Рис. 4. Влияние погонной энергии на распределение твердости металла по поперечному сечению шва на стали 14ХГС:

а) q/v = 2100 кал/см; б) q/v= 1 1800 кал/см; / - шов; - зона перекристаллизации; / - основной металл

металла и возможному возникновению холодных трещин, особенно при низких температурах или р, местах ко.чцентрации напряжений. Высокий отпуск при 600- 650° С в этих случаях является эффективным средством восстановления свойств

металла (рис. 5). Высокий отпуск применяют и для снятия сварочнык напряжений.

Нормализации поднергают сварные конструкции для улучшения структуры отдельных участков сварного соединения и выравнивания их свойств. Термическая обработка, кроме закалки сварных соединений в тех участках соединения, которые охлаждались с повышенными скоростями, приведшими к образованию в них неравновесных структур закалочного характера (угловые однослойные швы, последние проходы, выполненные на полностью остывших предыдущих), снижает прочностные и повышает пластические свойства металла в этих участках (табл. 8). При сварке короткими участками по горячим, предварительно наложенным швам замедленная скорость охлаждения металла шва и околошовиой зоны способствует получению равновесных структур. Влияние термической обработки в этом случае сказывается незначительно. При электрошлаковой сварке последующая термическая обработка мало изменяет механические свойства металла рассматриваемых зон. Однако нормализация приводит к резкому возрастанию ударной вязкости.

Швы, сваренные на низкоуглеродистых сталях всеми способами сварки, обладают удовлетворительной стойкостью против образования кристаллизационных трещин. Это обусловлено низким содержанием в них углерода. Однако при сварке на низкоуглеродистых сталях, содержащих углерод по верхнему пределу (свыше 0,20%), угловых швов и первого корневого шва в многослойных швах, особенно с повышенным зазором, возможно образование в металле шва кристаллизационных трещин, что связано в основном с неблагоприятной формой провара (узкой, глубокой). Легирующие добавки в низколегированных сталях могут повышать вероятность образования кристаллизационных трещин. Все низкоуглеродистые и низколегированные стали хорошо свариваются всеми способами сварки плавлением. Обычно не имеется затруднений, связанных с возможностью образования холодных трещин, вызванных образованием в шве или околошовной зоне закалочных структур. Однако в сталях, содержащих углерод по верхнему пределу и повышенное содержание марганца и хрома, вероятиость образования холодных трещин в указанных зонах повышается, особенно с ростом скорости

-80 -60 -20

Рис. 5. Свойства стали ВСтЗкп в зависимости от термической обработки и деформационного старения:

/ - в исходном горячекатаном состоянии; 2 - после 10%-ной деформации растяжением при 250° С; 3 - то же и последующий отпуск при 650° С

охлаждения (повышение толщины металла, сварка при отрицательных температурах, сварка швами малого сечения и др.). В этих условиях предупреждение трещин достигается предварительным подогревом до 120-200° С. Предварительная и последующая термическая обработка сталей, использующихся в ответственных конструкциях, служит для этой цели, а также позволяет получить необходимые механические свойства сварных соединений (высокую прочность или пластичность, или их необходимое сочетание).

8 Влияние термической обработки на механические свойства металла шва при сварке низкоуглеродистой стали

Механические свойства

n н о. и о и

а., кгс/мм2 Og, кгс/мм 6з, %

Ад, КГС-М/СМ

31,4

32,5

23,3

62,2

2&J 31,8 43,3 46,3 33,1 24,1 69,9 56.8 125 7,9

я к я р S

о. а

а. о =

я я п

и S ч

СС н

30,7

38,2

46,4

34,7

71,2

57,3

15,7

17,9

39,6

35,3

71,5

13,4

34,9

54,4

24,4

Примечания: 1. В числителе приведены механические свойства последнего шва при многослойной автоматической сварке под флюсом; в знаменателе - механические свойства металла шва при электрошлаковой сварке.

2. Состав металла шва при сварке под флюсом -0,12% С; 0,75% Мп; 0,22о/о Si; при электрошлаковой сварке - 0,14% С; 0,8о/о Мп; 0,07% Si.

Подготовку кромок и сборку соединения под сварку производят в зависимости от толщины металла, типа соединения и способа сварки согласно соответствующим ГОСТам или техническим условиям. Свариваемые детали для фиксации положения кромок относительно друг друга и выдерживания необходимых зазоров перед сваркой собирают в универсальных или специальных сборочных приспособлениях или с помощью прихваток. Длина прихватки зависит от толщины металла и изменяется в пределах 20-120 мм прн расстоянии между ними 500- 800 мм. Сечение прихваток равно примерно 1 сечения шва, но не более 25-30 мм. Прихватки выполняют покрытыми электродами или на полуавтоматах в углекислом газе. При сварке прихватки следует переплавлять полностью, так как в них могут образовываться трещины из-за высокой скорости теплоотвода. Перед сваркой прихватки тщательно зачищают и осматривают. При наличии в прихватке трещины ее вырубают или удаляют другим способом. При электрошлаковои сварке детали, как правило, устанавливают с зазором, расширяющимся к концу шва. Фиксацию взаимного положения деталей производят скобами, установленными на расстоянии 500-1000 мм друг от друга, удаляемыми по мере наложения шва. При автоматических способах дуговой и электрошлаковой сварки в начале и конце шва устанавливают заходные и выходные планки.

Сварка стыковых швов вручную или полуавтоматами в защитных газах и порошковыми проволоками выполняется на весу. При автоматической сварке требуются приемы, обеспечивающие предупреждение прожогов и качественный провар корня шва. Это достигается применением остающихся или съемных подкладок, ручной или полуавтоматической в среде защитных газов подварки корня Шва, флюсовой подушки и других приемов. Для предупреждения образования в швахпор, трещин, непроваров и других дефектов свариваемые кромки перед сваркой тщательно зачищают от шлака, оставшегося после термической резки, ржавчины, масла и других загрязнений. Дуговую сварку ответственных конструкций лучше произво,дить с двух сторон. Выбор способа заполнения разделки при многослойной сварке зависит от толщины металла и термической обработки стали перед сваркой. При появлении в швах дефектов (пор, трещин, непроваров,

4 п/р. Акулова А. И., т. 2

Лаические свойства металла шва и сварного соединения при ручной дуговой сварке углеродистых и низколегированных сталей металлическими покрытыми электродами и. ci npi/bin

с сг

О СЬ

?: а

Продолжение табл. 9

Jo О

a T3

тз S

Co о

Со р; о

(\) сь

s О