Отличительные признаки образования горячих трещин

1. Горячие трещины чаще образуются в металле шва и реже в околошовной зоне. (1 участок — неполного расплавления).

2. Горячие трещины образуются в процессе сварки, т.е. в процессе кристаллиза­ции шва, когда металл ГОряЧИЙ - ЩСНЫЙ 1200-1400 °С.

3. Горячие трещины образуются тихо, беззвучно, не слышно.

4. Траектория горячих трещин не прямолинейна, а извилиста. На шлифах видно, что горячие трещины идут по границам зерен, т.к. сера располагается на гра­ницах зерен.

5. Поверхность излома горячих трещин имеет темную, темно-синюю окраску, ха­рактерную для высокотемпературного окисления.

Методы оценки стойкости металла против горячих трещин

1. Оценка с помощью технологических проб

2. Количественная оценка на специальной установке по методике мвту.

Установка состоит из корпуса: сварочной головки, автомата, обеспечи­вающего сварку под флюсом, в среде защитных газов и смесей и ручную дуговую сварку; комплект приспособлений для крепления свариваемых образцов; меха­низм растяжения, состоящий из электродвигателя мощностью 10 кВт и многосту­пенчатого редуктора (180 ступеней); комплект приборов и устройств для автома­тизации процесса испытаний (самопишущие вольтметры, амперметры, конечные микровыключатели, индикатор часового типа).

В точке В автоматически включается механизм растяжения. Растяжение продолжается до тех пор, пока не закристаллизуется весь металл шва. Эта ско­рость растяжения имитирует внутренние, деформации, возникающие при сварке. Смотрят нет ли трещин.

V_кр - максимальная скорость растяжения, при которой не образуются горя­чие трещины.

Можно испытывать образцы из разных сталей с различными флюсами, электродами.

1 технологический вариант V_кр1 = 14 мм/мин

2 технологический вариант V_кр2 = 24 мм/мин

Чем больше V_кр, тем выше стойкость против горячих трещин

3. Косвенная оценка по. Химическому составу стали или сплава.

3.1 Оценка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей по эквиваленту с

C_э^r=C+2S+P/3+(Si-0,4)/10+Ni/12+Cu/15

где С, S, Р, Si, Ni, Сu - процентное содержание их в стали.

Если C_э^r > 0,4 % - склонны к горячим трещинам, при Si > 0,4 % - учитывают влияние кремния.

Ст2кп, Ст2пс, Ст2сп- Cэr =0,308%- СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп - Cэr =0,378% Ст4кп, Ст4пс, Ст4сп - Cэr =0,428% ГТ Сталь 15 кп, 15пс, 15 - Cэr =0,327% Сталь 20кп, 20пс, 20 - Cэr =0,377%.

Сталь 25 (С=0,30%) - Cэr =0,437% - ГГ Сталь 25 (С=0,25%) - Cэr =0,378% Сталь 17ГС - Cэr =0,357% Сталь 09Г2С - Cэr =0,297% Сталь 15ХСНД - Cэr =0,378%

3.2 Оценка высоколегированных сталей по эквивалентам [Сг], т1]э и по диаграмме Шеффлера.

А- аустенит, Ф- феррит М- мартенсит

К образованию горячих трещин склонны стали, А, А+Ф (Ф< 2%)

К образованию холодных трещин склонны стали, имеющие структуру М, М+Ф, М+А, М+А+Ф

Элементы аустенизаторы

[Ni]_э = Ni +Co+0,5Mn+30C+30N+0,3Cu

Элементы ферритизаторы [Сr]_э=Сг+1,5Si+2Mo+5Ti+2Nb+l,5W+2A1+V

Способы борьбы с горячими трещинами

1. Конструкторские

1.1 Правильный выбор основного металла конструкции, менее склонного к горячим трещинам.

Не склонны: низкоуглеродйстые стали: Сг2сп, СтЗсп, 10, 15,20, 25 С<0,5%; НУ-НЛ стали 09Г2,09Г2С, 12ГС, 14ХГС, 10ХСНД; ВЛ стали А-Ф класса (Ф > 2 %).

Склонны: СУ и ВУ стали С>0,25 % стали 30, 35, 40, 45, 50; легированные СУ стали 30ХСГС, 40Х, 45ХМА; ВЛ стали аустенитного класса; Автоматные стали А12, А20 и т д. (много серы, не сваривают).

Правильное проектирование сварной конструкции, обеспечивающее минимальный темп внутренней деформации, который имеют конструкции сред­ней жесткости.

При проектировании, конструкции малой жесткости надо предусмотреть ребра жесткости, подкладки, накладки и других элементы, повышающие жест­кость конструкции, чтобы она приближалась к средней жесткости.

При проектировании конструкции большой жесткости наоборот надо при­нимать меры для уменьшения жесткости конструкции, избегать пересечения сварных швов, замкнутых контуров, соединения металлов разных толщин.