Дефекты сварных швов

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

Положительное влияние кислорода обычно объясняют возникновением в металле окси-сульфидных неметаллических включений, что уменьшает образование сетки сульфидов железа
...
Кстати, именно с уменьшением содержания кислорода в металле при введении в него углерода и кремния связывают некоторые авторы вредное влияние последних на образование кристаллизационных трещин
...
Однако с этих позиций трудно объяснить более сильное влияние углерода на процесс образования кристаллизационных трещин, так как при температуре их появления раскисляющая способность Б1 выше, чем углерода
...
Если содержание хрома станет выше этой концентрации, то начинает сказываться влияние карбосульфидных и карбидных фаз, которые, располагаясь в виде цепочек по границам кристаллитов, создают условия для образования кристаллизационных трещин
...
При сварке вероятность появления кристаллизационных трещин увеличивается с ростом величины зерен основного металла [96], которые могут стать центрами образования кристаллов в сварочной ванне
...
Как было показано в работе [319], в случае, если сварочная ванна имеет форму, близкую к форме падающей капли, в ее хвостовой части возникают высокие растягивающие напряжения, что облегчает образование трещин
...
Однако, прежде чем перейти к рассмотрению этих процессов, исследуем механизм влияния сульфидов на образование кристаллизационных трещин, который до настоящего времени не совсем ясен
...
Действительно, если влияние сульфидов ограничивается только малой прочностью жидких прослоек, то тогда и силикатные прослойки, которые также имеют низкую температуру плавления и присутствуют в металле шва, должны стать причиной образования трещин
...
Поэтому в первую очередь попытаемся раскрыть механизм влияния сульфидов, а точнее сульфида железа, который наиболее ответствен за появление кристаллизационных трещин в металле шва
...
Механизм влияния сульфида железа на образование кристаллизационных трещинДля выяснения механизма влияния сульфида железа на образование в сварном шве кристаллизационных трещин рассмотрим прежде всего влияние расплава на местоположение зародышевой трещины
...
Согласно взглядам Эборэла и Грегори, возможны четыре случая разрушения: транскристаллитное и межкри-сталлитное появление трещин при участии расплава и без него
...
Однако если на границах зерен находится расплав, то при 6 120°межкристаллитное разрушение оказывается энергетически более выгодным, чем транскристаллитное
...
Перед испытанием образцы промывали в этиловом спирте, заполняли порошком чистого сульфида железа, а затем отверстия образцов закрывали пробками из армко-железа и заваривали в барокамере, наполненной аргоном
...
Хотя отожженные образцы после вырезки и обработки поверхности вторично не отжигались, выдержка в процессе нагрева до температуры испытания была, вероятно, достаточной для снятия возникшего наклепа
...
Длительные испытания образцов вызывали сильную коррозию, которую можно рассматривать как равномерную, поскольку разрушению подвергался весь поверхностный слой
...
Этим можно в какой-то мере объяснить тот факт, что с увеличением скорости деформирования, когда время коррозии сокращалось, ох-рупчивание образцов с FeS при одноосном растяжении усиливалось (см
...
Все это свидетельствует о том, что на процесс образования горячих трещин в сварных швах при повышенном содержании в них серы в основном влияют адсорбционные эффекты
...
Поэтому наличие в жидкости элементов, способных изменить величину межфазного натяжения на границе расплав — кристалл, может повлиять на скорость образования зародышей
...
В условиях сварки образование кристаллов может происходить на границах с зернами основного металла, расположенными на границе сплавления, а также с кристаллами предыдущего слояметалла при многослойной сварке или наплавке
...
Однако в случае образования на подложке зародыша кристалла его появление облегчается еще и потому, что в этом случае обмен атомами между зародышем и расплавленным металлом будет более интенсивным, чем при образовании зародыша в гомогенной системе
...
Однако интенсивность перемешивания расплавленного металла, осуществляемого за счет электромагнитных сил или вводимых ультразвуковых колебаний, может изменить под действием силы вязкого трения состояние переходного слоя и величину межфазного натяжения на границе расплав — кристалл [248]
...
Это связано с тем, что поверхностно-активные элементы, адсорбируясь на поверхность кристаллов, существенно изменяют их поверхностные свойства, даже если этот слой имеет толщину порядка моноатомного слоя [138]
...
Связь между ростом отдельных граней кристалла и величиной межфазного натяжения на соответствующих гранях, согласно правилу Вульфа, устанавливается следующим соотношением:(тД= const,(V
...
Причем обычно действие этих элементов проявляется при весьма малых их концентрациях в расплаве, что свидетельствует о значительной роли адсорбционных явлений в рассматриваемом процессе
...
Если действие повышения скорости охлаждения, приводящее к уменьшению времени роста зерна понятно, то влияние интенсивности перемешивания требует более подробного изучения
...
Поэтому присутствующие в поверхностном слое S, Мп, Zr и Ti будут иметь одинаковую тенденцию к образованию сульфидов в том случае, если изменение свободной энергии в процессе образования сульфидов будет одинаковым, т
...
Поэтому, так как межатомные силы Мп—S значительно выше связи атомов Fe—S, наличие Мп в расплаве будет в большей мере способствовать разрушению сульфидных пленок FeS, чем наличие Zr и Ti
...
По-видимому, это может быть одной из причин повышенной склонности метал ча шва к образованию кристаллизационных трещин при увеличении в металле содержания углерода
...
Однако поскольку кислород и сера повышают поверхностную активность друг друга [201], то увеличение их концентрации в слое металла, прилегающего к поверхности кристалла, создает благоприятные условия для образования двухкомпонент-ных (оксисульфидных) включений
...
Полигонизационные трещиныВ отличие от кристаллизационных трещин, полигонизационные, или подсолидусные, трещины возникают не по первичным границам кристаллов, а по участкам, где сосредоточены несовершенства кристаллической решетки,— полигонизационным границам
...
Возникновение этих границ объясняется полигонизацией — возникновением стенок дислокаций под действием усадочных и термических напряжений при очень высоких температурах, близких к соли-дусу
...
Развитию сетки полигонизационных границ препятствуют включения избыточных фаз, в силу чего эти границы развиваются после затвердевания только в однофазных сплавах и чистых металлах, кристаллизующихся в узком интервале температур
...
Согласно этой модели возникновение зародышевых трещин при высоких температурах является следствием выделения вакансий на границах, перпендикулярных действию растягивающих напряжений
...
Необходимое условие из образования — меж-зеренное проскальзывание, которое приводит к раскрытию ступенек на границах существующих в металле микрополостей
...
Это объясняется тем, что при миграции границы с большой скоростью переход ее в новые положения, лишенные искажений, снижает вероятность межкристаллитного разрушения
...
Поэтому в зависимости от того, на какой из процессов (миграцию или межзеренное проскальзывание) больше повлияет введение в металл легирующих компонентов, будет определяться и вероятность образования зародышей полигоиизационных трещин
...
Введение в металл примесей, сильно искажающих кристаллическую решетку и тем самым увеличивающих плотность несовершенств, приводит к ускорению процесса поли-гонизации
...
Однако при этом нельзя забывать, что повышение скорости охлаждения обычно вызывает увеличение растягивающих напряжений, которые могут привести к образованию трещин по полигониза-ционным границам
...
Этого можно в какой-то мере избежать, если охлаждать не все соединение, а только хвостовую часть сварочной ванны, например, за счет введения в нее независимой присадочной проволоки
...
Холодные трещины в сварном соединенииПоскольку холодные трещины являются довольно распространенным дефектом, чаще всего возникающим в околошовной зоне, рассмотрим кратко особенности их образования
...
При этом увеличение скорости роста трещины приводит к уменьшению толщины пластически деформированного слоя металла, а это, в свою очередь, снижает затраты энергии на продвижение трещины, что способствует ускорению роста трещины
...
Поэтому наличие в металле компонентов, повышающих склонность металла к закалке, в первую очередь углерода, а также Мп, Сг, Мо и других, увеличивает склонность сварного соединения к образованию холодных трещин (см
...
Наибольшая степень охрупчивания стали наблюдается при температурах, близких к комнатной; при 77 К, а также при высоких скоростях деформации водородная хрупкость практически не наблюдается
...
Интересно [150], что водородное охрупчивание в наибольшей мере проявляется у сталей с мартенситной структурой и слабее у сталей со структурой из зернистого и тонкопластинчатого перлита
...
Симса [348], образование холодных трещин при наличии в металле водорода связывают с выделением молекулярного водорода во внутренние микропустоты, что приводит к созданию в них высокого давления, благодаря чему они раскрываются
...
Появление дислокационной трещины перед основной происходит, если выполняется следующее условие:(Свн + см) УСа/га стт,где а а — давление, создаваемое водородом в трещине А
...
Изучение шлифов с холодными трещинами показало [129], что во многих случаях их появление обусловлено сульфидными включениями и надрывами, которые возникают вблизи неметаллических включений
...
При этом степень влияния включений на образование холодных трещин во многом зависит от размера и места расположения включений, а также от состава металла
...
Измельчение и равномерное расположение включений, связывание вредных примесей в тугоплавкие соединения, применение способов и режимов сварки, снижающих содержание неметаллических включений, использование материалов с ограниченным содержанием углрода — все это способствует уменьшению опасности образования холодных трещин
...
Если ограничить перегрев и исключить образование мартенсита или сместить температурный интервал его образования в зону высоких температур, а также заметно снизить скорость охлаждения в мартенситном интервале температур, то можно существенно уменьшить вероятность образования холодных трещин в сварном соединении
...
Для стали 42Х2ГСНМ отрицательное влияние перегрева околошовной зоны сказывается в большей Мере, Чем ПОЛОЖИТеЛЬНОе ВЛИЯНИе уменьшения Уохл-Поэтому повышение погонной энергии сварки для этой стали, которая отличается повышенным содержанием углерода и соответственно более низкой температурой точки М, увеличит склонность ее к образованию холодных трещин 1129]
...
При этом считают, что вакансии, возникающие при закалке металла или при его холодной пластической деформации, мигрируя к границам, конденсируются на них, образуя каверны и зародышевые микронесплошности
...
Рост этих микронесплошностей, зависящий от напряженного состояния изделия, может привести к образованию холодных трещин и, в конечном итоге, к разрушению сварного соединения
...
Пути уменьшения вероятности образования трещинПоскольку природа образования трещин, встречающихся в сварных швах, различна, рассмотрим меры по их устранению для каждого вида трещин (кристаллизационных, полигонизационных, холодных) отдельно
...
Для стали 42Х2ГСНМ отрицательное влияние перегрева околошовной зоны сказывается в большей Мере, Чем ПОЛОЖИТеЛЬНОе ВЛИЯНИе уменьшения Уохл-Поэтому повышение погонной энергии сварки для этой стали, которая отличается повышенным содержанием углерода и соответственно более низкой температурой точки М, увеличит склонность ее к образованию холодных трещин 1129]
...

Поверхностные явления при сварке металлов
Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами
Дефекты сварных швов
Інженерія поверхні: Підручник
Соединение металлов в твердой фазе
Холодная сварка труб

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Дефекты сварных швов