ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

ГОРЯЧИЕ ТРЕЩИНЫ ПРИ СВАРКЕ

Этот тип дефектов часто встречается при сварке и объясняется в общем случае тем, что возникающие при охлаждении кристаллизующе­гося металла деформации укорочения не обеспечиваются его деформа­ционной способностью. Горячие трещины в зависимости от температу­ры их образования делятся на кристаллизационные и подсолидусные. На рнс. 4.9 схематично объяснен механизм образования кристаллиза­ционных трещин. Кривая 3 отражает изменение пластичности металла в области высоких температур (так называемый температурный интерват хрупкости - ТИХ), а отрезки 1 п 2 - нарастание деформаций от момента

7. гл.

Рис. 4.9. И іасі ичносгь металл» и днухфа. шой области и тепловые деформации при снижении іемнераіурьі:

Та - 1смнср<пура начала усадки; 7] и 'Г - ісмнсраіурьі линии ео. тидуса и ликвидуса лиаі раммы состояния: 1 — минимальна» тепловая деформация.

2 максимальная і силона» деформации ^TUl, 1

Ї -- ивмснсппс пластичности металла при паї реве

образования сплошного кристаллического скелета (при температуре Г(1). Наклон прямых 1 и 2 различен. Если а, > а., то наклон прямой 2 больше, чем прямой 1, При этом фактическая деформация меньше деформационной способности металла во всем диапазоне темпера­тур, и прямая 1 расположена ниже кривой 3. Иначе - фактическая деформация меньше деформационной способности металла в ТИХ, и горячих трещин ожидать не следует. Если же вблизи от температу­ры ликвидуса деформации при охлаждении выше деформационной способности металла (прямая 2 пересекает кривую 3), то могут по­явиться горячие трещины.

Поэтому важным для предотвращения горячих трещин является выбор такого металла шва, который обладал бы в температурном интервале хрупкости высокой деформационной способностью. На­личие различных элементов-примесей в металле шва приводит при кристаллизации к образованию легкоплавких звтектик, располага­ющихся по границам кристаллитов, где легко и происходит разру­шение при деформациях. В ряде случаев образовавшиеся горячие трещины могут «залечиваться», если в кристаллизующемся металле имеется достаточное количество звтектик, температура плавления которых ниже температуры плавления основного металла, находя­щегося в данный момент времени в закристаллизовавшемся состо­

им

янии (эвтектики находятся в жидком состоянии по границам рас­тущих кристаллитов). Если количество жидкой эвтектики велико, то образовавшаяся трещина заливается еще жидкой эвтектикой.

Большое влияние на образование горячих трещин оказывает ха­рактер первичной структуры кристаллизации. При крупнокристал­лической структуре и определенной толщине эвтектических просло­ек по границам зерна склонность к образованию горячих трещин растет, а при измельчении зерна - уменьшается. Поэтому полезны лю­бые способы измельчения зерна (модификация, электромагнитное перемешивание и др.) или изменение фазового состава металла шва. Так, однофазные аустенитные стали и никелевые сплавы имеют по­вышенную склонность к образованию горячих трещин - добавле­ние элементов, образующих ферритную фазу, эту склонность умень­шает.

Из технологических приемов следует отметить выбор режимов сварки, обеспечивающих благоприятную форму шва (отношение

ширины шва к глубине провара: — =ф). Более широкие швы менее склонны к образованию горячих трещин, что связно с характером кристаллизации (рис. 4.10).