Напряжения в сварных соединениях Снижение при отпуске

Способы предотвращения холодных трещин в сварных соединениях направлены на уменьшение или устранение отрицательного действия основных факторов, обусловливающих их образование, путем 1) регулирования структуры металла сварных соединений 2) снижения концентрации диффузионного водорода в шве 3) уменьшения уровня сварочных напряжений. Способы регулирования структуры рассмотрены в п. 13.3. Наиболее часто для предотвращения холодных трещин применяют предварительный или последующий подогрев сварных соединений. При сварке углеродистых и низколегированных сталей, не содержащих активных карбидообразующих, подогрев может исключить закалочные структуры в шве и ЗТВ. Кроме того, подогрев способствует интенсивному удалению Нд из соединения. При невозможности или нецелесообразности применения подогрева проводят низкий или высокий отпуск сварных узлов непосредственно после сварки. Для предотвращения XT в ряде случаев (мартенситные стали небольших толщин) достаточен местный кратковременный отпуск с помощью индуктора ТВЧ или других концентрированных источников теплоты с нагревом до 1000 К в течение 2...3 мин. [c.543]

Часто для деталей и узлов из высокопрочных или термоупрочненных сталей возникает необходимость их термической обработки после изготовления конструкций [65]. При этом ставятся задачи восстановления высокопрочных характеристик ослабленных участков, снижения отрицательного влияния сварочных пластических деформаций и остаточных напряжений. Такие рекомендации изложены в монографии Винокурова [66] применительно к рациональному использованию отпуска сварных соединений. [c.44]

Высокий отпуск сварных соединений углеродистых сталей практически не изменяет свойств, но существенно снижает уровень остаточных сварочных напряжений, По данным работ [I, 7], высокий отпуск приводит к снижению уровня остаточных напряжений на 80—85% от первоначальной величины. Только в процессе нагрева снижение остаточных сварочных напряжений доходит до 70—75%. Следует иметь в виду, что степень снятия сварочных напряжений зависит от релаксационной способности стали при температуре отпуска. [c.415]

Структурные изменения приводят при отпуске к снижению твердости и более равномерному распределению ее значений в зоне сварного соединения (рис. 3-35), при этом повыщается пластичность и ударная вязкость металла. Уровень остаточных сварочных напряжений снижается на 70—80% (рис. 5-1). [c.208]

Режимы термообработки. Для отдельных групп стали в табл. 2 приведены принятые режимы термообработки сварных соединений. Для снятия сварочных напряжений и снижения твердости сварных соединений конструкций из стали перлитного класса применяют обычно высокотемпературный отпуск. Для выравнивания свойств и улучшения структуры (например, после ЭШС) применяют нормализацию, а также полную термообработку — закалку с отпуском. При сварке листов толщиной свыше 40 мм для углеродистых и среднелегированных марок стали термообработка необходима тотчас после сварки. [c.7]

Способы снижения остаточных сварочных напряжений могут быть технологическими и термическими. Технологические способы сводятся в основном к регулированию погонной энергии при сварке и соблюдению специальной последовательности сварки. Термическими способами являются предварительный подогрев перед сваркой или сопутствующий сварке нагрев свариваемых изделий (локальный или общий) и высокий отпуск. Подогрев свариваемых изделий уменьшает градиент температур между различными зонами сварного соединения и уменьшает разницу температурных объемных изменений в металле. Кроме того, подогрев, повышая температуру металла в зоне теплового влияния, предопределяет протекание распада переохлажденного аустенита [c.162]

Высокий отпуск сварных соединений низкоуглеродистых сталей не изменяет структурного состояния металла. Его назначение состоит в снижении уровня остаточных сварочных напряжений, которые при эксплуатации могут оказать отрицательное влияние на работоспособность конструкции. Высокий отпуск может быть как локальным, так и общим, скорость охлаждения после локального отпуска желательно ограничить, чтобы снизить величину остаточных напряжений, связанных с локальностью нагрева. [c.175]

Особенности превращений в ЗТВ связаны с тем, что входящие в сталь легирующие элементы повышают устойчивость образующегося при нагреве аустенита, приводя тем самым его к распаду при охлаждении в области низких температур о образованием дисперсных и частично неравновесных структур распада. В связи с этим твердость металла в ЗТВ этих сталей заметно повышается и может доходить до НВ 350. Поэтому отпуск сварных соединений этих сталей, как правило, является операцией, необходимой не только для снижения уровня сварочных напряжений, но и для распада неравновесных структур, снижения твердости и повышения ударной вязкости в целях снижения опасности хрупких разрушений этих соединений. [c.184]

Свариваемость сталей с увеличением содержания углерода ухудшается. Содержание углерода более 0,30% способствует склонностп сталей к перегреву и закалке, образованию холодных трещин в сварном соединении н пор в металле шва. Избежать образования трещин и пор при сварке этих сталей можно путем применеп1 я предварительного подогрева и последующего высокотемпературного отпуска, а также применением специальных электродов (с малым содержанием водорода). Предварительный подогрев способствует снижению закаливаемости стали, а последующий высокий отпуск улучшает структуру и свойства закаленных зон, а также уменьшает и выравнивает остаточные сварочные напряжения. [c.46]

Одной из основных причин необходимости термической обработки сварных соединений, выполняемых ЭШС, особенно при толщинах металла >500 мм, является устранение высоких остаточных трехосных напряжений, образующихся в результате сварки. Поэтому непосредственно после сварки и особенно деталей из легированных сталей, свариваемых с предварительным и сопутствующим подогревом, сварные соединения подвергаются предварительному отпуску для релаксации сварочных напряжений. Температура предварительного отпуска обьгано не ниже температуры окончательного отпуска, принятого для деталей из свариваемых сталей. Продолжительность отпуска 5...6 ч, так как это гарантирует существенное снижение напряжений, достаточное для устранения опасности разрушения изделия. [c.151]

Область рационального применения высокого отпуска для повышения выносливости сварных соедппеиий определяется условиями проявления влияния остаточных напряжений и зависит от величины действующих напряжений, асимметрии цикла, вида соединений и характера передачи усилий. При действии низких переменных напряжений, а также с уменьшением асимметрии цикла и снижении степени концентрации напряжений, растягивающие остаточные напряжения заметно усиливают свое действие. В наибольшей степени они понижают выносливость изделий и конструкций, работающих при знакопеременных нагрузках, в элементах, имеющих различного рода приварки и прикрепления конструктивного характера, а также при отсутствии в несущих сварных соединениях резкой концентрации напряжений, создаюш ей сжимающие остаточные напряжения в процессе нагружения конструкции. В то же время растягивающие остаточные напряжения могут проявить свое влияние только при наличии в сварном соединении концентраторов напряжений. Снятие в таких конструкциях растягивающих остаточ- [c.127]

Сварные соединения (отдельные узлы или изделия) из сталей мартенсито-фер-ритного класса целесообразно подвергнуть специальной термической обработке (высокому отпуску), а сам металл перед сваркой с целью снижения напряжений, возникающих в результате мартенситиых превращений, подогревать до 300° С. Для снятия напряжений, а также в целях повышения сопротивляемости межкристал-литной коррозии, например, стали Х17, после сварки рекомендуется отжиг при 760— 780° С с выдержкой 10 мин. [c.54]

Эффект разупрочнения сварных соединений хромомолибденовых сталей имеет большое значение для работы сварных газоплотных панелей котлов, внедрение которых позволяет заметно повысить экономичность этих агрегатов и является одной из основных тенденций развития котлостроения. Пр и изготовлении панелей из гладких труб с вваренными проставками или заплавленными перемычками (рис. 106) мягкая прослойка находится в сечении трубы, подверженном внутреннему давлению, и расположена перпендикулярно действию окружных напряжений. Проведенные испытания таких труб из стали 12Х1МФ на длительную прочность при 600° С под внутренним давлением показали, что во всех случаях разрушений проходили по прослойке. Для труб с наплавленными перемычками, где зона разупрочнения шире (рис. 106, б), снижение уровня длительной прочности по сравнению с целой трубой было больше, чем для труб с вварной проставкой (рис. 106, а). Разрушение проходило преимущественно с той стороны, где проплавление было больше. Разброс опытных точек был значительно больше в исходном состоянии после сварки, чем после проведения отпуска при 720—740° С — 2 ч. В последнем случае пластичность при разрушении примерно в два раза превышала значения, полученные для исходного состояния. Длительная прочность труб с проставками после отпуска при экстраполяции на 10 ч составляла примерно 90% от минимальной прочности труб стали 12Х1МФ, а с наплавками — около 80%. [c.190]

Пятый уча1сток (5) аколошавиой зоны, получивший название участка рекристаллизации или старения, включает в себя металл, нагретый от температуры 500° С до температуры 720° С. На этом участке происходит сращивание раздробленных при пластических деформациях (прокатке, проковке и т. д.) зерен основного металла. В процессе рекристаллизации из обломков зерен зарождаются и растут новые, равновесные зерна. Если выдержка при температуре рекристаллизации будет излишне продолжительной, то произойдет не объединение раздробленных осколков, а значительный рост зерен. При сварке металлов, не подвергшихся пластическим деформациям (например, литые сплавы), процесс рекристаллизации не имеет места. На этом же участке околошовной зоны при некоторых условиях сварки углеродистых конструкционных сталей с содержанием углерода до 0,3% происходит снижение пластичности, и в первую очередь ударной вязкости, и повышение прочности металла. Снижение пластичности может явиться причиной снижения работоспособности сварного соединения при эксплуатации. За пятым участком околошовной зоны расположены участки, нагретые в пределах 100—500° С. Эти участки в процессе сварки не претерпевают видимых структурных изменений. Однако при сварке низкоуглеродистых сталей на узком участке (участок 6), подвергшемся иагреву в пределах 100—300° С, наблюдается резкое падение ударной вязкости. Так как участок расположен вне зоны концентрации напряжений, наличие его в большинстве случаев не представляет непосредственной опасности для работоспособности сварного соединения. При многослойной сварке строение околошовной зоны несколько меняется. Изменение строения околошовной зоны при сварке длинными участками, когда ко времени наложения последующего прохода металл успел остыть до температуры окружающей среды, проявляется в менее четком строении околошовной зоны всех проходов, кроме последнего. Менее четкое строение околошовной зоны обусловливается повторным термическим воздействием, являющимся своего рсда отпуском. При сварке короткими про- [c.93]

Конструкции из низкоуглеродистой стали в некоторых случаях после сварка подвергаются термической обработке высокий отпуск для снятия сварочных напряжений или нормализация для выравнивания свойств и улучшения структуры отдельных участков сварного соединения. При дуговой сварке угловых однослойных и многослойных швов с перерывом для охлаждения при наложении отдельных слоев все впды термической обработки (кроме закалки) приводят к снижению прочностных и повышению иластических свойств металла шва (табл. 2). Это является следствием того, что при термической обработке дости- [c.32]

Значительно большее распрострапенне в строительстве имеет местный высокий отпуск сварных соедниений, чаще всего в трубопроводах. Он применяется с целью снижения местных остаточных напряжений и производится с помощью индукторных нагревательных устройств или переносных термических печей. Следует заметить, что при этом способе возникают собственные остаточные напряжения довольно значительной величины. Однако пластические свойства сварного соединения все же улучгнаются. [c.19]

Рассмотрим статически нагруженный элемент, имеющий сварное соединение Основным предельным состоянием для слутая статического нагружения принимают в расчетах наступление текучести металла, которое является нежелательным из-за большой изменяемости размеров детали после начала ее текучести. Допускаемое напряжение устанавливают, ориентируясь на предел текучести основного металла, с учетом возможного его рассеяния, превышения нагрузки и уменьшения поперечного сечения элемента. Коэффициент запаса по предельному состоянию наступления текучести составляет при этом отношение к эксплуатационному напряжению о . Существует большое число факторов, вьиывающих снижение прочности сварного соединения по сравнению с основным элементом. Это и пониженные значения в зонах высокого отпуска, неоднородность механических свойств, значительное рассеяние механических характеристик вследствие колебаний параметров режима сварки, химического состава, присутствие различных концентраторов как неизбежных (форма шва), так и дефектов в виде различных несплошностей. [c.33]

В сварных бислойных соединениях существенное влияние на распределение и уровень остаточных напряжений как после сварки, так и после термообработки может оказать различие коэффициентов линейного расширения соединяемых элементов. Как видно из рис.9.3.21 и рис.9.3.22, последующая термообработка сварных разнородных дисков не только не приводит к устранению остаточных напряжений, но и способствует появлению в зоне соединения резких фадиентов напряжений [96, 94], При усталостном нагружении таких разнородных соединений наличие высокого уровня остаточных напряжений может приводить к снижению их работоспособности. Применительно к лопастям колес фупных гидротурбин было показано, что при термообработке таких колес снижению способствует медленное охлаждение от температур отпуска до температур порядка 500 С. Из рис.9.3.23 видно, что охлаждение сварных плит 0Х12НД-Л + 15Г2В-Л со ско- [c.322]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...