Разделы сайта
Читаемое
Обновления Mar-2024
|
Промышленность Ижоры --> Сварка металлов и сплавов плавлением WoS 61 Гоаница сплабления Рис. 6-19. Схема зарождения околошовной трещины по границам зерен ПОД углом 45° к оси шва, возникают значительные касательные напряжения т. Такое напряженное состояние способствует зарождению трещины замедленного разрушения на стыке трех зерен (см. рис. 6-19), которая в дальнейшем постепенно развивается в полном соответствии с изложенными выше представлениями. Так зарождаются околошовные трещины всех видов - продольные (отрывы и отколы) и поперечные (собственно околошовные и переходящие в шов). Направление дальнейшего развития зародившейся трещины зависит от способности металла того или иного участка сварного соединения противостоять ее развитию, а также от конкретного сочетания продольных и поперечных напряжений и, в частности, от величины перепада напряжений на границе шов- околошовная зона. При этом, как правило, начальная стадия развития холодных трещин связана с границами крупных зерен. Образованию отрывов в соединениях легированных сталей с аустенитным швом помимо перепада напряжений и наличия крупных зерен в околошовной зоне способствуют низкая пластичность и прочность зоны сплавления. Следует также учитывать, что такие причины замедленного разрушения (развития холодных трещин), как перегрев металла и большой перепад продольных напряжений, действуют одновременно и совместно только на границе шов- околошовная зона. Поэтому отмеченная граница в наибольшей степени подвержена образованию продольных трещин. Кроме того, металл околошовной зоны вблизи шва часто ослабляется развитием высокотемпературной химической неоднородности и неблагоприятным видоизменением неметаллических включений, обусловленным нагревом до высоких температур, близких к точке плавления. Образование поперечных трещин также начинается в околошовной зоне на участке перегрева и обычно свидетельствует о высоком уровне продольных напряжений в соединении. В сравнительно редких случаях, преимущественно в соединениях с многослойными швами, поперечные холодные трещины могут зарождаться в околошовной зоне на некотором расстоянии от участка перегрева, в местах, где развиваются весьма высокие напряжения растяжения (см. рис. 6-17). Возможно также зарождение поперечных трещин в самом металле шва. Обычно это имеет место в многослойных малопластичных швах. Выше было рассмотрено возникновение зародышей холодных трешин по границам зерен вследствие нарушения по этим границам атомного строения металла. В реальных металлах возможен и другой механизм образования зародышей таких трешин, связанный с наличием неметаллических включений. Последние могут располагаться в металле по границам и телу зерен. Зародышами холодных трещин могут стать неметаллические включения при их неблагоприятных форме, химическом составе и расположении, а также горячие трещины - надрывы, возникающие в участке крупного зерна околошовной зоны. В результате неизбежного нагрева этого участка до температур, близких к солидусу, в нем происходят значительные изменения исходных неметаллических включений основного металла. Это имеет существенное значение при электрошлаковой и дуговой однослойной сварке толстого металла. Отмеченные изменения происходят в наибольшей степени в тех участках соединения, где максимальный перегрев околошовной зоны сочетается с высокими временными напряжениями растяжения при температурах, близких к солидусу. Такое неблагоприятное сочетание условий имеет место при сварке кольцевых швов толстостенных сосудов. На рис. 6-20 показаны примеры зарождения холодных трещин от пленообразного неметаллического включения и от горячих трещин-надрывов. При помощи электрошлакового и электроннолучевого переплавов можно существенно уменьшить общее количество неметаллических включений в основном металле, предельно ограничить содержание легкоплавких включений сульфидного происхождения и перевести их в более тугоплавкие соединения, а также достичь равномерного и мелкодисперсного распределения неметаллических включений в металле. При этом значительно повышается стойкость сварных соединений против образования холодных трещин. Аналогичные результаты можно получить, применив предварительную наплавку подлежащих сварке кромок. Если наплавку выполнить металлом такого же химического состава, что и металл кромок, то стойкость соединения против образования холодных трещин обычно на 20-30% превысит стойкость соединения без наплавки. В этом случае эффект достигается вследствие благоприятных изменений состава и распределения неметаллических включений в наплавленном металле. Если же применить наплавку незакаливающимся металлом, например аустенитным, то можно почти полностью устранить опасность возникновения в соединениях холодных трещин. Изложенное позволяет, с точки зрения закалочной гипотезы, объяснить влияние многочисленных и разнообразных факторов на стойкость соединений против образования холодных трещин. Рассмотрим этот вопрос на примере сварных соединений среднелегированных сталей. Исходным в этом объяснении является по-.цожение о том, что стойкость соединений против образования Рис. 6-20. Зарождение холодной трещины в участке перегрева с развитой высокотемпературной неоднородностью от пленообразного неметаллического включения (а) и надрыва (б): X 1000
|
© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка |