СВАРОЧНЫЕ ДЕФОРМАЦИИ И НАПРЯЖЕНИЯ

Условия образования трещин при сварке вследствие структурных превращений

Наиболее неприятным проявлением структурных превраще­ний при сварке являются трещины; схема их образования может быть представлена в следующем виде.

Если, используя график распределения температур вдоль отдельных волокон (рис. 179, а) и график зависимости относи­тельных деформаций от температуры (рис. 179, б), выделить на плане с нанесенными изотермами области, подвергающиеся струк­турным превращениям, то они представятся относительно узкими полосками, расположенными вдоль шва и окруженными зна­чительно остывшим металлом, получившим к тому же значитель­ные пластические деформации сжатия, а затем растянутым (рис. 179,в). При этом закаленная зона расположена рядом с зоной отпуска, которая для некоторых сталей характеризуется „отпускной хрупкостью". Резкое увеличение объема, связанное с образованием мартенсита, вызывает значительные растягиваю­щие напряжения в соседней зоне. Учитывая, что вследствие повышенных пластических деформаций сжатия, а затем растяже­ния, прилегающая к закаленной зоне область обладает понижен­ными пластическими свойствами, можно ожидать, что резкое повышение растягивающих усилий может вызвать в ней появле - * ние трещин.

Наиболее опасными усилиями, вызываемыми объемными изме­нениями, следует признать продольные усилия, в связи с чем наиболее вероятными при выполнении стыковых швов являются поперечные трещины (рис. 179, д). Усилия, направленные попе­рек шва, менее опасны, так как наличие, как правило, более пластичного металла шва предотвращает развитие значительных растягивающих поперечных напряжений в основном металле.

13 Н. О. Окерблом. 2381. 103

j класть пре? Прощении —

Рис. 179. Схема образования трещин, вызываемых структурными превращениями.

Однако при достаточно жестком металле шва, когда он оказы­вается сильно легированным за счет основного металла, возмож­но появление и продольных трешин.

Несколько отличны условия образования трещин при угло­вых швах. В этом случае при выполнении, например, тавровых сечений (рис. 179, е) участки листа, где могут происходить струк­турные превращения, представляют собою тонкие прослойки иод угловыми швами. При увеличении объема этих прослоек они могут сдвинуться с жесткого основания, на котором они расположены. Это приведет к появлению на границах прослойки и основного металла скалывающих напряжений, которые наи­большей величины достигнут у поверхности листа. В результате может появиться продольная трещина, образование которой будет к тому же облегчено отрывающими усилиями, вызывае­мыми укорочением волокон шза (параллельных гипотенузе) при остывании.

В этом случае будут возникать преимущественно продоль­ные трещины или »отколы“, показанные на рис. 179, е.

Учитывая опасность возникновения трещин, тем большую, чем ниже температура начала превращений аустенита, следует принимать надлежащие меры для предотвращения появления мартенсита или для его смягчения, если предотвратить его появление невозможно. Некоторые приемы борьбы с подкалкой основного материала при сварке приводятся ниже, в §64.