Диаграмма изотермического распада аустенита

Рис.1

Пользуясь диаграммой изотермического распада, можно приближенно рассчи­тать скорость охлаждение в субкритическом интервале температур, обеспечивающую полное или частичное отсутствие закалки металла в околошовной зоне.

(1)

где Т₁ - температура, соответствующая точке Ас₁ (начала распада аустенита.);

Т_m - температура min устойчивости аустенита (определяется по изотермической диаграмме);

t_min- min продолжительность полного изотермического, распада аустенита, с

55 - поправка на непрерывность процесса охлаждения.

Для определения скорости охлаждения и время пребывания металла околошовной зоны в определенном интервале температур можно пользо­ваться зависимостями, приведенными по курсу ТСП.

При наплавке валика на массивное тело:

(2)

При однопроходной сварке листов встык со сквозным проплавлением:

(3)

При наплавке валика на лист толщиной δ:

(4)

где ω_охл – мгновенная скорость охлаждения при температуре T_m °C/c;

λ – коэффициент теплопроводности, кал/см·с°С;

С_γ – объемная теплоемкость, кал/см;

Т₀ – начальная температура изделия, °С;

- погонная энергия сварки, кал/см;

- безразмерный критерий процесса.

Имеются специальные номограммы для определения скорости охлажде­ния.

При наплавке валика на массивное изделие длительность нагрева выше температуры Т определяют по формуле:

(5)

при однопроходной сварке со сквозным проплавлением листов толщиной S:

(6)

где T_max – максимальная температура нагрева металла в данной точке, которая тоже может быть рассчитана по специальным формулам;

ƒ₃ и ƒ₂ – коэффициенты пропорциональности, определяемые по номограмме.

Для приближенной оценки необходимости и температуры подогрева перед сваркой можно пользоваться так называемым полным эквивален­том углерода /С/_э, определяемый по формуле:

/С/_э=/С/_х+/С/_р (7)

где /С/_х – химический эквивалент углерода; /С/_р – размерный эквивалент углерода;

360/С/_х=360/С/+40/Mn/+20/Ni/+28/Mo/

/C/_p=0,005S/C/_x или /С/_э=/С/_х(1+0,005S)

после определения полного эквивалента углерода рассчитывают температуру предварительного подогрева.

Т_П=350 (8)

Для получения сварных соединений, обладающих высокой работоспособностью, после сварки, как правило, необходима термообработка для восстановления свойств 0ШЗ.

2. Технология сварки

2.1. Сварка РДС

Конструктивные элементы подготовки кромок для ручной дуговой сварки штучными электродами такие же, как и для сварки углеродистых сталей (по ГОСТ 5264-80). Используют электроды типа Э50А-Э85А по ГОСТ 9467-75 - для сварки низколегированных сталей повышенной проч­ности. Для низколегированных теплоустойчивых сталей используют электроды типов ЭМ, ЭХ5МФ - в зависимости от состава и свойства свариваемой стали.

Температуру предварительного подогрева выбирают согласно расчету.

Если сталь перед сваркой подвергают термообработке на высокую прочность (нормализации или закалке с отпуском), а после сварки - отпуску для снятия напряжений и выравнивания механических свойств сварного соединения с целью обеспечения его равнопрочности с основным металлом, то критерием расчетного определения температуры предвари­тельного подогрева будет скорость охлаждения ω_д, при которой имеет место частичная закалка околошовной зоны, но гарантируется отсутствие трещин в процессе сварки и до проведения термообработки.