Природа холодных трещин

Холодные трещины это локальные хрупкие межкристаллические разрушения металла сварных соединений возникающие при частичной или неполной закалке в углеродистых и легированных перлитах и мартенситных сталях. Трещины образуются после окончания сварки в процессе охлаждения ниже температуры 420…370°К или в течение последующих суток. Они располагаются во всех зонах сварного соединения паралельно или перпендикулярно оси шва. Место образования и направление развития трещин зависит от состава металла шва и основного металла, величины и направления сварочных напряжений и пр.Наиболее часто они возникают в околошовной зоне ОШЗ вблизи линии сплавления ЛС и в области кунного зерна (рис.11).

Рис.11.Виды холодных трещин: 1-«откол»; 2-«частокол»; 3-«отрыв» по зоне сплавления ЗС; 4-продольные в шве; А-межккристаллический; В-смешанный характер трещин

Причиной образования холодных трещин являются закалочные явления, внутренние и внешние напряжения, а также водород.

Атомарный водород попадает (дифундирует) в околошовную зону и скапливается в микропустотах, образованных вследствие несовершенств кристаллической решетки. Переходя в молекулярное состояние он создает большое давление, под действием которого происходит разрушение металла,т.е. образование трещин.

Кроме отрицательного влияния водорода на образование холодных трещин влияет напряженное состояние и структура сварного соединения.

В процессе охлаждения в околошовной зоне закаливающихся сталей образуется характерная мартенситная стрктура и сложное напряженное состояние (сварочные и структурные напряжения).

Зарождению холодных трещин способствуют также неметаллические включения чаще сульфидного происхождения. Уменьшить общее количество неметаллических включений и достичь их равномерного мелкодисперстного распределения в металле можно с помощью электрошлакового и электроннолучевого переплава основного металла. Анологичные результаты можно получить применив предварительную наплавку на свариваемые кромки материала того же химсостава.Применение наплавки кромок незакаливающимся материалом, например аустенитным сплавом позволяет полностью избежать образование холодных трещин.. Снижению склонности сварных соединений способствует благоприятный термический цикл сварки. Чем меньше перегрев металла, выше температура мартенситного превращения и медленнее охлаждение, тем меньше нарушается атомное строение на границах зерен и как следствие затруднение зарождения трещин. Кроме того повышение пластичности мартенсита способствует увеличению сопротивляемости развитию трещин.[4].

Медленное охлаждение сварного соединения при температурах ниже А₁, способствует благоприятному смещению мартенситного превращения в область высоких температур. Этому способствует также замедленное охлаждение в области температур мартенситного превращения (ниже 350°С). Замедленное охлаждение сварного соединения приводит к самоотпуску мартенсита. Снижение скорости охлаждения сварного соединения может быть достигнуто предварительным подогревом.

Уменьшению склонности образования холодных трещин в большей степени способствует снижение содержания углерода в основном и присадочном металле.

Дата добавления: 2015-11-26