, acesta se imbogateste in elemente segregabile, care micsoreaza temperatura de solidificare a lichidului. La momentul t=t3, in spatiul dintre fronturile de cristalizare exista doar resturi de film lichid si goluri cauzate de tensiunile σ’ fi σ” contractiile C’ si C” fiind in imposibilitatea alimentarii cu lichid proaspat. Golurile constituie germeni de fisura care cresc pe directiile I, II.
La momentul t=t4, golurile existente se unesc si dau nastere amorsei de fisuri. Asemenea fisuri, pot apare in cusatura si se pot propaga pana in zona de legatura.

2

Modelul fizic al fisurarii de tip FFLI

Modelul fizic al fisurarii prin FFLI

Fisurarea prin film lichid la incalzirea perisolidus (FFLI) apare datorita existentei unui film lichid rezultat prin topirea unui constituent sau faza solida in timpul procesului de incalzire de la sudare.

1,2,3,4- graunti ce vor face parte din fafia de supraincalzire dupa sudare; 5- formatiuni usor fuzibile in stare solida; 6 – formatiunea 5 in stare topita; 7 – lichidul baii de metal topit; 8 – linia de fuziune;

9 – film lichid intergranular; 10 – celula in curs de formare; 11 – fisura in ZIT; 12 – film lichid intercelular; 13 – fisura in sudura;

14 -strat intercelular; a – solicitare mecanica; D -dilatare; C – contractie; T- temperatura procesului; TTF – temperatura de topire a formatiunilor usor fuzibile; Tsf – temperatura de solidificare a filmului intergranular.

Determinarea analitica a tendintei de fisurare la cald a sudurii

Tinand seama de rolul pe care-l au eutecticii usor fuzibili, creati in urma unor procese de segregare si plasati in marginea grauntilor, s-a propus calcularea unui “indice de sensibilitate fata de fisurarea la cald” HCS (hot craking sensitivity). Elementele cu cea mai mare nociva influenta sunt C, S si P, aspect evidentiat si prin relatia indicelui de sensibilitate fata de fisurarea la cald (HCS), valabil pentru sudurile slab aliate.

Relatia indicelui fata de fisurarea la cald

Daca valoarea lui HCS>4, atunci sudura este inclinata spre fisurare la cald. Estimarea unei dependente cantitative si calitative, intre rezistenta fata de deformarea pastica a materialului de baza, capacitatea de deformare plastica inainte de rupere (D) si nivelul solicitarilor a din imbinare, in functie de temperatura, a permis obtinerea unei reprezentari grafice, prezentate in figura de mai jos.

fig grafic
Intersectia curbelor I fi III, arata ca in punctul F se produce fisurarea (cand σ=σc fi D=0), deoarece temperatura corespunzatoare punctului F este in intervalul IFP. Pentru o alta structura sudata, la care curba IV reprezinta variatia nivelului tensiunilor, fisurarea nu s-ar fi produs, deoarece materialul are capacitate mare de deformare fi temperatura corespunzatoare punctului E nu apartine intervalului IFP. Daca in aliajul studiat ar fi aparut constituent ufor fuzibili (eutectici) care ar fi dus la largirea intervalului de fragilitate plastica de la IFP la IFP’, prin deplasarea curbei de deformare plastica D de la II la V, atunci materialul ar fi fisurat, deoarece TE→ IFP

 

 

 

*Toate articolele de la sectiunea Ingineria Sudarii sunt utile in promovarea examenului IWE/IWI            ISIM Timisoara

 

 Leave a Reply

(required)

(required)

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>