Cтраница 2
При сварке угловых швов на толстом металле, а также при сварке первого слоя многослойных швов ( при толщине свариваемого металла свыше 30 мм) рекомендуется предварительно подогревать свариваемые кромки до температуры 120 - 150 во избежание появления кристаллизационных трещин. [16]
Накопленный за последние годы опыт изготовления сварных конструкций из технически чистого никеля показал, что при его сварке возникает целый ряд серьезных трудностей, связанных прежде всего с большой склонностью металла швов к образованию кристаллизационных трещин. Главной причиной появления кристаллизационных трещин в металле шва является образование легкоплавкой сульфидной эвтектики Ni-NiS. Поэтому в основном металле содержание серы ограничивается пределом 0 001 %, что в 10 - 50 раз ниже допустимого количества ее в стали. [17]
Низкая сопротивляемость металла околошовной зоны способствует образованию холодных трещин, что обусловлено особенностями структурных превращений в этой зоне. Наряду с этим необходимо предотвратить появление кристаллизационных трещин в металле шва снижением в нем содержания серы, углерода и легированием марганцем и хромом. Следующая трудность заключается в получении металла шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом с механическими свойствами, близкими к свойствам основного металла. В ряде случаев возникают серьезные затруднения с обеспечением надлежащих прочностных и пластических свойств в околошовной зоне и зоне сплавления. [18]
Низкая сопротивляемость металла околошовной зоны способствует образованию холодных трещин, что обусловлено особенностями структурных превращений в этой зоне. Наряду с этим необходимо предотвратить появление кристаллизационных трещин в металле шва снижением в нем содержания серы, углерода и легированием марганцем и хромом. Следующая трудность заключается в том, что металл шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом должен обладать механическими свойствами, близкими к свойствам основного металла. В ряде случаев возникают серьезные затруднения с обеспечением надлежащих прочностных и пластических свойств в околошовной зоне и зоне сплавления. Особые трудности возникают, когда сварные соединения нельзя подвергнуть термообработке. В этом случае необходимо правильно выбрать режим сварки и сварочные материалы. [19]
Низкая сопротивляемость металла околошовной зоны способствует образованию холодных трещин, что обусловлено особенностями структурных превращений в этой зоне. Наряду с этим необходимо предотвратить появление кристаллизационных трещин в металле шва снижением в нем содержания серы, углерода и легированием марганцем и хромом. Следующая трудность заключается в получении металла шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом с механическими свойствами, близкими к свойствам основного металла. В ряде случаев возникают серьезные затруднения с обеспечением надлежащих прочностных и пластических свойств в околошовной зоне и зоне сплавления. Совершенно особые трудности появляются, когда сварные соединения нельзя подвергнуть, термообработке. При этом необходимо правильно выбрать режим сварки и сварочные материалы. [20]
Поэтому легкоплавкие соединения металла шва могут стать причиной возникновения кристаллизационных трещин. При сварке углеродистых и низколегированных сталей большую роль в появлении кристаллизационных трещин играет сера, образующая легкоплавкие соединения. Однако влияние серы зависит от вида и количества легирующих компонентов в металле. Большое число экспериментальных данных свиде-тельстеует о том, что появлению кристаллизационных трещин в значительной мере способствует повышение концентрации углерода в металле. При сварке высоколегированных сталей углерод может стать непосредственной причиной возникновения кристаллизационных трещин. В меньшей мере на процесс образования трещин влияет содержание кремния. Особенно кремний способствует этому при сварке аустенитных хромонике-левых сталей. Возрастает склонность металла шва к появлению кристаллизационных трещин и при наличии в металле фосфора. К наиболее распространенным элементам, которые снижают опасность образования кристаллизационных трещин, относятся кислород, марганец и хром. На появление трещин в металле шва влияет также форма сварочной ванны, обусловливающая скорость кристаллизации металла, а также напряженное состояние металла шва. Если сварочная ванна имеет форму, близкую к форме падающей капли, в ее хвостовой части возникают высокие растягивающие напряжения, облегчающие образование трещин. От формы шва зависит и критическое содержание углерода и кремния в металле, при котором возникают кристаллизационные трещины. [21]
Подогрев облегчает устранение газовых пузырьков из сварочной ванны. Дополнительные затруднения при сварке алюминия и его сплавов возникают из-за появления кристаллизационных трещин. У алюминиево-марганцевого сплава АМц образование трещин зависит от содержания железа и кремния в металле шва: увеличение количества кремния до 0 6 % приводит к снижению стойкости, а с повышением содержания железа до 0 7 % растет стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. Подогрев деформируемых алюминиевых сплавов до 200 - 250 С не предотвращает появление трещин, поскольку при этом значительно увеличиваются размеры кристаллитов. [22]
Патона [265] показали, что при сварке стали, рафинированной СШ, с весьма низким содержанием серы опасность появления кристаллизационных трещин в сварных швах резко уменьшается. Это позволяет до известных пределов повышать в такой стали содержание углерода, не меняя технологии сварки. [23]
Сварка низкоуглеродистых сталей, как правило, не требует предварительного подогрева. Однако в некоторых случаях, специально оговоренных в технической документации, предварительный подогрев до температуры 120 - 150 применяется для предупреждения появления кристаллизационных трещин. Такая потребность иногда возникает при сварке угловых швов толстого металла, при сварке первого слоя многослойных стыковых швов толстого металла, особенно если сварка толстого металла производится при низких температурах. [24]
Повышение содержания углерода в сталях вызывает значительные трудности при их сварке. Это связано с необходимостью создания условий, предотвращающих образование малопластичных закалочных структур и трещин в околошовной зоне, понижение стойкости металла шва против появления кристаллизационных трещин и обеспечивающих равнопрочность металлов шва и основного. [25]
Многое зависит от характера легирования стали или сплава. Наличие в составе свариваемой аустенитной стали даже небольших концентраций элементов, резко снижающих температуру солидуса металла в участке перегрева околошовной зоны, делает неизбежным появление околошовных кристаллизационных трещин. Например, даже двойной электрошлаковый или вакуумно-дуговой переплав жаропрочных сталей ЭИ726, ЭИ787, содержащих более 0 010 % В, не избавляет от околошовных трещин. [26]
Несмотря на хорошую свариваемость низкоуглеродистых сталей иногда для предотвращения образования закалочных структур в околошовной зоне следует предусматривать специальные технологические меры. Поэтому при сварке первого слоя многослойного шва и угловых швов на толстом металле рекомендуется предварительный подогрев его до 120 - 150 С, чем обеспечивается стойкость металла против появления кристаллизационных трещин. Для уменьшения скорости охлаждения перед исправлением дефектных участков необходимо выполнять местный подогрев до 150 С, что будет препятствовать понижению пластических свойств наплавленного металла. [27]
Для восстановления размеров деталей и образования подслоя при последующей наплавке износостойкими сплавами в качестве наплавленного металла применяют низколегированные стали типа А. Типичные составы наплавленного металла: 15ХГ2С, 20Х2Г2М, 25ХЗГ2, 08Г, 08ГС и 15Г2С; способы наплавки при этом следующие: ручная дуговая, механизированная под флюсом и в среде защитных газов. При наплавке на среднеуглеродистые стали во избежание появления кристаллизационных трещин следует добиваться минимального проплавления и тщательно регулировать скорость охлаждения. Повышенная скорость охлаждения вызывает образование мартенсит-ных участков в околошовной зоне и наплавленном слое, пониженная скорость охлаждения приводит к образованию перлита, что уменьшает износостойкость наплавленного слоя. Массивные детали при наплавке обычно подогревают до 200 - 250 С. [28]
От качества строительной стали зависит вероятность образования при сварке горячих ( кристаллизационных) трещин в металле шва и ламелярных ( слоистых) трещин в окружающем шов металле. На образование кристаллизационных трещин во многом влияют химический состав основного металла и его доля в металле шва. У проката с ликвацией, например из кипящей стали, появление кристаллизационных трещин наиболее вероятно. [29]
Применительно к сварке подавляющего большинства кипящих и спокойных низкоуглеродистых сталей наибольшее распространение получил кислый процесс с использованием силикатных марганцевых флюсов или кислых электродных покрытий. Эти флюсы ( шлаки) сочетают в себе превосходные технологические свойства ( стабильность горения дуги, требуемое формирование шва в различных пространственных положениях, легкая отделимость шлака от поверхности шва) с надлежащими металлургическими характеристиками. Они обеспечивают дополнительное легирование шва кремнием и марганцем, окисляют некоторое количество углерода, способствующего, как известно, появлению кристаллизационных трещин в шве. [30]