- •Электроды вольфрамовые
- •Технические условия
- •Б.П. Конищев
- •Структурные составляющие стали
- •Диаграмма Fe-c
- •Виды термической обработки конструкционных сталей
- •Строение зон сварного соединения
- •Строение зон сваренного соединения
- •Влияние термического цикла сварки на структуру и свойства сварного соединения
- •Оценка чувствительности стали к термическому циклу сварки по валиковой пробе мвту (мгту)
- •Горячие трещины при сварке
- •Отличительные признаки образования горячих трещин
- •Методы оценки стойкости металла против горячих трещин
- •1. Оценка с помощью технологических проб
- •2. Количественная оценка на специальной установке по методике мвту.
- •3. Косвенная оценка по. Химическому составу стали или сплава.
- •3.1 Оценка углеродистых и низколегированных конструкционных сталей по эквиваленту с
- •3.2 Оценка высоколегированных сталей по эквивалентам [Сг], т1]э и по диаграмме Шеффлера.
- •Способы борьбы с горячими трещинами
- •1. Конструкторские
- •2. Металлургические способы борьбы
- •3 Технологические способы борьбы
- •Холодные трещины при сварке
- •Отличительные признаки образования холодных трещин
- •2. Количественная оценка при испытании на специальных установках по методике мвту
- •3.2. Оценка высоколегированных сталей по диаграмме Шеффлера (по соотношению элементов аустенизаторов и ферритизаторов, от которых зависит содержание мартенсита)
- •Способы борьбы с холодными трещинами
- •2. Металлургические
- •3. Технологические
- •3.2. Выбор режимов и условий сварки, обеспечивающих Wохл меньше допустимой.
- •Оценка свариваемости конструкционной стали
Холодные трещины при сварке
Факторы, влияющие на образование холодных трещин
1. Структурный фактор - наличие в структуре мартенсита или игольчатого бейнита. Ориентировочно минимальная доля мартенсита в структуре перлитных сталей, при которой возможно образование холодных трещин составляет 25-30%.
2. Силовой фактор - высокий уровень остаточных растягивающих напряжений в сварном соединении - определяемый жесткостью сварной конструкции, режимом сварки, термическим циклом сварки и другими причинами.
3. Водородный фактор - содержание и распределение водорода в металле сварного соединения после сварки. Водород наиболее заметно снижает сопротивляемость стали холодным трещинам в случае образования в сварных соединениях структуры низкоуглеродистого мартенсита (20X13), бейнита (14Х2ГМР) или смешанной бейннгно-мартенситной структуры. При структуре среднеуглеродистого мартенсита (35ХГСН2А, 40XFC, 30X13) влияние водорода незначительно или практически отсутствует.
Отличительные признаки образования холодных трещин
1. Холодные трещины чаще образуются в околошовной зоне (ОШЗ), чем в металле шва.
Так как для предупреждения горячих трещин в металле шва сварка сталей с повышенным содержанием углерода производится низкоуглеродистой сварочной проволокой (Св-08, Св-08ГС и др.), то содержание углерода в шве значительно меньше, чем в ОШЗ. Металл шва поэтому менее склонен к закалке. В металле шва реже образуется мартенсит и бейнит. Образование холодных трещин в металле шва возможно в тех случаях, когда в шве образуются закалочные структуры: мартенсит и бейнит.
2. Холодные трещины образуются непосредственно после окончания сварки при охлаждении металла ниже 200-100 0С, а также после полного охлаждения сварного соединения в течении нескольких суток ( обычно до 2-х суток).
3. Холодные трещины чаще всего развиваются прерывисто (скачкообразно). Если в сварном соединении накопилась большая энергия упругой деформации, то после начального периода замедленного развития холодная трещина растет мгновенно (взрывообразно) и со значительным звуковым и механическим эффектом распространяется на все сечение соединения.
4. Поверхность излома холодных трещин блестящая, без следов высокотемпературного окисления (как у горячих трещин).
5. Траектория холодных трещин более прямолинейная, не извилистая как у горячих трещин. На шлифах видно, что холодная трещина проходит прямолинейно как по границам зерен, так и по зерну. Горячие трещины проходят только по границам зерен, поэтому они более извилистые.
Методы оценки сопротивляемости сталей образованию холодных трещин
1.1.Оценка с помощью технологических проб
1.1.1.Качественные технологические пробы.
Крестовая проба |
Проба CTS |
1.1.2. Количественные пробы.
Каждая из качественных проб может быть переведена в разряд количественных. За критерий количественной оценки принимается температура предварительного подогрева или соответствующая ей скорость охлаждения, при которых не образуется холодных трещин.
Т0,°С - температура подогрева, чем она больше, тем меньше скорость охлаждения Wохл, тем меньше образуется мартенсита.
Т0,°С |
1 техн. вариант |
2 техн. вариант |
|
Wохл °C/c |
20 |
холодные трепщны |
холодные трещин |
|
W1 |
50 |
холодные трещины |
холодные трещин |
|
W2 |
100 |
холодные трещины |
холодные трещин |
|
W3 |
150 |
холодные трепщны |
нет |
|
W4 |
200 |
холодные трещины |
нет |
|
W5 |
250 |
нет |
нет |
|
W6 |
300 |
нет |
нет |
|
W7 |
1 технологический вариант
требуемая Т0=250°С
допускаемая Wохл = Wд = W6
2 технологический вариант
требуемая Т0=150°С
допускаемая Wохл = Wд = W4
W1> W4> W6> W7
При сварке по 1 технологическому варианту больше склонность к образованию холодных трещин, так как для их предупреждения требуется более высокая температура подогрева и допускается меньшая скорость охлаждения, чем во 2 варианте: W6< W4.
Поэтому, чем меньше допускаемая скорость охлаждения при сварке технологических проб, тем больше склонность к образованию холодных трещин.
В справочниках по сварке приводятся значения допустимых скоростей охлаждения при сварке крестовой пробы Wд(кр.пр) и пробы CTS - Wд(cts):
Сталь 40Х Wд(cts) = 5,5°С/с Wд(кр.пр) = 2,5 °С/с
Сталь 23Г Wд(cts) = 17°C/c Wд(кр.пр) = 6 °С/с
Сталь 23Г менее склонна к холодным трещинам, чем 40Х