Влияние термического цикла сварки на структуру и свойства сварного соединения

Термический цикл - зависимость температуры в данной точке от времени.

Т_ирз - температура интенсивного роста зерна

Т_нуа - температура наименьшей устойчивости аустенита.

Т_нуа = 500-600 °С

Т_м - максимальная температура нагрева

Наибольшее влияние на структуру к свойства сварных соединений оказы­вают следующие параметры термического цикла:

1. Максимальная температура нагрева в данной точке.

Если Т_М1>Т_ирз - рост зерна, снижение пластичности и ударной вязкости.

Если Т_М2<Т_ирз - нет роста зерна.

Чем крупнее зерно, тем ниже пластичность и ударная вязкость.

2. Чем больше длительность нагрева t_n выше температуры интенсивного роста зерна (Т_ирз), тем крупнее становится зерно, тем ниже пластичность и удар­ная вязкость.

3. Скорость охлаждения при Т_нуа - чем больше скорость охлаждения, тем сильнее происходит закалка, больше образуется мартенсита, тем ниже пластич­ность, ударная вязкость, большая твердость, прочность стали.

Оценка чувствительности стали к термическому циклу сварки по валиковой пробе мвту (мгту)

Чувствительность стали к термическому циклу сварки оценивается по дан­ным валиковой пробы МВТУ (МГТУ)

Сталь 45. = 2 - 4 °C/c КCU > 35 Дж/см²

Сталь 09Г2 = l - 12 °C/c KCU > 40 Дж/см²

Чем уже интервал , тем больше чувствительность стали к термическо­му циклу сварки, тем хуже свариваемость стали.

Чтобы уменьшить :

- увеличить

- уменьшить V_св

- увеличить Т₀ (подогрев), Т₀ = 100-400 °С.

Горячие трещины при сварке

Т_эфф (50% тверд. ф. + 50% жид. ф.)

Горячие трещины при сварке и литье образуются на завершающей стадии кристаллизации металла. .

ТИХ — температурный интервал хрупкости — это- интервал температур в ко­тором наблюдается провал пластичности.

- предельная (максимальная) относительная деформация

- внутренняя деформация накопления в ТИХ

1. - нет разрушения, т.е. не образуются горячие трещины.

2. - образуются горячие трещины. Пересечение кривой внутренней деформации с кривой пластичности приводит к образованию горячих трещин.

3. - предельно критический случай.

Образование горячих трещин определяется следующими факторами:

1. Величиной температурного интервала хрупкости - Т_хр;

2. Значение минимальной пластичности - ;

3. Темпом внутренней деформации

Чем больше темп внутренней деформации , тем больше возможность об­разования горячих трещин. Темп внутренних деформаций зависит от формы, раз­меров и жесткости конструкции.

Наибольший темп внутренних деформаций будет при сварке конструкций малой и большой жесткости. Наименьший темп - будет при сварке конструкций средней жесткости.

Чем больше минимальная пластичность стали , тем меньше возможность образования горячих трещин.

Чем больше величина температурного интервала хрупкости Т_хр, тем боль­ше возможность образования горячих трещин.

Т_хр, зависят от химического состава стали или сплава, от содержания вредных и полезных элементов.

Самым вредным элементом с точки зрения горячих трещин в металлах и сплавах является сера. Сера расширяет Т_хр и снижает .

Вторым вредным элементом является С, он расширяет Т_хр и снижает . Менее вредными элементами являются Р, Si, Ni, Сu.

Полезным является Мт - уменьшает Т_хр, и повышает .

Марганец образует тугоплавкий сульфид MnS - Т_пл = 1620 °С

Кроме марганца полезными являются Ti, Zr, Се, V, Мо.