Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций
Пример компьютерного расчета показателей свариваемости легированной стали
Результаты расчета показателей свариваемости рассмотрим на примере автоматической многопроходной сварки под слоем флюса АН-17М стыковых соединений низколегированной стали 12ГН2МФАЮ толщиной 30 мм. Химический состав стали и сварочной проволоки Св-08ХН2Г2СМЮ и режимы сварки приведены в табл. 4.1 и 4.2. Длина сварного шва 1 м.
|
Таблица 4.1. Химический состав стали 12ГН2МФАЮ и проволоки Св-08ХН2Г2СМЮ, %
|
|
Таблица 4.2. Режимы сварки многопроходного соединения
|
|
Примечание. Диаметр проволоки во всех случаях составляет 4,0 мм. |
|
12ГН2МФАГО Напряжение ОШЗ -1400 -700 0 700 1400 стсв; Скр, МПа Св-08ХН2Г2СМ Ю, Состояние после укладки 12-го валика флюс АН-17М Рис. 4.3. Распределение действительных и критических напряжений при сварке без подогрева (ОШЗ — околошовная зона) |
Рассмотрим два варианта выполнения указанной технологии.
Вариант 1: сварка без подогрева, время перерывов между проходами Uі. п = 0,5 ч, исходный водород в шве Н0 = 5 мл/100 г. Возможно образование холодных трещин в шве и зоне термического влияния как в процессе сварки, так и после ее окончания (рис. 4.3).
Вариант 2: сопутствующий подогрев 120 °С, время перерывов между проходами гм п = 0,5 ч, исходный водород в шве Н0 = 5 мл/100 г. Устойчивость соединения к образованию холодных трещин обеспечена (рис. 4.4).
Справа от схемы сварного соединения на рис. 4.3 и 4.4 приведены диаграммы, показывающие распределения поперечных сварочных и критических напряжений, соответствующие конечному состоянию сварного соединения. Места возможного образования холодных трещин символически обозначены на схеме соединения. Аналогичные диаграммы могут быть представлены и для других факторов трещинообразования (структуры, размера аустенитного зерна, концентрации диффузионного водорода) и механических свойств зоны термического влияния и шва, причем можно проследить кинетику изменения каждого параметра по мере заполнения разделки, поскольку при выполнении каждого прохода при многослойной сварке ситуация может существенно меняться. Это позволяет проанализировать процесс формирования указанных факторов и установить влияние на них конструктивно-технологических параметров процесса сварки. Например, регулируя режим сварки и изменяя за счет этого толщину наплавляемых слоев,
|
Рис. 4.4. Распределение действительных и критических напряжений при сварке с подогревом 120 °С (ОШЗ — околошовная зона) |
|
12ГН2МФАЮ |
|
Св-08ХН2Г2СМЮ, флюс АН-17М |
|
Напряжение ОШЗ |
|
-1400 -700 |
|
0 700 1400 Осв» Окр, МПа Состояние после укладки 12 валика |
|
Я я |
можно оптимизировать процесс самоотпуска зоны термического влияния в многослойном сварном соединении.
