Неровный В.М. Теория сварочных процессов (841334), страница 92
Текст из файла (страница 92)
заготовок, которые в дальнейшем критичсскии зсып лсФарыдиии затвердевшего шва на этапе завершения его кристаллизации Изгибающие моменты ЛХичг возникают вследствие продольного удлинения близлежащих относительно сварочной ванны слоев металла в результате ил нагрева движущимся впереди источникоги нагрева (рис. )2.49).
При этом, чем больше неравномерность распределения макси- напряжения, а в периферийной части основного металла — сжимающие. Эпюры остаточных сварочных напряжений являются взаимно уравновешенными по сумме и моменту. Суммирование приращений локальных баз дает возможность определить перемещения различных точек (плоскостей) сварного изделия относительно выбранной нулевой точки (плоскости). Сва ка листов в незак еплен- Е о,= — Л у .1., поп Г (12. 64) (12.65) ьп ср гб где Š— модуль упругости, В,- параметр жесткости закрепления свариваемых элементов (расстояние от центра шва до закрегшения); а,, и ср — соот- В, ветственно коэффициент .герРис.
12.51. Схема образования по- мического линейного расширеперечной составляющей сварочных ния н удельная объемная тепло- в. ~ стные и пластические свойства материала с параметрами напряженно-деформированного состояния, создаваемого технологическими нагрузками. Условием обеспечения технологической прочное~и является следуюшее: в каждый текуший момент технологического цикла значения параметров деформационной способности или сопротивления материала разрушению должны превышать значения соответствующих параметров напряженно-деформированного состояния. Нарушение этого условия приводит к разрушению материала, например при сварке — к образованию различного типа трещин: горячих, холодных, ламелярных и др. 12.10.2.
Горячие трещины при сварке Горячие трещины при сварке — это хрупкие межкрнсталлитные разрушения шва и зоны термического влияния, наиболее часто .=...,.;„,:::;;;;;;-:,"„;:,="::;:.;, ';,.,и.„;пПЧ.,Ож~пгь)М,„.1)).т)О)ЯННЦ ПРИ ЗаВЕРШЕНИИ КРИСтаЛ- кристаллитами. При охлаждении сплава ниже Тк г жидкая фаза полностью затвердевает и деформацнонная способность сплава резко возрастает и достигает максимума, так как деформация распространяется на весь объем полностью затвердевшего металла. Размер ТИХ в основном определяется химическим составом сплавов. В первом приближении для оценки ТИХ используют диаграмму состояния сплава. Для равновесных условий кристаллизации (например, охлажленнс расплава в печи) за ТИХ принимают нижнюю полонину интервала кристаллизации г(Тл — Тс)'21 для неравновесных условий кристаллизации, например при сварке, Тгы соответствует неравновесному солидусу Т, „(рис, 12.53, а, б).
В реальных условиях на длину ТИХ оказывают влияние сле- Тс Тс„ а б в дующие факторы: не учитываемые при построении диаграммы Рнс. 12.53. Схема процесса образования горячих трещин в сварных швах. МХИ еталла шва и др. В зтом случае состояния примеси, степень металл ством и распределением жидкой фазы в межкристаллитных пространствах, свойствами жидкой фазы (жидкотекучестью, вязкостью, прочностью в зависимости от объемности напряженнолсформированного состояния и др,). В сварных швах в зоне образования продольных крнсталлизационных горячих трещин по оси шва эти параметры зависят от следующих основных факторов: 1) характера кристаллизации (равноосная, столбчатая); 2) типа кристаллизации (дендритный, ячеисто-дендритный и ячеистый); 3) угла схождения осей противоположно растущих кристаллитов (срастание кристаллитов боковыми гранями илп их вершинами); 4) размера поперечных сечений элементов кристаллитов (мелко- и крупнокристаллитные швы); 5) степени межкристаллитной МХИ (минимальная при сраста- нию.
Интенсивность этих деформаций количественно определяет'- ся темпом деформации (см. разд. 12.9): в дифференциальном виде г7е о=в г7Т (12 66) и в приращениях Лс (12,67) ЛТ где Лс — приращение высокотемпературной деформации за время охлаждения на ЛТ в определенном узком диапазоне температур. ефорВероятность разрушения металла шва определяется его деф мационной способностькз в ТИХ. Количественно деформацион ную способность оценивают критическим темпом дефор ф мании .г1 З зг С(Ь+ Р+%125+%!100) 10 г(С5 =— ЗМп+ Сг+ Мо+ Ъ' (12.
64) ,, —,,--.„. я-.,о-.;:-....-„ь„,,„;. —,-,,;...,:.,„.,„.„, - .,„.," „.,„, —,..., „„„. васинт злннзитов1апзтаолнтдх) в„мезаллр пзвв,...,,,„„ и удельная погонная энергия, В середине шва - чем больше значения этих параметров, тем выше темп деформации. На начальном и конечном участках шва имеют место нзгибные составляющие деформации, вызывающие расхождение сваривасмых кромок, темп деформации зависит образно пропорционально от жесткости соединения, т. е. чем меньше жесткость, тем выше темп деформации (см.
разд, 12.9). В некоторых сплавах возможно существование нескольких температурных интервалов хрупкости: ТИХ1, ТИХп и ТИХпь ТИХ1 находится в нижней части интервала кристаллизации и характерен для всех сплавов, ТИХп и ТИХГВ существуют у некоторых сплавов в твердофазном состоянии металла при температурах ниже температуры неравновесного солидуса Т, „. Горячие трещины в ТИХ~ образуются по жидким прослойкам в период завершс- ний образованию горячих трещин применяют расчетный и экспериментальный методы. Расчетно-статистический метод основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа, и применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.
Одно из параметрических уравнений (по Итамуре) применительно к низко- легированным сварным швалз имеет вид где НС9 (Ь~аЬмегпрегашге сгасЫпд яепз(1(спу) — параметр, оцени вающий (в баллах) склонность сварных швов к образованию кри сталлнзационных горячих трещин; С, Ь и др. — содержание хнмн пения, а также аномальных значений технологических параметров сварки, выходящих за исследованные пределы. Поэтому эти расчетные методы рекомендуется применять для приближенных оценок потенциальной склонности сварных швов к образованикз трещин. Экспериментальнан оценка склонности к образованию ~орячих трещин выполняется испытаниями с полющью сварочных технологических проб или испытательных машин.
При испытаниях с пояюпзью проб на металл сварного шва воздействуют деформации от усадки шва и формоизменсния свариваемых образцов. Специальная конструкция и технология сварки образцов обусловливают повышенные темпы высокотемпературной деформации или малые значения минимальной пластичности.
Некоторыс схемы технологических проб согласно ГОСТ 26389 — 84 приведены на рис 12.54. По принципу действия пробы можно разделить на несколько видов. тырех пластин, соединенных монтажным швом, с проточкой под круговой шов. Испытуемым является круговой шов или наплавка в круговую канавку. Тавровый образец (рис. 12.54, 6) изготовляют из двух пластин размерами ! 50х 300 и 75 х 300 толщиной от 15 до 30 мм, соединяемых под прямым углом с помощью двух косынок и монтажных швов. Испытуемый шов сваривают в положении «в тавр» или «в лодочкуп. Критерием склонности металла сварного соединения к образованию горячих трещин является факт образования трещин в пробах.
Относительную степень склонности к образованию горячих трещин оценивают суммарной длиной трещин по длине шва или в трех его сечениях. 2. В пробах малой переменной жесткости зависимость темпа деформации от жесткости аналогична приведенной на рис. 12.50 (крнвая 1). Обращы переменной ширины 6 (рис. 12,54, в) применяют в виде комплекта пластин разной ширины, составляющей образованию горячих трещин принимают максимальную скорость сварки, при которой в швах начинают образовываться трещины. Машинные методы предусматривают испытание образцов в процессе сварки путем растяжения и изгиба (рис. 12.55), а также испытание образцов с имитацией сварочного цикла путем растяжения.
Испытания проводят по ГОСТ 26389 84 с помощью специализированных испытательных машин. В результате испытаний 1Π— 15 образцов с дискретным изменением скорости растяжения шва находят критическую скорость растяжения (среднее арифметическое трех минимальных скоростей, при которых образовались трещины) и принимают ее за сравнительный показатель сс>противляемости металла образованию горячих трещин (>>к, мм1мин) при заданном режиме (термическом цикле) сварки. Чтобы сравнить сопротивляемость образованию горячих трещин при различных термических циклах сварки, применяют показатель машинный критический темп деформа- ции (а„„>, мм>'С).
Его вычисля>от по формуле ~гг„„д1 дс „бГ а с з 7 Р Р 1 Р ! Р ! (12.70) ~ сЛ Ю кр Мп вйл Ь тих И 2.72) Способы повышения сопротивляемости сварных соединений образованию горячих трещин. Все способы повышения сопротивляемости образованию горячих трещин (технологической ЛЭ. % прочности при сварке в процессе кристачлизацни) направлены на регулирование основных факторов, обусловливающих образование трещин; уменьшение ТИХ, увеличение Ьм1„, т. с. повышение Сг икр. Для обеспечения стойкости сварных соединений конструкций против горячих трещин одновременно с этим желательно принимать меры по снижению действительного темпа вьюокотемпсра- )ч) турной деформации. Применяют следукзщие способы: металлургические, технологические, конструктивные.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
