|
| |
|
Слаботочка Книги при которых соединения являются стойкими против образования трещин. Мащиниые методы испытаний предусматривают сварку и последующее нагружение образцов относительно небольших размеров. Размеры их должны быть такими, чтобы при сварке воспроизводились термические, деформационные и металлургические процессы, характерные для условий сварки элементов конструкций. Нагрузка 6} В) Рис. 10 7. Схема закрепления и нагружения при испытании стыковых (а) и тавровых (б, в) образцов создается испытательной машиной после сварки при температуре 50 °С. Схема нагружения зависит от толщины металла и вида сварного соединения. Для толщины металла 1-3 мм и стыкового соединения используется плоский круглый или восьмиугольный образец, заделанный по контуру диаметром 100 мм и нагруженный односторонней изгибающей на-бМПа грузкой. При толщине 3- 6 мм используют образцы стыковых соединений (рис. 10.7, а), а при толщине больше 6 мм - образцы тавровых соединений (рис. 10.7, б, в) и схему консольного изгиба. При консольном изгибе стыкового образца плечо изгиба расположено перпендикулярно продольной оси шва, чтобы по всей длине шва были одинаковые изгибающие напряжения. Тавровые соединения нагружаются по схеме рис. 10.7, б для испытания околошовных зон и по схеме 10.7, в для испытания металла шва. Для локализации разрушения в вертикальной стенке полку делают из малоуглеродистой стали, не склонной к образованию холодных трещин. За количественный показатель сопротивляемости образованию холодных трещин принимают минимальное напряжение от внешней нагрузки, вызы-  20 t, ч Рис. 10 8 Результаты испытания образцов тавровых соединений из стали 30ХН2МФА вающее разрушение образцов или образование в них трещин. На рис. 10.8 представлены результаты испытаний сварных соединений сталиЗОХН2МФА.На рис. 10.8 линией / показана зависимость времени до разрушения образца от уровня напряжения, приложенного непосредственно после сварки. Приложение нагрузки после 6 сут выдержки не дает снижения уровня разрушающих напряжений (линия 2). В табл. 10.2 и 10.3 приведены уровни разрушающих напряжений, которые в ряде случаев существенно ниже временного сопротивления, найденного в условиях кратковременного нагружения. Видно, что разрушающие напряжения тем выше, чем меньше содержание углерода в стали; растяжение или изгиб поперек шва более опасны, чем вдоль шва. Таблица 10.2 Минимальные разрушающие напряжения, МПа, в швах, полученных аргоне-дуговым переплавом основного металла
Таблица 10.3 Минимальные разрушающие напряжения, МПа, в околошовиой зоне сварных швов, полученных после аргоно-дугового переплава проволоки Св-08
Холодные трещины образуются не только в легированных сталях, но и в сплавах других металлов. § 3. Повышение сопротивляемости образованию горячих и холодных трещин Различные металлы по-разному сопротивляются образованию горячих и холодных трещин и чаще всего основное внимание приходится уделять какому-нибудь одному виду. Многие металлы вообще не требуют специальных мер борьбы с трещинами при соблю- давни обычных м€> подготовки основного металла и сварочных материалов перед сваркой, соблюдении рациональных режимов и т. п. Решающее значение для борьбы с горячими трещинами в швах имеет выбор присадочного металла. Основной металл также может быть улучшен без существенного изменения своего состава путем изменения технологии его производства! Основная цель повысить пластичность металла в температурном интервале хрупкости и уменьшить этот интервал. Существуют приемы, с помощью которых воздействуют на уменьшение деформаций металла, протекающих в высокотемпературной области. Так, для стыковых соединений листов принимают меры по уменьшению поперечных деформаций удлинения, создавая закрепление на начальном и конечном участках шва. Необходимо иметь в виду, что при пересечении швом участков, в которых есть растягивающие напряжения, могут возникнуть повышенные деформации удлинения, например при пересечении шва с неснятыми сварочными напряжениями или при переварке прихватки, в которой возникли большие растягивающие усилия в процессе сварки. Для устранения этих недостатков применяют предварительное перерезание этого участка (если позволяет конструкция), его подогрев непосредственно перед сваркой или изменение конструктивных решений. Следует избегать также концентраторов в зоне кристаллизующегося металла, например стыковых швов с непроваром, замковых соединений, сварки на остающейся подкладке. Для борьбы с холодными трещинами кроме рационального выбора основного металла и присадочных материалов существенное значение имеет регулирование термического цикла в процессе сварки, а также послесвароч-ная обработка сварных соединений, в частности термическая. Высокое содержание углерода (свыше 0,3 %), марганца, хрома (свыше 1 %), никеля (более 1,5 %) снижает сопротивляемость образованию холодных трещин. В низколегированных сталях с углеродом ниже 0,1-0,12% холодные трещины практически не встречаются. Легирование стали ванадием, молибденом, титаном повышает сопротивляемость. Предварительная термическая обработка - отжиг для укрупнения карбидов, изотермическая закалка с высоким отпуском и термомеханическая обработка - также повышает сопротивляемость сталей образованию холодных трещин. В отношении химического состава металла шва сохраняются те же рекомендации, что и для основного металла. Если швы могут быть выполнены из менее склонных к трещинам, чем основной металл, материалов, этим следует пользоваться. Сварку некоторых высокопрсяных сталей пройодят аустенит-ными электродами, которые уменьшают перегрев околошовной зоны и снижают в ней концентрацию диффузионного водорода. Прокалка электродов и флюсов, осушение защитных газов, предупреждение попадания влаги в зону сварки способствуют уменьг шению количества водорода в шве н повьпиают сопротивляемость холодным трещинам. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 [83] 84 85 86 87 88 89 |