Материалы сварных конструкций

Влияние химического состава на свариваемость стали.

Свариваемостью называют способность металлов образовы­вать сварные соединения без трещин и прочих дефектов, имеющие механические и физико-химические свойства, близкие к свойствам основного металла. Она определяется главным образом склонно­стью сварных соединений к возникновению трещин.

Зона сварки подвергается сильному и неравномерному разо­греву. Температура изменяется от температуры расплавленного ме­талла до температуры окружающей среды в сравнительно узком диапазоне, как по длине, так и по ширине детали (градиент темпе­ратуры-сотни и даже тысячи градусов на миллиметр). Последую­щее охлаждение зоны сварки происходит очень быстро за счет вы­сокой теплопроводности металлов.

Перепады температуры в зоне сварки вызывают неравномер­ное тепловое расширение одних участков и сжатие других, что приводит к значительным внутренним напряжениям и как следст-вие-к деформации деталей и образованию трещин. Различают тре­щины горячие, возникающие при температуре близкой к темпера­туре кристаллизации, и холодные, появляющиеся при более низкой температуре.

Горячие тещины возникают чаще всего по границам зерен в наплавленном металле, их можно предотвратить правильным под­бором электродов и химического состава сплавов, а также проекти­рованием технологичных конструкций [7]. В частности, наличие серы в стали резко увеличивает склонность к горячим трещинам, так как в процессе кристаллизации межкристаллические границы заполняются прослойками сульфидов (Ре8, Мп8).

Холодные трещины вызывают внутрикристалическое разру­шение, наиболее часто они образуются в околошовной зоне.

У сплавов с высокой пластичностью внутренние напряжения вызывают локальную пластическую деформацию, но при этом раз­рушение не происходит. Хрупкие материалы такой деформации не выдерживают, и в них возникают трещины.