Неровный В.М. - Теория сварочных процессов (1043833), страница 90
Текст из файла (страница 90)
Все зтн мероприятия регулируют величину деформации в ТИХ н вследсгвне этого влняют на стойкость к образованию горячнх трещин. Хорошо Известны широко применяемые на практике способы уменьшения зтнх деформаций: прнмененне технологических планок„прнварнваемых в начале н конце шаа; жесткое закрепление изделия во время сваркн с целью уменьшения его короблення; выведение кратера на технологнческне планкн; сопутствукнцнй подогрев пернфернйных зон конструкции, параллельных сварному шву; многослойная сварка н другие прнемы. Следует подчеркнуть, что все указанные способы находятся в тесной взанмосвязи н оказываизт комплексное влияние как на формированне структуры металла шва, ее макро- и микронеоднородность, так н на развнтне термодеформацнонных процессов прн сварке.
12ЛОЗ. Холодные трещнны прн сварке Холодные трещнны обьеднняют категорню трещнн в сварном соединении, формальными признаками которых являются: возможность нх визуального наблюдения практнческн сразу после охлаждения соединения; их блестящий крнсталлнческнй нэпом без следов высокотемпературного окнслення. Холодные трещины— локальные хрупкие разрушення матернала сварного соединения, возникающие под действием собственных сварочных напряжений. Размеры холодных трещин соизмеримы с размерами зон сварного соединения.
Локальность разрушення обьясняется частичным снятием напряжений прн образовании трещин, а также ограннченностью зон сварного соедннення, в которых возможно развитие трегднн без дополнительного притока знергнн от внешних нагрузок. Характерными особенностями большинства случаев возникновення холодных трещин являются следующне: 1) наличие инкубационного периода до момента образования очага трещины; 2) образование трещин происходит прн значениях напряжений, составляющих менее 0,9 кратковременной прочности материалов в состоянии после сварки.
Этн особенности позволяют отнести хо- 668 34 лодные трещнны к замедленно- л х му разрушению свежезакаленной стали. У К образованию холодных г трещин прн сварке склонны углеродистые и легнрошшные сталн, некоторые тнгановые н алюминиевые сплавы. Прн сварке углеродистых н легнрованных р 1 2 59 В сталей холОЛНые Трещнны МОГ ~ Г щин в сварных соединениях угле- об)жзоватьсл еслн сгалн НРегеР" ролистых и легированных сталей: певают частичную илн полную ! — ввтКШШ; З вЂ” иЧВСтОКВВв; З вЂ” вот- Захалху ХОЛОЛНЫЕ т)ЗЕПШНЫ рык»и 4 - проиввьиые хпвплиые трв- нозннкактг в процессе охлаждешины в шве ния после сварки ниже темпера- туры 150 'С илн в течение последующих нескольких суток.
Они могут образовываться во всех юнах сварного соединения н располагаться параллелыю нлн перпенднкулярно по отношению к осн шва. Место образования н направление трещин зависят от состава основного мепила н металла шва, соотношения компонент сварочных напряжений н некоторых других обстоятельств. В соатветствин с геометрическими прнзнакамн н характером излома холодные трещины получили определенные названня (рнс. 12.59): «откол» вЂ” продольные трещины в зоне термического влияния; «отры⻠— продольные трещины в зоне сплавлення со стороны шва (аустеннтного); «частокол» вЂ” поперечные трещины в зоне термнческого влияния.
Наиболее часто возникают холодные трещины вида ' °,' ° . '.''.' ', 1ИОВ «откол». Образование холод- ' ' ЛС ных трещнн начн лается с А появления очага разрушения, ОШЗ как правило, на границах бывших аустеннтных зерен на ОКОЛОШОВном участке „1260 М и ны теРмнческОГО Влил~, тер разрушении иа участке очаги хо "рнмыкактщнх к лнннн сшшл лолиой трещины (А) и смешанной иа пенна (рнс. 12.60). Протяжен- участке ее разшпив 1В): ность очаГОВ трещнн состав- ЛС вЂ” линии спвввлвиив; ОШЗ вЂ” окввошввляег несколько диаметров ивв твин 669 бывших аустеннтных зерен.
Прп зтом разрушенне не сопровождается заметной пластпческой деформацпей н наблюдается как практически хрупкое. Это позволяет отнести холодные трещины к межкрнсталлптному (межзеренпому) хрупкому разрушению. Дальнейшее развитие очага в микро- и макротрсщнну мекет носить смешанный нли внутрнзеренный характер.
Основнымп факторами, обусловлнвающнмн образование холодных трещин в сварном соединении пз углероднстых и легнрованн~х ~талей, являкпся: 1) структурное состояние металла сварного соедннення, характеризуемое наличием сосгавляющпх мартенсптного н бейннтного типа (5д, %) н размером бывшего аустенптного зерна (с!т, мкм), свойства указанных структурных составляющих завнсят от хнмнческого состава и в первую очередь от содержанпя углеролл (С, %); 2) концентрацня диффузионного водорода в зоне зарождения 3 очага Трещины (Нд, см /100 г металла); 3) растягнвающне сварочные напряжения ! рода (стс„, МПа).
Крптическое сочетанне этих факторов прпводпт к образованию холодных трсщнн. Роль структуры в зарождение очага замедленного разрушения свежезакаленной стали связывают с мпкропластнческой деформацией (МПД) в прнграннчных зонах зерен. Наличие в структуре такой стали незакрепленных, способных к скольжению днслокаций прн действии сравнительно невысоких напряжений обусловливает МПД, Особенно высока платность днслокацпй в свежезакаленном мартенсите. Значения МПД лежит в диапазоне от 10 ло -5 -4 10, Проявляется МПД прп напряжениях выше предела неупругостп нлн микроскопического предела текучести од (рнс, 12.61). Процесс МПД вЂ” термически актнвируемый, т. е.
его скорость зависит от температуры и приложенных напряженнй. Сопротивляемость замедленному разрушению завнснт от времени действия нагрузки п стремится к некоторому минимальному значению а„ (рпс. 12.62), которое принимают за номинальное значение нзамедленной прочности». После отдыха способность закаленной сталн к МПД исчезает. Конечные высокие значения твердости н предела текучести закаленной сталн — результат сирення, прн котором происходит закрепление дислокаций атомами углерода.
Особенности развития МПД достаточно хорошо объясняют приведенные выше закономерности замедленного разрушения. 670 О ьч Ряс. 12.62. Зависнместь сопротнвдяемостн зэмедлсннОНЗ раз рушенню Ос От Времснн 1 дейст Вня нягрузкй 1 2 3 10 Я ! 2 3 !О"з с Рнс. 12.61. Характер деформнроаания саежезакаденной стали (щтри- ХОВВЯ ЛНННЯ вЂ” НСПОСРЕЛСТВЕННО после закалки, сплошная — после закалки и Отдыха; ΄— микроскопический предел текучести) 67! Механнзм межкрпсталлического разрушения прп образованпн очагов замедленного разрушения может быть объяснен тем, что максимальные плотность дислокаций п пнтенсивиость МПД прпходятся на приграничные зоны зерен.
Это является результатом того, что мартенснтное превращение начинается в центральных частях зерен прн температурах, соответствующнх верхней части температурного интервала превращенпя, а заканчивается в прнграничных зонах зерен при температурах, соответствующих нижней части зтого интервала. Кроме того, прп образованпп пластинчатого мартенспта его иглы при выходе на граннцы зерен вызывают в зонах, примыкающих к ннм, появление высоких плотности днслокацнй и уровня микронапряженнй. При длительном пагруженпн по граннцам зерен раз- тзхтвнвается локальная МПД, в ре- тз Т2 Т2 зультате которой реализуется межзеренное разрушение по схе- Т2 Т2 ме Зинера — Стро, предполагающей относительное проскальзыванне и поворот зерен по границам (рнс.
12.63). Рпс. 12.63. Схема Зинера — Стро Фазовый состав структуры Образования трещин ири цросварного шва и околошовной зо- скадьзыванни по границам зсрси ны опреде»»яют с помощью диаграммы АРА по химическому составу стали и параметру сварочного термлческого цикла ге6««. Насыщение сварного соединения водородом прн сварке, Основным источником водорода в сварном соединении является водород в атмосфере дуги, который растворяется в расплавленном металле сварочной ванны. Различают следующие формы существования водорода в металле в зависимости от его состоянии, положения в металле: атомарный (плп ионизированный) водород — растворенный в кристаллической решетке до предела растворимости (равновесный), растворенный сверх предела растворимости (неравновесный), связанный с дефектами решетки (скопившийся в так называемых субмикраскопическнх ловунжах)„ молекулярный водород — скопившийся в микро- и макропорах, называемых коллекторамн.
В зависимости ат подвижности в металле различают: диффузионный (диффузионно-подниз«гный) водород Ня - способный к диффузионному перемещению в решетке при появлении градиентов концентраций, температур, напряжений, растворимости (в случае разнородных меиллов). К этой форме относится атомарный водород, растворенный в решетке; закрепленный водород — не способный к диффузии в металле при данных условиях. К этой форме может быть относен атомарный водород в ловушках и молекулярный в коллекторах (его также называют связанным, остаточным, мешллургическим).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
