8 Оценка свариваемости
Свариваемость – это свойство металлов или сочетания металлов образовывать при заданной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и условиями эксплуатации изделия. Одним из основных показателей свариваемости материалов является стойкость против образования горячих и холодных трещин.
8.1 Горячие трещины.
Горячие трещины при сварке – хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и зоны термического влияния, возникающие в твердо- жидком состоянии при завершении кристаллизации, а также в твердом состоянии при высоких температурах на этапе преимущественного развития межзеренной деформации.
Для расчета склонности к ГТ используем расчетно-статистический метод оценки сплавов против образования ГТ. Он является косвенным и рекомендуется для приближенных экспресс – оценок, а экспериментальный как проверочный .
(8.1)
Для сталей с σв > 700 Мпа <2- не склонная. Тогда 5.9 > 2. Следовательно сталь склонна к образованию горячих трещин.
8.2 Холодные трещины
Холодные трещины объединяют категорию трещин в сварных соединениях, формальными признаками которых являются появление визуально наблюдаемых трещин практически после охлаждения соединения; блестящий кристаллический излом трещин без следов высокотемпературного окисления
Холодные трещины – локальные хрупкие разрушения материала сварного соединения, возникающие под действием собственных сварочных напряжений.
Характерными особенностями большинства случаев возникновения холодных трещин являются:
Наличие инкубационного периода до образования очага трещин;
Образование трещин происходит при значениях напряжений, составляющих менее 0,9 кратковременной прочности материалов в состоянии после сварки.
Способы оценки склонности к образованию холодных трещин делятся на прямые и косвенные. Воспользуемся косвенным методом, так он позволит получить оценку склонности расчетным путем.
Оценка склонности к образованию холодных трещин может быть произведена по значению эквивалента углерода, характеризующего прокаливаемость стали.
Сэкв= С + Мn/6 + Si/24 + Ni/10 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 + 5∙B (8.3)
Сэкв= 0,12 + 0,5/6 + 2 /24 + 0,8/10= 0,366%
Стали, для которых Сэкв≥0,45%, считаются потенциально склонными к образованию холодных трещин. Значит, сталь 12ХН2 не является склонной к образованию холодных трещин.
Также можно определить необходимость предварительного подогрева.
Первоначально определяют концентрацию эквивалентного содержания углерода в стали:
Сэкв = С + Mn/9 + Ni/18 + Сr/9 + Мо/13 (8.4)
Сэкв= 0.28 + 0.95/9 + 0,3/18 +1.15/9= 0.54
Затем учитывают влияние толщины свариваемого металла на концентрацию эквивалентного углерода:
С'’ЭКВ=СЭКВ (1+0,005 δ) (8.5)
где δ – толщина детали, мм.
С'’ЭКВ=0.54 (1+0.005∙5)=0.5535
Температура подогрева определяется о формуле:
ТПОД. = 350(С'ЭКВ-0,12)0.5 (8.6)
ТПОД. = 350(0.5535-0.12)0.5=230оС
Заключение
В процессе выполнения курсовой работы была рассмотрена сварка в защитном газе плавящимися электродами пластин из стали 30ХГТ. Для нее были построены термические циклы и распределение температур в программе MathCAD. По термическим циклам производилась прогнозирование структуры сварного соединения. Был произведен расчет степени диссоциации и растворимости газов в металле шва. Также оценена склонность данного стыкового соединения к горячим и холодным трещинам.