Влияние температуры окружающей среды на свойства сварного шва

может изменяться в широких пределах и поэтому в большинстве случаев не поддается конкретному количественному выражению. Характерным является также то, что изменения свойств носят местный, локальный характер.

Наиболее распространены несколько случаев отрицательного влияния сварки:

1. Образование хрупких зон в сварных швах под влиянием изменения химического со-става металла шва по сравнению с основным металлом за счет нерационального ле-гирования или загрязнения металла вредными примесями и газами.

2. Образование хрупких при низких температурах околошовных зон за счет термиче-ского влияния сварки - быстрого охлаждения, роста зерна, структурных изменений. Степень этого влияния решающим образом зависит от химического состава основ-ного металла, способа его производства и исходного состояния.

3. Концентрация пластических деформаций и деформационное старение металла в зо-нах непровара и резкого изменения формы соединений, трещинах и т. п., находящихся в пределах зоны термического влияния сварки. Данный случай является наиболее рас-пространенной причиной хрупких разрушений сварных соединений при низких темпе-ратурах.

По количеству хрупких разрушений, зарегистрированных в сварных конструкциях при низких температурах, на первом месте находятся разрушения, возникшие от концентраторов, расположенных в зоне сварки, где протекали значительные пластические деформации, возникали остаточные растягивающие напряжения и происходило старение металла. Значительная часть хрупких разрушений была вызвана усталостными трещинами, явившимися результатом неудов-летворительного конструктивного оформления соединений, в сочетании с низкой сопротивляе-мостью основного металла распространению хрупких разрушений. Некоторая часть разрушений зарегистрирована как возникшая от участков металла с низкими пластическими свойствами по причине загрязнения металла и его плохой защиты в нагретом состоянии.

Предупреждение хрупких разрушений сварных соединений и конструкций при низких температурах может быть осуществлено устранением причин, их вызывающих. Существует не-сколько основных путей повышения сопротивляемости хрупким разрушениям.

1. Выбор основного металла для сварных конструкций, обладающих малой склонно-стью к деформационному старению и достаточно высокой сопротивляемостью рас-пространению разрушений при температурах эксплуатации изделия. Развитие раз-рушения при использовании основного металла с высокой энергией разрушения при распространении в нем трещины возможно лишь при дефектах или зонах повреж-дения металла большой протяженности ( например в продольных швах трубопрово-дов ). В большинстве сварных конструкций изменения, вызываемые сваркой, носят локальный характер, ввиду чего начавшееся разрушение не будет распространяться по основному металлу. Такой путь оправдан в конструкциях, где невозможно обес-печить полное отсутствие дефектов сварки. Закалка и отпуск основного металла яв-ляются эффективным средством повышения энергии разрушения сталей при низких температурах.

2. Нормализация и закалка с отпуском сварных деталей. Такие операции не только устраняют отрицательные последствия влияния сварки на структуру металла в зоне сварных соединений, но и улучшают свойства основного металла.

3. Применение высокого отпуска, который является эффективным средством, позво-ляющим восстановить пластические свойства металла, утраченные в результате протекания пластических деформаций и старения металла в концентраторах. Одно-временно общий высокий отпуск значительно снижает остаточные напряжения и накопленную потенциальную энергию при сварке. Местный отпуск применяют главным образом как средство восстановления пластичности металла.

4. Конструктивное оформление отдельных элементов, уменьшающее как концентра-цию собственных деформаций в процессе сварки, так и концентрацию рабочих на-пряжений в процессе эксплуатации конструкции.

5. Назначение последовательности сборочно-сварочных операций и технологических приемов выполнения сварных соединений, исключающих резкие концентраторы напряжений в зоне пластических деформаций, в том числе дефекты в виде непрова-ров, трещин, несплавлений, подрезов и т. п.

6. Применение присадочных металлов, обеспечивающих высокую пластичность и вяз-кость металла швов при низких температурах.

7. Использование рациональных режимов сварки, исключающих появление зон с по-ниженными механическими свойствами при низких температурах.

Список использованной литературы

1. «Сварка в машиностроении», справочник, том3.

2. Винокуров В.А., Куркин С.А., Николаев Г.А., «Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности».

3. Фролов В.В., «Теоретические основы сварки».