ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные сведения о свариваемости из "Технология и оборудование сварки плавлением и термической резки " Повышение содержания углерода, а также степени легирования стали увеличивает склонность к закалке. Такие стали обладают высокой чувствительностью к термическому циклу сварки и околошовная зона оказывается закаленной при всех режимах сварки, обеспечивающих удовлетворительное формирование шва. [c.283] Для снижения скорости охлаждения околошовной зоны с целью получения в ней структур, обладающих некоторым запасом пластичности, достаточным для предотвращения образования трещин под действием термодеформационного цикла, при сварке этих сталей необходим предварительный подогрев свариваемого изделия. [c.283] Характер кривых изотермического распада аустенита и их расположение на диаграмме зависят от химического состава стали, однородности аустенита и размера его зерна. Почти все легирующие элементы увеличивают устойчивость аустенита, т.е. сдвигают кривые изотермического распада вправо. [c.284] При переохлаждении аустенита ниже Ас, длительность инкубационного периода будет зависеть от температуры переохлаждения. При некоторой температуре наблюдается наименьшая устойчивость аустенита, и через время выдержки при этой температуре полностью заканчиваются все превращения. При всех других температурах переохлаждения время инкубационного периода больше, поэтому температуру называют температурой наименьшей устойчивости аустенита. При использовании кривых изотермического распада аустенита для оценки закаливаемости стали в условиях непрерывного охлаждения при сварке необходимо в эти кривые внести некоторые поправки. [c.284] Коэффициент 3 в знаменателе состоит из двух множителей 1,5 и 2. Первый из них вводит поправку на непрерывность охлаждения, второй учитывает замедление распада аустенита из-за роста зерна, сопутствующего сварочному нафеву. [c.285] При сварке плавлением скорость нагрева в интервале температур A i - Асз и длительность пребывания металла околошовной зоны при температуре выше Асз оказывают существенное влияние на процесс гомогенизации аустенита и рост зерна. Существует два возможных варианта развития процесса. Первый вариант, когда высокая температура нагрева металла околошовной зоны способствует росту зерна, особенно при большой длительности пребывания металла при температуре выше Асз и одновременно увеличивает устойчивость аустенита. Второй вариант, когда быстрый нагрев и малая длительность пребывания металла выше температуры Асз понижают степень гомогенизации и устойчивость аустенита. [c.285] В сталях без карбидообразующих элементов или с малым их содержанием преимущественное развитие получает первый вариант, что приводит к смещению области частичной закалки в сторону меньших скоростей охлаждения. В сталях, легированных карбидообразующими элементами, возможно смещение области частичной закалки в сторону больших скоростей охлаждения вследствие ограничения роста зерна и развития процесса гомогонизации по второму варианту. [c.286] При проверке выбранного режима и определении температуры подогрева при сварке закаливающихся сталей достаточно использовать результаты стандартных испытаний стали по методике ИМЕТ-1 или вали-ковой пробы, на основании которых можно получить зависимости изменения механических свойств металла околошовной зоны от скорости охлаждения и длительности пребывания выше Асз. По этим данным можно установить интервал скоростей охлаждения, ограничивающий область частичной закалки стали в зоне термического влияния, и выбрать расчетное значение по допускаемому проценту мартенсита в структуре и требуемому сочетанию механических свойств. При сварке сталей повышенной прочности содержание мартенсита в структуре металла зоны термического влияния обычно офаничивают 20. .. 30 %. Больший процент содержания мартенсита (иногда до 50 %) допускают лишь при сварке изделий с малой жесткостью при обязательной последующей термообработке. [c.286] Теория распространения теплоты при сварке позволяет рассчитывать скорости охлаждения и время пребывания металла зоны термического влияния в определенном интервале температур. [c.286] С целью быстрого определения фактической скорости охлаждения при наплавке валика на лист для некоторых частных случаев расчеты могут быть номофафированы. На рис. 7.3 приведена номограмма для расчета скорости охлаждения околошовной зоны при толщине металла 5. .. 36 мм. Диапазон скоростей охлаждения металла зоны термического влияния, в котором не возникают трещины и получается удовлетворительное сочетание механических свойств, приведен в табл. 7.1. [c.286] Сварка на режимах, при которых скорость охлаждения околошовной зоны больше верхнего предела, вызывает резкое снижение пластичности металла зоны термического влияния за счет ее закалки режимы, приводящие к слишком малой скорости охлаждения (меньше нижнего предела, указанного в табл. 7.1), снижают пластичность и вязкость вследствие чрезмерного роста зерна. Если сталь подвержена резкой закалке, то возможно, что при всех скоростях охлаждения в околошовной зоне образуется мартенситная структура в таком количестве, при котором пластичность металла будет низкой. [c.286] Уменьшение скорости охлаждения ниже некоторого предела, при котором не происходит образования мартенсита, приводит к значительному росту зерен, вызывающему резкое снижение пластичности. Следовательно, чрезмерно высокий подогрев может вызвать заметное ухудшение свойств (особенно ударной вязкости) металла зоны термического влияния на участке высокого отпуска. Для восстановления свойств око-лошовной зоны необходима последующ,ая термообработка, причем время до ее проведения должно быть строго регламентировано. [c.288] Таким образом, при установлении режима сварки закаливающихся сталей необходимо рассчитать параметры режима по условиям получения швов заданных геометрических размеров и формы, действительную скорость охлаждения металла зоны термического влияния (в зависимости от условий проведения сварки) и результаты расчета сравнить с данными о допустимых скоростях охлаждения для данной стали. Если действительная скорость охлаждения металла зоны термического влияния при сварке на принятом режиме окажется выше верхнего предела допустимых скоростей (см. табл. 7.1), то необходимо рассчитать температуру предварительного подогрева или применить некоторые технологические приемы заполнения разделки кромок (двухдуговая сварка раздвинутыми дугами, каскадом, горкой и др.). [c.288] Если сталь склонна к значительному росту зерна, а действительная скорость охлаждения металла зоны термического влияния по расчету оказалась меньше нижнего предела допустимых скоростей, следует увеличить число слоев в шве и сварить их длинными швами. При выборе новых режимов следует определить действительные скорости охлаждения. [c.288] При выборе марки стали на стадии проектирования сварной конструкции может возникнуть необходимость ориентировочной оценки необходимости подогрева перед сваркой. Для приближенной оценки влияния термического цикла сварки на закаливаемость околошовной зоны и ориентировочного определения необходимости снижения скорости охлаждения за счет предварительного подогрева можно пользоваться так называемым эквивалентом углерода. Если при подсчете эквивалента углерода окажется, что С, 0,45 %, данная сталь может свариваться без предварительного подогрева если 0,45 %, необходим предварительный подогрев, тем более высокий, чем выше значение Сэ. [c.288] При сварке металла относительно небольшой толщины (до 6. .. 8 мм) и сварных узлов небольшой жесткости предельное значение С,, при котором нет необходимости в предварительном подогреве, может быть повышено до 0,55 %. [c.288] Оценка закаливаемости стали в условиях сварки по эквиваленту углерода приближенная, так как не учитывается ряд важных факторов, таких как толщина свариваемой стали, тип соединения, режим сварки и исходное структурное состояние. [c.289] Полученная температура предварительного подофева должна быть проверена и откорректирована путем определения действительных скоростей охлаждения при сварке на принятых режимах и сопоставления результатов расчета с рекомендуемым для данной марки стали диапазоном допустимых скоростей охлаждения. [c.289] К сталям, закаливающимся в условиях сварки, могут быть отнесены также низко- и среднелегированные теплоустойчивые стали, которые длительное время сохраняют высокие прочностные свойства при работе в условиях повышенньгх температур (450. .. 580 С), оцениваемые пределом текучести и длительной прочностью. [c.289] Вернуться к основной статье