Появление - кристаллизационная трещина
Cтраница 3
По данным Б. И. Медовара, повышенная склонность к ликвации примесей по границам зерен в высоколегированных сталях приводит к тому, что в этих зонах образуются более легкоплавкие прослойки с меньшей прочностью при температурах кристаллизации, когда ранее закристаллизовавшиеся части приобрели достаточную прочность. Под влиянием усадочных напряжений в них возникают надрывы, переходящие в межкристаллитную трещину. В аустенитном металле сварных швов с транскристаллит-ным строением такая трещина может поразить весь шов, проходя по непрерывной межзеренной границе. В связи с рассмотренным для предотвращения появления кристаллизационных трещин в металле аустенитных швов можно использовать особо чистые по сере и фосфору свариваемые стали и присадочные материалы. Хорошо зарекомендовали себя аустенитные стали, рафинированные электрошлаковым переплавом или каким-либо другим методом. Поскольку в процессе сварки нельзя обеспечить снижение содержания фосфора, ибо это достигается окислением, а в стали имеются более легко окисляющиеся элементы, содержание фосфора в свариваемой стали и присадочных материалах ограничивают 0 01 % и избегают использования флюсов и электродных покрытий, способных загрязнять металл шва вредными примесями. [31]
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. [32]
 |
Клавишная проба, имитирующая сварное соединение газотурбинного ротора с приваренными к диску лопатками. Трещины в шве вызваны наличием зазоров между лопатками. [33] |
При сварке в околошовной зоне может иметь место проявление так называемого эффекта Ребин-дера [ см. гл. Если в сварочной ванне недостаточно жидкости, чтобы заполнить зазор, возникающий между соседними зернами основного металла, то могут образоваться околошовные трещины. Если жидкости достаточно, чтобы заполнить зазоры между зернами ( кристаллитами в случае сварки литого металла), то трещины не образуются. В этом случае металл шва, проникший в основной металл, затвердевает, не создавая несплошностей между соседними зернами. Из сказанного следует, что появление кристаллизационных трещин в шве может повлечь за собой образование трещин и в околошовной зоне. Но, с другой стороны, и околошовные трещины могут вызвать появление трещин в шве. Зазоры между клавишами вызывают трещины в шве. [34]
Большая трудность при сварке алюминия и его сплавов заключается в том, чтобы препятствовать образованию пор в металле шва, основной причиной, их вызывающей, считается водород. В процессе изготовления алюминиевых листов на них остается техническая смазка, удаляют которую промывкой листов горячей водой или органическими растворителями. Алюминиево-магниевые сплавы следует подогревать только до 100 - 150 С, так как излишний подогрев усиливает пористость. Подогрев облегчает устранение газовых пузырьков из сварочной ванны. Дополнительные затруднения при сварке алюминия и его сплавов возникают из-за появления кристаллизационных трещин. У алюми-ниево-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. [35]
Сборка конструкции, предшествуя сварке, должна обеспечивать возможность качественной сварки. Для этого детали устанавливают в проектное положение, выдерживают между ними заданный зазор и закрепляют между собой так, чтобы взаимное расположение деталей не нарушалось в процессе сварки, кантовки, а возможно и перевозки. В основном при дуговой сварке положение деталей фиксируют короткими швами - прихватками сечением Уз сечения шва, но не более 25 - 30 мм2 и длиной 20 - 120 мм. Иногда прихватки заменяют сплошным швом небольшого сечения, что создает более надежное фиксирование деталей и повышает стойкость металла шва против появления кристаллизационных трещин. При газовой сварке тонкого металла и коротких швов длина прихваток не должна превышать 5 мм, а расстояние между ними - 50 - 100 мм, у толстолистовой стали и длинных швов длина прихваток должна быть не более 20 - 30 мм, а расстояние между ними - 300 - 500 мм. Прихватки выполняют на тех же режимах и теми же материалами, что и сварку. Во время сварки особое внимание следует обращать на тщательное проваривание участка прихватки, чтобы избежать непровара в этих местах. Прихватки и шов рекомендуется выполнять со стороны, обратной наложению первого рабочего шва или слоя. При сварке на режимах с небольшой глубиной провара прихватки и шов необходимо удалить. Стыковые швы можно сваривать и без прихваток. [36]
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. [37]
Страницы: 1 2 3