Материал: Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов

стко закрепленной в испытательной установке базовой пла­ стины толщиной 20 мм, осуществляли в один проход электро­ дами АНП-2 4,0 мм на режиме: /=170 А, У=26 В, v = 9 м/ч. Скорость охлаждения сварного соединения варьировали (w6/5 =

13 мл/100 г) в наплавленном металле определяли хроматогра­ фическим методом. Нагружение образцов начинали при их ох­ лаждении после сварки до температуры 120—100 °С.

Высокая сопротивляемость сварных соединений низкоугле­ родистых легированных сталей образованию трещин обеспечи­ вается в случае, когда содержание диффузионного водорода в наплавленном металле не превышает 3,5—4,0 мл/100 г. Бо­ лее высокая концентрация водорода приводит к снижению со­ противляемости соединений образованию холодных трещин [5]. При выбранных условиях испытаний ( [ Н ] ДИф = 2,8—3,0 мл/100 г и ^ 6/5 = 1 3 °С/с) у сварных соединений сталей 14Х2ГМР и 12ГН2МФАЮ замедленное разрушение не происходит (точка 3 на рис. 10.7 и 10.8). Для предотвращения образования холод­ ных трещин в сталях 14ХГН2МДАФБ и 12ХГН2МФБДАЮ не­ обходимы ограничения допускаемых скоростей охлаждения. По диапазонам допускаемых скоростей охлаждения зоны термиче­ ского влияния, обеспечивающих достаточную сопротивляемость образованию холодных трещин, рассматриваемые стали могут быть расположены в следующий ряд:

1)134-18 °С/с 14Х2ГМР, 13ХГМРБ, 14ХГ2САФД и 12ГН2МФАЮ;

2)74-12 °С/с 14ХГНМДАФБРТ и 14ХГН2МДАФБ;

3)wQ/5 = 44-6 °С/с 12ХГН2МФБДАЮ.

Для предотвращения образования холодных трещин при сварке соединений большой толщины и «жесткости» следует применять предварительный подогрев. Как правило, он назна­ чается при сварке металла толщиной свыше 20 мм. Темпера­ тура подогрева 80—100 °С. При сварке металла толщиной свыше 40 мм температура подогрева 100—150 °С. Выполнение предварительного подогрева протяженных разделок кромок ме­ талла таких толщин — достаточно трудоемкая операция. В этом случае возможно ограничение температуры подогрева до 80— 100 °С за счет введения дополнительного послесварочного на­ грева сварных соединений в интервале 150—200 °С. Такой про­ грев производится с поверхности металла шва, причем темпера­

1 мм толщины соединения. При температуре окружающего воздуха<0 °С необходим предварительный подогрев свариваемых кромок до 100—120 °С для металла всех толщин менее 30 мм и при 130—150 °С для металла больших толщин. Подогрев

сварных соединений наиболее эффективен, если его осуществ­ лять равномерно по всей длине с двух сторон от разделки кро­ мок не менее 100 мм.

Стойкость сварных соединений против образования холод­ ных трещин может быть также повышена применением техно­

слоями. В отдельных случаях («жесткие» соединения большой толщины) малопрочные пластичные швы в один-два слоя на­ кладываются в процессе заполнения разделки кромок. При сварке под флюсом для выполнения мягких слоев могут быть рекомендованы сварочные проволоки Св-ЮГА, Св-08ГС (ГОСТ 2246—70), при сварке покрытыми электродами — электроды УОНИ-13/45, (ГОСТ 9467—75), при сварке в углекислом газе — проволока Св-08Г2С (ГОСТ 2246—70).

10.2.3. Выбор тепловых режимов сварки

Выбор технологии сварки низкоуглеродистых бейнитно-мартен- ситных сталей, обеспечивающий требуемые служебные и тех­ нологические свойства сварных соединений, возможен при ус­ ловии учета влияния химического состава и толщины основного металла, параметров режима сварки и температуры подогрева соединения, химического состава материалов, содержания во­ дорода в металле шва, разделки кромок и типа соединений.

Критериями при определении диапазона режимов сварки и температур предварительного подогрева служат допустимые максимальная и минимальная скорости охлаждения металла зоны сплавления.

Максимально допустимые скорости охлаждения сталей при­ нимаются таким образом, чтобы предотвратить образование холодных трещин в металле околошовной зоны. Величину этой скорости охлаждения определяют экспериментальным путем по результатам испытаний технологических проб или же расчет­ ным путем [3, 6—9].

Для предотвращения неблагоприятного изменения струк­ туры и снижения ударной вязкости металла зоны перегрева необходимо ограничивать минимальную скорость охлаждения. Чрезмерно высокие погонные энергии сварки приводят к об­ разованию у линии сплавления крупнозернистых структур с низкими показателями ударной вязкости. Кроме того, дли­ тельное пребывание отдельных зон основного металла при тем­ пературах, превышающих температуру отпуска стали, может способствовать разупрочнению металла. У легированных сталей с увеличением погонной энергии сварки интенсивность разуп­ рочнения значительно меньше, чем снижение ударной вязко-