Свариваемость сталей. Способы оценки свариваемости сталей.

Под свариваемостью понимают способность металлов и сплавов образовывать неразъемные соединения с помощью того или иного метода сварки. Эти соединения не должны иметь трещин, пор, неметаллических включений.

На практике для отработки технологии сварки новых экспериментальных марок стали проводят ряд процедур, которые позволяют оценить:

1) Склонность стали к образованию холодных и горячих трещин в процессе сварки

2) Склонность к изменению структуры в околошовной зоне (зоне термического влияния)

3) Физико-механические свойства сварного шва и сварного соединения в целом.

Способы оценки свариваемости.

1. Способ Кировского завода: из исследуемой марки стали изготавливаются образцы-свидетели в виде «стакана», затем в месте соединения стенки и дна стакана с внутренней стороны осуществляют наварку валика при заданной технологии сварки. При этом со стороны, обратной зоне сварки (с донца «стакана»)осуществляют подстуживание (с целью интенсивного отвода тепла из зоны сварки) различными охладителями.

По наличию или отсутствию трещин в зоне сварки оценивают свариваемость стали.

Серия экспериментов:

1. Сварка и одновременное подстуживание водой снизу. Если нет трещин, то хорошая свариваемость. Если трещины образовались, то

2. Подстуживание воздухом. Если нет трещин, то удовлетворительная свариваемость. Если трещины образовались, то

3. Подогрев на 100-150°С. Если нет трещин, то ограниченная свариваемость. Если есть трещины, то

4. Подогрев до 350-650°С. Плохая свариваемость.

2. Способ МВТУ им. Баумана: для оценки группы свариваемости исследуемой стали изготавливают серию опытных сварных образцов-свидетелей (при заданной технологии сварки), далее образцы подвергают следующим испытаниям:

1)статические испытания на растяжение с целью определения пластичности, твердости, прочности, удельной вязкости (определение механических свойств в сварном шве и зоне термического влияния)

2) макро- и микроструктурные исследования зоны сварного шва и зоны термического влияния.

3) механические испытания на загиб (изгиб) с целью определения угла загиба (между сварными элементами), которые определяют момент начала образования трещины (момент начала разрушения сварного соединения). При этом для каждой технологии сварки изучается ряд своих образцов-свидетелей.

По результатам проведения механических испытаний и металлографических исследований оценивается не только качество сварного соединения (группа свариваемости), но и подбирается наиболее оптимальная технология процесса сварки.

Образцы-свидетели: 2 сваренные пластины, из нее вырезаются образцы.

Испытания на загиб. α характеризует момент зарождения трещины.

Макроструктурный анализ – визуальный анализ (можно увеличить до 20 крат): наличие дефектов, характер излома. Осуществляется, чтобы оценить характер разрушения (вязкость и хрупкость).

Микроструктурный анализ – средний размер зерна, структуру сварного шва, величина температуры.

Испытываем на загиб – оценивается склонность к возникновению трещин при изгибных нагрузках.

Способ МВТУ им. Баумана более предпочтителен, т.к. позволяет не только оценить свариваемость исследуемой стали, но и осуществить ряд важных механических характеристик и, главное, подобрать оптимальную технологию сварки (параметры режима сварки) для получения качественного сварного соединения.