Сопротивляемость образованию холодных трещин

Холодные трещины - локальное межкристаллическое разрушение металла сварных соединений, возникающие под действием собственных сварочных напряжений. Формальными признаками холодных трещин, отличающими их от горячих, являются факт обнаружения трещин при визуальном наблюде­нии, как правило, после полного охлаждения сварного соединения и блестящий излом без следов высокотемпературного окисления. Этим признакам удовлетво­ряют трещины шести разновидностей (табл. 1)

Приведенная классификация холодных трещин несомненно условна, так как природа ряда их разновидностей изучена еще недостаточно.
Табл.1. «Разновидности холодных трещин»

Наиболее изучены холодные трещины двух первых разновидностей типа «откола» и «отрыва» и установлен ряд закономерностей их образования. Трещины образуются непосредственно после окончания сварки при охлаждении ниже 200-100 °С, а также в послесварочный период в течение нескольких суток. Тре­щины могут возникнуть в том случае, если металл в одной из зон сварного соеди­нения претерпевает полную или частичную закалку. Ориентировочно минималь­ная доля мартенсита в структуре перлитных сталей, при которой возможно обра­зование холодных трещин, составляет 25—30%.

Исследование шлифов, свободной поверхности сварных соединений и излома трещин показывает, что холодные трещины состоят из очага разрушения и участка развития трещины

Разрушение на участке очага осуществляется по границам действительного аустенитного зерна и наблюдается как практически хрупкое. Участок развития часто имеет смешанный характер, т. е. трещина проходит как по границам, так и по телу зерен и сопровождается заметной пласти­ческой деформацией окружающего металла. Сопоставление границ действитель­ных аустенитных зерен в конечной структуре с оплавленными границами в около­шовной зоне и зонами срастания кристаллитов в шве показывает, что они рас­положены произвольно относительно друг другу

Основными факторами, обусловливающими возникновение трещин, явля­ются:

1) структурное состояние металла сварного соединения, характеризуемое наличием составляющих мартенситного и бейнитного типа;

2) уровень растяги­вающих сварочных напряжений первого рода, определяемый жесткостью сварной конструкции, режимом сварки, типом металла шва и другими причинами;

3) со­держание и распределение водорода в металле сварного соединения после сварки, зависящие от концентрации водорода в атмосфере дуги, исходного содержания водорода в основном металле и других условий.

Холодные трещины являются одним из случаев замедленного разрушения «свежезакаленной» стали. Закономерности замедленного разрушения следующие

1) разрушение возникает после некоторого инкубационного периода при деформировании с малыми скоростями (έ ≤ 10 1/с) или нагружении посто­янной нагрузкой; при этом сопротивляемость разрушению много меньше кратко­временной прочности и зависит от времени действия нагрузки;

2)сопротивляе­мость разрушению постепенно возрастает с увеличением времени после термиче­ского воздействия (от 1 суток до 1 года) в результате так называемого процесса «отдыха»;

3) склонность к разрушению полностью подавляется при охлаждении ниже -70 °С, восстанавливаясь при последующем нагреве до 20 °С, заметно ослаб­ляется при нагреве до 100 - 150 °С и полностью исчезает при нагреве до 200 - 300 °С.
^ 3.РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СВАРИВАЕМОСТИ

3.1 Расчетно-статистический метод оценки стойкости сплавов против образования ГТ.
Этот метод является косвенным, так как основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа.

Метод применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.

Так же используя этот метод невозможно учесть аномалии по примесям, не входящим в используемые параметрические уравнения, а так же аномалий по технологическим параметрам сварки, выходящим за исследованные пределы.

Поэтому этот метод рекомендуется только для приближенных экспресс-оценок.

Рекомендуемые параметрические уравнения

Параметрическое уравнение	Вид оценки	Область применения
	<4 –не склонная <2 –не склонная	Для сталей с Для сталей с
	<10 –стойкая 30 -склонная	Nb-микролегированные стали
	>6 – стойкая <1.8 – склонная	Легированные стали
	>1.5 при P+S=0.02-0.035 – стойкая <1.5 при P+S>0.02 – склонная	Cr-Ni –аустенитные стали
	L>0 склонные	Аустенитно-феррит- ные стали