Способы оценки склонности к ХТ

Наибольшее распространение получили расчетные методы, технологические пробы и специализированные механические испытания.

При расчетных методах используются параметрические уравнения, полученные статистической обработкой экспериментальных данных. Для конструкционных сталей в качестве критерия стойкости к ХТ используется эквивалент углерода, рассчитываемый по формуле

.

Здесь символ химического элемента означает его содержание в процентах.

Если С_экв > 0,45%, то считается, что сталь потенциально склонна к образованию ХТ. Это означает, что при неблагоприятных режимах сварки весьма вероятно образование закалочных структур, которое в сочетании с высоким уровнем растягивающих внутренних напряжений и наличием диффузионного водорода ведет к зарождению и распространению ХТ.

Технологические пробы позволяют получить оценку материала на склонность к ХТ в условиях, максимально приближенных к реальным условиям изготовления сварных конструкций. В технологических пробах часто усугубляются факторы, вызывающие появление трещин. Пример – крестовая проба

 

 

Крестообразный образец сваривается в последовательности 1-2-3-4. Жесткость образца при этом последовательно увеличивается. Чем позже зарождается при данных режимах ХТ, тем более данный сплав стоек к образованию ХТ.

Проба «Тэккен»

Б-Б

А-А

 

По краям образец сваривается с двух сторон с полным проплавлением (разрез Б-Б). В середине образца имитируется непровар (разрез А-А). Сваренный образец выдерживается после сварки в течение 20 ч. Далее он помещается в кислоту.

После разрушения образца внешней нагрузкой на изломе выявляются травленые участки, площадь которых равна площади ХТ. Количественным показателем пробы «Тэккен» для данного режима сварки является отношение площади трещин к общей площади излома. Другим критерием является температура подогрева, при которой нет ХТ.

Недостаток технологических проб – качественный или полуколичественный характер информации, высокая металлоемкость, субъектиный фактор при оценке наличия трещин.

Специализированные механические испытания основаны на доведении шва или ЗТВ до образования ХТ под действием внешних длительно действующих нагрузок. При испытаниях серию образцов нагружают различными по величине нагрузками непосредственно после окончания сварки в течение 20 ч. За количественный показатель принимается минимальное растягивающее напряжение, при котором появляются трещины. Достоинство – малая металлоемкость.

 

Способы борьбы с ХТ

Все способы борьбы с ХТ направлены на устранение факторов, вызывающих ХТ:

1. Устранение закалочных структур.

2. Снижение уровня внутренних напряжений.

3. Снижение концентрации диффузионного водорода.

Наиболее радикальный способ – предварительный и сопутствующий подогрев. Он позволяет:

1. Снизить скорость охлаждения при температурах превращения аустенита.

2. Уменьшить градиент температур и, следовательно, уровень внутренних напряжений.

3. Способствует выделению диффузионного водорода.

При невозможности применения подогрева применяется отпуск сварных конструкций. В ряде случае достаточен нагрев ТВЧ в течение 2-3 мин.

Снижение концентрации диффузионного водорода основано на устранении источников, снабжающих атмосферу дуги водородом. Это прокалка сварочных материалов, осушение защитных газов, очистка свариваемых кромок от ржавчины и углеводородов.