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 σ_в > 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.

С_экв= С + Мn/6 + Si/24 + Ni/10 + Cr/5 + Mo/4 + V/14 + 5∙B (8.3)

С_экв= 0,12 + 0,5/6 + 2 /24 + 0,8/10= 0,366%

Стали, для которых С_экв≥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:

С_экв = С + Mn/9 + Ni/18 + Сr/9 + Мо/13 (8.4)

С_экв= 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=С_ЭКВ (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:

Т_ПОД. = 350(С'_ЭКВ-0,12)^0.5 (8.6)

Т_ПОД. = 350(0.5535-0.12)^0.5=230^оС

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.