Automatic Welding, 2013, №07



2013 №07 (01)

2013 №07 (03)

---

«Автоматическая сварка», 2013, № 7, с. 8-13  

Образование холодных трещин в сварных соединениях высокопрочных сталей с пределом текучести 350…850 МПа

Л. М. Лобанов, В. Д. Позняков, О. В. Махненко

ИЭС им. Е. О. Патона НАНУ. 03680, г. Киев-150, ул. Боженко, 11.
E-mail: office@paton.kiev.ua)
 
Реферат
Главные проблемы при сварке высокопрочных сталей связаны с тем, что они склонны к образованию холодных трещин. Чаще всего такие трещины зарождаются в зоне термического влияния сварных соединений под воздействием растягивающих напряжений. Диффузионный водород и наличие в металле закалочных структур ускоряют этот процесс. В данной работе сделан сравнительный анализ влияния структуры, диффузионного водорода и остаточных напряжений на сопротивляемость образованию холодных трещин сварных соединений высокопрочных конструкционных сталей, которые отличаются между собой по химическому составу и уровню статической прочности. Микроструктурные изменения и формирование напряженно-деформированного состояния в жесткозакрепленных сварных соединениях изучали с использованием расчетно-экспериментальных методов исследований. Сопротивляемость сварных соединений образованию холодных трещин оценивали по результатам испытаний технологических проб и образцов по методу Implant. В результате выполненных исследований установлено, что вероятность образования продольных холодных трещин в жесткозакрепленных сварных соединениях высокопрочных сталей меняется в широких пределах. Однако имеются определенные закономерности, связанные с влиянием на этот процесс остаточных сварочных напряжений. С увеличением содержания диффузионного водорода в наплавленном металле, углеродного эквивалента стали, скорости охлаждения и напряженно-деформированного состояния сварных соединений их стойкость к образованию холодных трещин снижается. Результаты выполненных исследований могут быть использованы при разработке технологических процессов сварки высокопрочных сталей с пределом текучести от 350 до 850 МПа и углеродным эквивалентом от 0,35 до 0,70 %. Библиогр. 11, табл. 4, рис. 6.
 
Ключевые слова: низколегированные высокопрочные стали, сварные соединения, холодные трещины, остаточные сварочные напряжения, диффузионный водород, структура металла, предварительный подогрев, зона термического влияния
 
Поступила в редакцию 30.05.2013
Опубликовано 18.06.2013
 
1. Макаров Э. Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей. — М.: Машиностроение, 1981. — 247 с.
2. Мусияченко В. Ф. Свариваемость и технология сварки высокопрочных сталей. — Киев: Наук. думка, 1983. — 68 с.
3. Гривняк И. Свариваемость стали. — М.: Машиностроение, 1984. — 215 с.
4. Welding handbook. Vol. 4: Materials and applications, pt. 2. — Miami: AWS, 1998. 620 p.
5. Magudeeswaran G., Balasubramanian V., Madhusudhan Raddy G. Cold cracking of flux cored arc welded high strength steel weldments // J. Mat. Sci. and Technol. — 2009. — 25, № 4. — P. 516–526.
6. Походня И. К., Швачко В. И. Физическая природа обусловленных водородом холодных трещин в сварных соединениях конструкционных сталей // Автомат. сварка. — 1997. — № 5. — С. 3–10.
7. Cwiek J. Hydrogen degradation of high strength weldable steels // Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering. — 2007. — 20. — P. 223–226.
8. Махненко В. И. Компьютерное моделирование сварочных процессов // Сучасне матеріалознавство XXI сторіччя. — К.: Наук. думка, 1998. — С. 108–124.
9. Sayffarth P., Kasatkin O. G. Calculation of structural transformations in the welding processes. — (Intern. Inst. of Welding; Doc. IX-1288–82).
10. Махненко В. И. Ресурс безопасной эксплуатации сварных соединений и узлов современных конструкций. — Киев: Наук. думка, 2006. — 617 с.
11. Особенности протекания термодеформационных процессов при дуговой сварке высокопрочных сталей / Л. М. Лобанов, Л. И. Миходуй, В. Г. Васильев и др. // Автомат. сварка. — 1999. — № 3. — С. 3–11.