7. Понятие свариваемости сталей. Показатели.

Свариваемость- свойство металла или сочетания металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям обусловленным конструкцией или эксплуатацией изделий.

Физическая свариваемость - свойство материалов давать монолитное соединение с химической связью.

Такой свариваемостью обладают практически все технические сплавы и чистые Ме, а также ряд сочетаний Ме с неметаллами.

Технологическая свариваемость - характеристика металла, определяющая его реакцию на воздействие сварки и способность при этом образовывать сварное соединение с заданными эксплуатационными свойствами.

В этом случае свариваемость рассматривают как степень соответствия свойств сварных соединений одноименным свойствам основного Ме и их нормативным значениям.

Свариваемость является комплексной технологической характеристикой, включающие следующие показатели:

1. Реакция металла на термодеформационный цикл сварки, проявляющийся в склонности к росту зерна, структурным и фазовым изменениям в Ме шва и ЗТВ;

2. Сопротивляемость образованию горячих трещин;

3. Сопротивляемость к образованию холодных трещин;

4. Чувствительность к порообразованию (преимущественно для Al- сплавов)

5. Соответствие свойств сварного соединения заданным эксплуатационным свойствам.

По свариваемости стали подразделяют на 4 группы:

1 – с хорошей свариваемостью;

2 – С удовлетворительной свариваемостью;

3 – С ограниченной свариваемостью;

4 – С плохой свариваемостью.

Общим для всех показателей свариваемости является их зависимость от химического состава стали и структурно-фазового состояния сварного соединения.

1. Расчет значения эквивалента углерода Сэкв, %, по формуле МИС.

Считается, что при Сэкв < 0,4% сталь не склонна к образованию холодных трещин. При Сэкв > 0,45% при сварке может привести к образованию таких трещин.

2. Расчет значения твердости металла в околошовном участке ЗТВ:

При значении HVmax > 350 ед. образование холодных трещин прогнозируется с большой вероятностью.

3. Расчет температуры предварительного подогрева Tп, °С, исключающей появление XT. Расчет производят с учетом параметра трещинообразования Рw.

4. Расчет параметра трещинообразования Рw, %

Рw = Рсм + Hгл /60 + К/40·10⁴

Hгл - количество диффузионного водорода в металле шва, установленное глицериновым методом;

К - коэффициент интенсивности жесткости, Н/(мм·мм);

При Рw > 0,286 возможно образование холодных трещин в зоне термического влияния в корне шва сварного соединения типа пробы «Тэккен»

Методы оценки свариваемости:

1. Расчетно-статистический метод по параметрическим уравнениям;

2. С помощью машинных методов;

3. Технологические пробы.

8. Холодные и горячие трещины в сварных соединениях.

Горячие трещины – это хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и ЗТВ, возникающие в твердожидком состоянии при завершении кристаллизации, а также в твердом состоянии при высоких температурах на этапе прнимуще6ственного развития вязкопластической межзеренной деформации. Особенно для высоколегированных сталей!

Основные факторы, обуславливающие образование горячих трещин:

1. Понижение деформационной способности металла вследствие наличия в структуре легкоплавких эвтектик.

2. Дефекты кристаллического строения

3. Выделение хрупких фаз (FeS, NiS)

4. Воздействие внутренних и внешних напряжений.

Для приближенной оценки сопротивления металлов образованию горячих трещин используют расчетно-статистический метод по параметрическим уравнениям.

Холодные трещины – локальные хрупкие межкристаллические разрушения материала сварного соединения, возникающее под действием собственных

сварочных напряжений.

Основные факторы, обуславливающие образование холодных трещин:

1. Воздействие сварочных растягивающих напряжений;

2. Образование структур закалки;

3. Концентрация диффузионного водорода.