Термодеформационный цикл - сварка
Cтраница 3
Все оборудование и трубопроводы имеют соединения, выполненные дуговой сваркой плавлением или родственными технологиями. Влияние сварного соединения на работоспособность оболочковой конструкции трудно переоценить. Вносимые термодеформационным циклом сварки изменения в структурно-фазовый состав свариваемого материала, уровень остаточных сварочных напряжений и деформаций, гетерогенность зон сварного соединения зачастую определяют сопротивляемость стенки оболочковой конструкции корро-зионно-механическому разрушению. [31]
Как отмечалось ранее, на формирование свойств металла околошовной зоны существенное влияние оказывает воздействие не только термического, но и деформационного цикла сварки. Поэтому методики испытания образцов, подвергнутых лишь одному нагреву не полностью отражают свойства металла при сварке. Имеются попытки учета эффекта термодеформационного цикла сварки при изготовлении синтетических образцов. К сожалению, малые размеры используемых образцов ( 3x5 мм) не позволяют надежно определить механические свойства металла, а тем более характеристики длительной прочности. [32]
Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или околошовной зоны, возникающие в области температурного интервала хрупкости в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла. Горячие трещины чаще всего возникают в сплавах, обладающих выраженным крупнокристаллическим строением, с повышенной локальной концентрацией легкоплавких фаз. Согласно общепринятым представлениям, они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформаций в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях. Способность сварного соединения воспринимать без разрушения деформации, вызванные термодеформационным циклом сварки, определяет уровень его технологической прочности. [33]
Сосуды давления сваривают несколькими способами. Разрешение проблемы хрупкого разрушения состоит в установлении необходимости термообработки сварных конструкций для снятия остаточных напряжений перед пуском в эксплуатацию. Во-первых, в результате стеснения пластической деформации и усадки наплавленного металла при сварке в зоне, прилегающей к сварному шву, возникают остаточные напряжения, которые, как правило, достигают предела текучести материала. Считают [47, 73 ], что эти напряжения ( а чаще вместе с действующими напряжениями) могут инициировать нестабильное развитие трещин. Во-вторых, воздействие термодеформационного цикла сварки может привести к существенной потере пластичности основного металла. Зоны хрупкого разрушения металла различны для сталей разных типов и определяются или основными эффектами деформационного старения в малоуглеродистых сталях [71 ], или процессами выделения вторичных фаз в некоторых легированных сталях [44], но в любом случае зона хрупкого разрушения металла находится около сварного шва. В большинстве современных сосудов давления надлежащий выбор режима термической обработки для снятия остаточных напряжений обеспечивает снижение до несущественного уровня влияние как оставшихся напряжений, так и локальной хрупкости. [34]
 |
Сварной ротор газовой турбины. [35] |
Несмотря на разное легирование рассмотренных свариваемых материалов, характер образующихся при термической обработке трещин и их механизм идентичны. Преимущественным местам их зарождения является околошовная зона или шов, а трещины носят явно выраженный межзеренный характер. По механизму своего образования они идентичны локальным разрушениям и являются следствием развития процессов высокотемпературной ползучести на стадии межзеренного разрушения. Отличием трещин при термической обработке от эксплуатационных разрушений является лишь разный источник деформации при ползучести: в первом случае за счет релаксации сварочных напряжений, а во втором - за счет внешних ( рабочих) напряжений. Основной же причиной, вызвавшей их появление, является воздействие термодеформационного цикла сварки, приведшее к снижению при высоких температурах относительной прочности границ зерен слабого участка. [36]
Такой вывод был бы, несомненно, верен, если бы появление склонности к локальным разрушениям вызывалось только перегревом. Огромное значение имеет не сам по себе перегрев, а совместное действие температур и растягивающих сил, способных вызвать необратимые процессы на границах зерен ( кристаллитов) аустенита. В этой связи уместно отметить серьезный недостаток известной методики оценки влияния сварки плавлением на свойства основного металла, предложенной в США Ренсслеровским политехническим институтом [ 51, гл. Обе эти методики предусматривают нагрев и охлаждение образца стали или сплава по наперед заданному термическому циклу, характерному для того или иного способа сварки. Они предусматривают также возможность мгновенного разрушения образца в любой точке кривой термического цикла - на ее восходящей или нисходящей ветвях. Но обе эти методики не воспроизводят силового воздействия, воспринимаемого металлом околошовной зоны в реальных условиях сварки. VI ], предложившие подвергать нагреву по сварочному термическому циклу заранее наклепанные на заданную величину образцы испытуемого металла. Ясно, что и в этом случае особенности реального термодеформационного цикла сварки плавлением не воспроизводятся. [37]
Страницы: 1 2 3