Неровный В.М. - Теория сварочных процессов (1043833), страница 94
Текст из файла (страница 94)
При многослойной сварке целенаправленно используют автоподозрев и автоотпуск, т. е. Влияние минимальной температуры, ' да которой охлаждаются предыдущие валики прн укладке последующих (она называется межпрохадной температурой). Прн однослойной сварке выбирают тепловой режнм, обеспечивающий значения скорости охлаждения, прн которых мартенсит в структуре полностью исключается или его содержание снижается да допустимого. При этом, учитывая, что свойства мартенсита в основном зависят от содержания углерода в стали, можно ориентироваться на соотношение допустимого количества мартенсита Мд„„в зоне термического влияния и содержания углерода, приведенное в виде графиков на рис. 12.73.
На практике, особенно при затруднениях в проведении металлографического анализа структуры зоны термического влияния„ структурное состояние оценивают значением твердости. Как правило, в технических условиях на сварку изделий указывают допус- б87 20 М „,% тимое значение твердости. В технцческих условиях на различньи.' изделия это значенце указывают в 40 лиапазоне 200...350 НУ.
Прн вы- 350 НУ полнении расчетов общего харак- ЗО тера часто принимают значение 300 НУ. Выбор допустимой твердости (наряду с целью предотвращения холодных трещин), часто выполняют и для получения тре- 10 буемых механических свойств металла сварных соединений. О Процедура выбора теплового режима сварки предусматривает: 02 ОЗ С % 1) наличие диаграммы АРА для Рпс.
12.73. Допустимое содер стали, нз которой изготовлено жанне мартеиснта в структуре изделие; зоны термического влияния в 2) экспериментальное или зависимости от содержания лерода в стали и заланной уг расчетное опрелеленне параметтвердостн ров термического цикла сварки (амы5 и.лн гк/5) в окалошовной зоне (Таз»» = ! 350...1450 'С) соединения при сварке данного изделия. Диаграмма АРА в координатах Т вЂ” геы5 (или гх 5)„на которой зафиксированы критические скорости охлаждения, позволяет определить состав структуры для задания термического цикла.
Решение обратной задачи — определение допустимой скорости охлаждения (шд „) по принятому допустимому содержанию мартен- сита в структуре околошовной зоны позволяет откорректировать тепловой Режим сваРки, если ир5 > пзд . Это можно выполнить двумя способамн: увеличением удельной погонной энергии сырки д/(гзб) или введением предварительного либо сопутствующего подогрева. Часто наиболее рациональным является сочетание этих двух способов. При этом следует учитывать неравнозначное влияние д/(юб) и подогрева на параметры сварочного термического цикла в различных диапазонах температур.
Увеличение 4/(пб) приводит к увеличению времени пребывания при температурах выше 1000 'С (! >!ооо), т. е. к росту аусгенитного зерна. Подогрев более эффективно понижает скорость охлаждения же~5 и время пребывания при температурах выше 200 'С, что соответственно уменьшает содержание мартенсита в структуре и ускоряет десорбцию волорода из сварного соединения. Следует отметить, что предварительный подогрев до температуры Т„„при сварке тонких листов, особенно протяженными швами, менее эффективен, чем сопутствующий подогрев (до Т,„), поскольку быстра снижается температура подогрева вследствие интенсивной поверхностной теплоотдачи. При сварке толстых листов и массивных заготовок эти виды подогрева практически равноценны.
Однако и в этом случае на практике Тел назначают на 20...30 'С выше, чем 7;„. Согласно европейскому стандарту Е14 1011-2:2001 ц документу крекомендации по сварке металлических материалом Дуговая сварка ферритных (углеродистых и низколегированных) сталей» рекомендуется определять температуру подогрева ТР, "С, с целью предотвращения холодных трещин по соотношению Т =б97 СЕТ+100 !)з~--~+02.Н)3 *55+ и' Р= ~353 + (53 СЕТ вЂ” 32)Д-328, Мп+ Мо Сг+ Сц йй где СЕТ=С+ + + специальный эквивалент !О 20 40 углерода стали, % (диапазон значений СЕТ = 0,2...0,5 %); д — толщина стали, равная 10...90 мм; Н)3 — исходная концентрация диффузионного водорода в металле шва, определенная экспериментально методом МИС, в пределах 1...20 см /100 г Ме; Д вЂ” погон- 3 ная энергия сварки в пределах 0,5...4 кДж/мм; т)з(х) =— ех+е х гиперболический тангенс (х =- п735).
Для предотвращения холодных трещин в послесварочный период проводят послесварочный нагрев (200... 300 'С) илн высокий отпуск (600...700 'С) сварных узлов непосредственно после сварки. Для предотвращения холодных трещин в ряде случаев (изделия из мартенснтных сталей небольших толщин) достаточен местный кратковременный отпуск с помощью индуктора ТВЧ или других концентрированных источников теплоты с ншревом до 700 'С в течение 2...3 мин. Рйс. 12,74. Схема сварочного термического цикла многослойной сварки в зоне термического адндння: з - заапочния цикл; з - кого»оно»рок; 3 — ннкл псрскрнсгзллнзкнин и мзнспьчапа кусто«и»ного зерна (коз»поз»к повторная :аюикк); з - никки отпуска; 5 — никла повторного нагрева (дссартззнк диффузионного викь родо) А'гз А'с» г,с Особым случаем является многослойная сверяй (рис, 12.74), при которой сварочный термический цикл й структура зоны термического влияния формируются пол лействнем следующих фактором — автоподогрева, т.
е. минимальной температуры остывання предыдущего сварного валика, снижающей действительные скорости охлаждения при укладке последующих валиков (позиция 2); — перекристаллизации и измельчения аустенитиого зерна при втором и последующих нагревах зоны термического влияния до максимальных температур в лнапазоне от А'сз ло 1000 'С (позиция 3); — автоотпуска структуры зоны термического влияния при последующих нагревах до максимальных температур в диапазоне от 400 'С до А "с» (позицйя 4); — повторного нагрева при температурах 200...400 'С, способствующего отдыху закалочных составляющих структуры и выходу водорода из сварного соединения (позиция 5).
В случае циклов повторного нагрева «структурный» подход при выборе режима сварки прйменим только к первому (возможно, и ко второму) циклам. Однако в процессе наложения последующих валиков структура будет изменяться в зависимости от температуры и времени действия отпускных циклов. В результате выбранный тепловой режим сварки может оказаться неоправданно завышенным по своим параметрам. Определение параметров теплового режима при многослойной сварке при необходимости учета влияния большого числа влияющих факторов возможно только с использованием компьютерных технологий.
Для стыковых многослойных соединений расчет ~о~но выполнйть с ~омощью уже рассмот)»ение~о йнжейерйого программного комплекса «Свариваемость легированных сталейзз (см. рис. 12,66). Для сложных по геометрии сварных соединений расчет теплового режима сварки необходимо выполнять численным методом конечных элементов с использованием компьютерных средств.
Состав металла шва оказывает существенное влияние на сопротивляемость околошовной зоны, однако механизм влияния шва на околошовную зону еще недостаточно изучен. Эффективно применение сварочных материалов, имеющих более низкие температуры кристаллизации, превращения аустеннта, чем у основного металла, а также имеющих повышенную растворимость водорода и пониженный коэффициент его диффузии. Этими эффектами отчасти можно объяснить значительное повышение сопротивляемости околошовиой зоны трещинам при применений аустеййтных сварочных материалов вместо феррито-перлйтных.
Способы сийжеййя концентрации вод~род~ в ме»алле сверйых швов главным образом основаны на устранении источников, снабжающих атмосферу дуги водородом. Это прокавка электродов с фтористо-кальциевыми покрытиями при 350...450 'С, низко- кремнистых флюсов при 600 'С и фторйсто-кальциевых при 900 'С, в течение 3...5 ч; осушение защйтных газов сйликагелем, чтобы их точка росы поддерживалась на уровне не выше -35 'С, очиспга сварйваемых кромок и сварочной проволоки от ржавчины, масла и других загрязнений. В ряде случаев предусматривают связывание водорода в атмосфере луги в не растворимые в жидком железе соединения.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
