III. Обеспечение прочности сварного соединения

1. Полное проплавление сечения по толщине

При сварке плавлением для обеспечения равнопрочности сварного соединения необходимо выполнить полное проплавление сечения по толщине свариваемых элементов. Если мощности источника теплоты не хватает для проплавления всего сечения свариваемых элементов без подготовки кромок, назначается разделка кромок под сварку (см. Разделка кромок под сварку).

Без разделки кромок выполняются:

- стыковые и угловые соединения, выполняемые вертикальным электродом в нижнем положении при

S ≤ 10 мм;

- тавровые и угловые соединения, выполняемые наклонным электродом или в симметричную «лодочку» при S ≤ 7 мм.

S – толщина свариваемых элементов (см. Рекомендуемая разделка кромок при автоматической дуговой сварке под флюсом).

При этом скос кромок целесообразно выполнять прямолинейным, т.к. прямолинейный скос является более простым в изготовлении по сравнению с криволинейным.

2. Обеспечение качественного формирования корня шва

При сварке односторонних швов необходимо обеспечить формирование сварного шва без образования прожогов (см. «Дефекты сварных соединений»). С этой целью для кольцевых швов целесообразно применять неостающиеся медные подкладные кольца или флюсовую подушку (см. Выполнение угловых и стыковых швов).Для уменьшения объема механической обработки целесообразно использовать гладкие неостающиеся медные подкладные кольца. В связи с этим, для обеспечения качественного формирования сварного шва сварка выполняется без зазора с плотным поджатием подкладного кольцо к кромкам свариваемых элементов..

Флюсовая подушка применяется в тех случаях, когда установка и (или) извлечение подкладного кольца затруднено или невозможно.

3. Обеспечение свариваемости

Свариваемость – способность металлов и сплавов под действием термодеформационного цикла сварки образовывать бездефектное сварное соединение, отвечающее необходимым эксплуатационным требованиям. К основным параметрам свариваемости относятся склонность металла сварного соединения к образованию холодных и горячих трещин, возникающих в шве и зоне термического влияния (ЗТВ).

3.1. Холодные трещины. Холодные трещины чаще всего возникают из-за образования в стали закалочных структур при быстром охлаждении. Холодные трещины, как правило, зарождаются по истечении некоторого времени после сварки и развиваются в течение нескольких часов или даже суток.

Предварительный (перед сваркой) подогрев позволяет снизить скорость охлаждения, а следовательно повысить стойкость сварного соединения против образования холодных трещин.

Определение температуры предварительного подогрева

Для оценки склонности металла к появлению холодных трещин чаще всего используется эквивалент углерода Сэ, которым можно пользоваться как показателем, характеризующим свариваемость:

С э = C + Mn /6 + (Cr+Mo+V) /5 + (Ni+Cu) /15, %

При Сэ ˃ 0,45% стали склонны к образованию холодных трещин и в этом случае необходимо предусмотреть предварительный подогрев изделия.

Температуру предварительного подогрева заготовок можно определить по формуле

Соб = Сэ×(1+0,005× S), где: Соб – общий эквивалент углерода, учитывающий химический состав материала и толщину свариваемых элементов; S – толщина свариваемых элементов, мм