Причины образования горячих трещин
а) повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, глубокая и узкая сварочная ванна
б) пониженное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, глубокая и узкая сварочная ванна
в) повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, широкая сварочная ванна
Ниже подробное разбор и ответ с обоснованием.
Что такое горячие трещины
- Горячие (горячая деградационная/солидфикационная) трещина образуется в зоне плавления или рядом с ней во время остывания и затвердевания сварного шва. Причина — слабость жидко- или полутвердообразовавшихся границ зерен и низкодмельные фазы, которые образуются за счёт сегрегации примесей (S, P и др.) и определённой геометрии сварного шва, создающей напряжения при затвердевании и усадке.
- Ключевые факторы: химический состав/sum примесей (особенно S, P; C и Si тоже влияют) и характер теплового цикла/геометрия шва (напряжения и скорость охлаждения).
Оценка вариантов
- Вариант а) повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, глубокая и узкая сварочная ванна
- Аргумент в пользу: повышенное содержание вредных примесей (особенно серы и фосфора) резко увеличивает склонность к горячим трещинам, потому что S и P образуют низкоплавкие пленки на границах зерён и облегчают их разрушение во время затвердевания. Геометрия глубокого и узкого шва создаёт сильное тепловое напряжение и резкое ограничение окружающим металлом, что способствует появлению трещин именно в процессе solidification.
- Следствие: эта комбинация факторов наиболее благоприятна для горячих трещин.
- Вариант б) пониженное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, глубокая и узкая сварочная ванна
- Аргумент против: снижение содержания углерода и других перечисленных элементов снижает риск горячих трещин. Геометрия шва остаётся узкой и глубокой, но отсутствие вредных примесей уменьшает образование низкоплавких фаз. Следовательно, этот вариант менее вероятен как причина горячих трещин.
- Вариант в) повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, широкая сварочная ванна
- Аргумент против: хотя повышенное содержание примесей действительно способствует горячим трещинам, широкая сварочная ванна обычно снижает градиенты охлаждения и резки напряжений по сравнению с узким глубоким швом. Большой поперечник шва может уменьшать локальные напряжения, поэтому сочетание "повышенного содержания" и "широкой ванны" не столь редко приводит к горячим трещинам, как вариант а. Однако чисто по сочетанию факторов а) против в) чаще выбирают а), потому что именно глубокая и узкая ванна создаёт наиболее агрессивные условия для трещин при наличии вредных примесей.
Ответ
- Правильный вариант: а) повышенное содержание в металле шва углерода, кремния, серы, фосфора, глубокая и узкая сварочная ванна
Краткое пояснение по практическим аспектам
- Чтобы снизить риск горячих трещин, часто снижает содержание S и P в составе шва, регулируют сера- и фосфорообразующие примеси, улучшают текучесть шва и уменьшают напряжения за счёт правильной подготовки основного металла, предварительного подогрева, режимов охлаждения и снижения механического ограничения шва.
Если нужно, могу привести конкретные примеры по металлу/плате и предлагаемым способам снижения риска горячих трещин.