Сварка в машиностроении.Том 3 (1041440), страница 80
Текст из файла (страница 80)
Винокуров В. А. Отпуск сварных конструкций для снижения напряжений. М.. Машиностроение, 1973. 213 с. н т кций, М., Маши- 2. Кудрявцев И. В., Нвумченков Н. Б. усталость сварных конструкци... ашиностроение, 1976. 270 с. й. Л., С ост оение, 1972. 3. Михайлов В. С. Правка судовых сварных конструкци, уд р 152 с. ч сагалевич В.
м. методы устранения сварочных деформаций Р и иап яжсний. М., 5. Стеклов О. И. Прочность сварных конструкций в агрессивных средах. М., Машиност оенне, 1976. 200 с. 6, Труфяков В. И. усталость сварных соединений. Киев, Наукова думка, !973. 216 с. Глава 14 ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛОВ ПРИ СВАРКЕ Технологическая прочность — способность материалов выдерживать без разрушения различного рода воздействия в процессе их технологической обработки. При сварке различают технологическую прочность металлов в процессе кристаллизации (горячие трещины) и в процессе фазовых и структурных превращений в твердом состоянии (холодные и другие виды трещин).
Для оценки технологической прочности используют следующие показатели: 1) склонность сварных соединений к образованию трещин, определяемая при сварке образцов проб лабораторного назначения, которые предусматривают интенсивное развитие одного или нескольких факторов, обусловливающих образование трещин; 2) сопротивляемость металла в различных зонах сварного соединения образованию трещин при сварке, определяемая испытанием сварных образцов внешне приложенными нагрузками и оцениваемая количественным показателем; 3) стойкость сварных соединений против образования трещин; зависит как от сопротивляемости материалов образованию трещин, так н от величины сварочных деформаций или напряжений; ее определяют путем сварки образцов технологических проб отраслевого назначения, включающих основной и сварочный материалы, тип и жесткость сварного соединения, термические и климатические условия сварки применительно к определенному виду сварных конструкций; степень (или группа) стойкости оценивается указанным выше комплексом условий сварки образца пробы, прн которых еще не образуются трещины.
Горячие трещины при сварке — хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной зоны (ОШЗ), возникающие в твердожидком состояшш в процессе кристаллизации, а также при высоких температурах в твердом состоянии, на этапе преимущественного развития вязко-пластической деформации, Такие дефекты могут возникать в сварных соединениях конструкционных сплавов при всех способах сварки плавлением, Характерные виды горячих треп;ин представлены на рис. 1, а их топография — на рис.
2, для анализа причин появления горячих трещин определяют высокотемпературные деформации и сопоставляют их с деформацнонной способностью металла в процессе сварки. Деформации металла при сварке определяют дифференциальным методом 1191: е=е +е (1) где е — деформация металла при сварке; е„— температурная деформация в свободном состоянии; ек — наблюдаемая деформация при сварке. Величину есв для шва определя!от по его усадке, а для металла околошовной зоны измеряют на дилятометрах. Величину еи обычно определяют эксперныен.
395 Рис. 2. Топография горячих трещин в сварных соединениях: 1 — 2 — п одень но вон е; г — Š— по — ные в шве и околошовБ— о овне зоне; в— — поперечные толщине свариваемого Технологическая прочность металлов при сварке Рис. 1, Виды го ячих ря их трещин в сварных соединениях: и — трещины в металле шва сплава И ~ лава Л системы М ~К Я растил а; Х; — тРещина в металле шва сплава И— талие ОШЗ плана системы А1 — М— по тол не металла в ОШЗ сплава типа ХН66ВМТЮ. 76Х Технологическая прочность в и о ость в процессе кристаллизации тально. Деформации п и сва к р свар е измеряют на малых база ы контактные етоды с де ен'е,, ы с деформометрами рычажного емко Йзменение высокотемперату ных е пом = дг/дТ = 1~ гю.
рис. 3). Он неоднозначно зав ементов, их закреплени , я, тепло изич висит от жесткости ке описывается теми определяется в основг о сваривае- ~ м синхронностью из еских свойств метал измерения. Максимум е о ла, и осв 0 м его может как опе менения 8 и темпера термического цикла (р . 3 п ратуры на базе ис. ,а, кривые е и г режать, так и отставать от максим ма лизации развиваются де мле 1 ормации удлинения ен но п га нв . первом случае на зт тапе кристалн1 Н вел не, согЛ Но о ф ия и удлинения затвердеваю выявлен вдочь и попе ек ос гн, на рис. 3, б.
Та щем металле п и сва варке незакрепленных элементо мал ых э'шею~тон (25 27) У их закрепленя ен, увел чивает в лучае и снижает их — во втором. Механические свойства и в с при высоких темпе гом неравновесности ст у ловиях сварки, т. е. с учего ратурах. Свойства опре дел яют в об аз ах э ф р ции в шве. Первое условие дос тигается и и ими структуры и концентрац Р лцы термического цикла соз ан ли индукционны нагревоьп а оба ке испытуемых об аз ов. даны испытательные машины ЛТП-3-5 МВ ия) В машине ЛТП 3 5 (Рис 4) об пе с. о еспечивается свободный нагрев обра с большой (до 50 мм/с) н """' Р'"" '-""' д на зтапе охлаж азца выше ИМЕТ-1 отличается лишь тем ч с нли малой ско остью о разрушения магнитом е с большой скорое ь тем, что разрушение об аз а т оджной температуры испытани (б ыт ия с регулируем ос я олее важны исп ства для е тся склонность ме ыми ско- или п щ му место при образовании горячих трещин, талла к вязкому течен ию, имею- и пластинчатые образцы из ос основного м ), При испытаниях стерж возможных температур (не жневые изменяющих геоме еталла нагревают до максимально пе ат а р~зр ают на этапе охлаждени Об Рным швом нагревают до темения.
Разцы со сва разца, о с и днако использование об аз т чности непоср дс о в темп а в ТИХ она снюкаетс~ до 01 — 05е/  — е. олее достове ные св ти ), где р ведения о пластичности в ии де ормации к и ш ов ристаллизующегося металла 39Т 396 т«с тс т;с ен ен Тоь" т) Тб ю лнл Мн« (т,б и г г .Тб;,,„уч Технологическая прочность металлов при сварке Рис.
3. Характер развития высокотемпературных деформаций в условиях сварки; и — синхронное ен, и несинхронное еи развитие наблюдаемых поперечных деформаций е (г) на бйае А — В по отношению к термическому циклу сварки Т (1) (при увеличении 'и базы вн имеет знак «+», а при сокращении — знак « — »); б — соотношение между температурной деформацией ь в свободном состоянии и наблюдаемой де4юрмацией ен прв синхронном (е ) и несинхронном (е ) их развитии, а также при увеличении жесткости загон~ нл т( зок; в — нарастание внутренней деформации е,, гз, с, на этапе охлаждения прн синхронном з,, несинхронном ез развитии е„и при ен = 0 (глучай с увеличенной жесткостью показан штриховой линией) Рис.
4. Эскиз образца (а) и схема машины (б) для оценки прочности и пластичности металла в условиях сварки: ! — многоступенчатый механизм растяжения; 2 — клиновой штифт-компенсатор; 3 — прижим; 4 — образец; б — термопара; б — токоподводящнй сектор; ? — дняамометр Технологическая прочность в процессе кристаллизации О пластичности судят по абсолютной величине деформации, при ко рой пывается пластичность и возникает трещина.
Эффективна методика (23), где крпсталлизующийся стыковой шов растягивают поперек оси путем импульсного перемещения пластин на дознруемую величину сз (рис. 5, а). Увеличивая Ь Рис. 5. Схема определения границ ТИХ, пластичности шва в ТИХ и характер ее зависимости от режима сварки: а — схема растяжения шва в процессе сварки; б — определение нижней и верхней границ ТИХ по длине 1 р трещины и распределению температуры т (к) по длине шва (б — огибающая концов трещин, описывающая распределение пластичности по длине шва); а — изменение Л 1 прн шп увеличении скорости сварки для сплавов; (в 12Х18Н9Т; 2 — 09Х16Н4Б; 3 — ХН78Т Рис, 6.
Схема нарастания деформаций е', е" Н 8«' МЕтаЛЛа Шна, ИЗМЕНЕНИЯ ЕГО ПРОЧНОСтк о и пластичности 6 в процессе сварки; Т, и Т, — температуры ликвидус н солидус; 6, 6 и 6" — изменение пластичности; Т„Т„,, Тнз и Тна — верхняя и нижние границы ТИХ„ ТИХз и ТИХз; 6, — запас пластичности в ТИХТ при деформации 8«'1 'рк — темп нарастания деформации при нсчерйании пластичности в ТИХ« критический при испытании серии образцов до образования трещины, находя (1 по к о рой оценивают пластичность. Чтобы определить границы ТИХ, увеличивают Л до значений 5 — 106~1„. При этом стабилизируется длина трещины, что позволяет измерить температуру у концов трещины в момент деформировання. Так находят верхнюю Т„(рис. 5, б) и нижнюю Тн границы ТИХ.
Эта методика учитывает влияние состава шва н режима сварки на ТИХ и пластичность металла шва (рис. 5, и), но не определяет его прочность в ТИХ. Механизм образования горячих трещин. Результаты исследований позволяют дать обобщенную схему изменения прочности и пластичности сплавов в проце се кристаллизации при сварке (рис, 6), Выше Т, металл ванны находится 398 399 Технологическая прочность металлов при сварке в жидко-твердом состоянии и имеет весьма большую пластичность в результате Ни циркуляции жидкой фазы между кристаллами; его прочность близка но сн иже Т, образуется кристаллический каркас в шве, прочность повыш ается, ижается пластичность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
