 |
Имеется две температурные зоны (два интервала температур), в которых возможно образование трещин при охлаждении металла.
|
|
|
|
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Сварные соединения в конструкциях проектируют обычно из условия равной прочности с основным металлом. Современное состояние сварочной науки и техники в большинстве случаев позволяет обеспечить прочность сварного соединения, более высокую или, по крайней мере, равную прочности основного металла.
Если технология сварки правильно выбрана и качественно выполнена, конструкции, как правило, разрушаются вне пределов сварных соединений. Понятие равнопрочности относится, в основном, к сфере эксплуатационной прочности.
Следует различать прочность конструкции в процессе ее технологической обработки (технологическую прочность) и в условиях эксплуатации (эксплуатационную прочность). Несмотря на то, что такое деление весьма условно, его удобно применять при рассмотрении вопросов, связанных с поведением металла при различных видах его технологической обработки.
В процессе изготовления изделия часто испытывают усилия, значительно большие эксплуатационных. Такое несоответствие усилий может привести к недопустимо большим деформациям и разрушению.
Технические мероприятия по предотвращению разрушений и недопустимых деформаций объединены понятием технологической прочности.
Дело осложняется тем, что в течение сварки некоторые участки металла в процессе сварки находятся под воздействием очень высоких температур, резко снижающих прочность металла.
Раздел науки о технологической прочности включает:
- изучение состояния и свойств металла,
- схем и величин, действующих на него усилий,
- величин и характера деформаций, напряжений и других факторов,
от которых зависит возможность появления местных разрушений при изготовлении изделий. Под местными разрушениями понимаются трещины, которые возникают под воздействием напряжений растяжения.
|
|
|
ТРЕЩИНЫ ПРИ СВАРКЕ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ
При сварке трещины образуются тогда, когда пластические деформации, возникающие в результате неравномерного нагрева и охлаждения металла, исчерпают его деформационную способность и напряжения, возрастая, достигнут значений предела прочности. Это относится к растягивающим напряжениям.
В процессе нагрева и охлаждения металла при сварке его температура, величины деформаций и напряжений постоянно меняются. Вместе с тем, свойства металла — его пластичность и прочность — также весьма сильно зависят от температуры.
Чтобы раскрыть механизм возникновения трещин при сварке, целесообразно совместно рассмотреть изменение свойств металла и напряжений в нем в зависимости от температуры. На участках нагрева металла (перед дугой) возникают напряжения сжати я, при которых вероятность образования трещин мала, вследствие чего эту область можно не рассматривать.
С начала кристаллизации и охлаждения металла шва в нем могут возникать напряжения растяжения, величина которых по мере снижения температуры быстро раст ет.
В интервале температурного превращения g-Fe ® a-Fe, которое происходит с увеличением объема, растягивающие напряжения снижаются и могут даже перейти в напряжения сжатия.
Но дальнейшее охлаждение сопровождается ростом напряжений растяжения, что может явиться причиной образования трещин.
Очевидно, что трещины могут возникать только в том случае, когда величина собственных напряжений растяжения в шве достигнет значений предела прочности металла для данной температуры.
Имеется две температурные зоны (два интервала температур), в которых возможно образование трещин при охлаждении металла.
|
|
|
- Одна из них находится в области высоких температур — выше 1300 °С.
Важно отметить, что вблизи температуры солидус (Тс) наблюдается и резкое снижение пластичности, также увеличивающее возможность возникновения трещин в этом интервале температур.
- Вторая зона находится в интервале температур 500—1000 °С, где происходит некоторое снижение показателей пластичности стали. Для Ст.3 это снижение сравнительно невелико и не может служить причиной возникновения трещин. Однако для большой группы сталей и некоторых сплавов в области сравнительно низких температур (ниже 750 °С) наблюдаются резкие провалы пластичности при весьма высоких значениях собственных напряжений, что указывает на опасность возникновения и здесь трещин.
1) вблизи Тс; Кристаллизационными, или горячими, принято считать трещины, которые появляются в металле на завершающей стадии процесса кристаллизации,— в интервале температур, близких к линии солидус.
2) в области более низких температур с пониженными пластическими свойствами металла. Холодные трещины возникают при более низких температурах, чаще всего в результате структурных превращений в металле.
Механизм образования горячих и холодных трещин различен.
Горячие трещины носят межкристаллический характер, т. е. проходят обычно по границам кристаллов, тогда как холодные чаще всего пересекают кристаллы и границы между ними.
Горячие трещины обычно имеют извилистую форму (рис. 159) и кристаллическую зернистую поверхность излома, холодные — более прямые (рис. 160), поверхность излома их чаще всего бывает гладкой, блестящей.
Нужно иметь в виду, что при больших скоростях охлаждения, которые обычно наблюдаются в условиях сварки, распад аустенита может значительно запаздывать и проходить при температурах, более низких, чем это следует из равновесных диаграмм состояния. Образующиеся в этом температурном режиме трещины называются холодными.
Горячие трещины
|
|
|
