Влияние отрицательных температур на свойства сварных соединений и особенности сварки при низких температурах

Обязательно предусматривать и проектировать специальные сборочно-сварочные приспособления и кондукторы, обеспечивающие точность сборки и правильную последовательность сварочных работ.

Расположение швов не должно затруднять механизацию сварочных работ, т. е. применение автоматической сварки под флюсом и других механизированных методов сварки, повышающих качество наплавленного металла и производительность работ.

В сварных конструкциях, состоящих из деталей сложной конфигурации, необходимо применять штампованные и литые узлы, которые свариваются с остальными деталями всей конструкции.

Проектируя сложные сварные конструкции, необходимо предусматривать возможность изготовления их в виде отдельных сварных узлов, которые потом соединяются в целую конструкцию. Это уменьшает влияние связей на усадку швов и снижает плоскостную напряженность.

В стыковых соединениях деталей разной толщины в целях более равномерного нагрева и провара стыкуемых кромок, а также в целях равномерного распределения силового потока следует скашивать кромку листа, имеющего большую толщину.

Применять преимущественно стыковые швы, которые являются менее жесткими и у которых концентрация силовых напряжений значительно меньше, чем в угловых швах.

При расстановке ребер жесткости располагать их необходимо так, чтобы при сварке нагреву подвергались одни и те же места основного металла, так как это уменьшает поперечную усадку стенки, а следовательно, и всей конструкции.

Избегать применения косынок, накладок и т. п., так как все это ведет к увеличению плоскостных напряжений. Количество швов должно быть возможно меньше, а сечение их не должно превышать заданных проектом размеров.

Низкая температура окружающего воздуха и, как следствие, свариваемого металла существенно увеличивают скорость охлаждения. Это увеличение для многих легированных сталей и цветных металлов весьма значительно влияет на образование закалочных структур и трещин в период охлаждения металла и происходящих в нем структурных изменений.

Особенно сильно проявляется влияние скорости охлаждения при отрицательных температурах. Сварка при отрицательных температурах отражается на механических свойствах даже хорошо свариваемой низкоуглеродистой стали. Для большинства легированных сталей сварка при отрицательной температуре без подогрева вообще невозможна, так как приводит к образованию трещин в шве и ЗТВ.

Весьма характерной является работоспособность сварных соединений при низкой температуре. В ГОСТах она оценивается нормами ударной вязкости, установленными для сталей при температурах -20, -40 и -70 градусов. Эти величины температур характеризуют критическую температуру хрупкости стали, ниже которой хрупкость растет, а ударная вязкость резко падает. Величина критической температуры зависит от содержания в стали углерода, вообще от химического состава и степени легирования, от очистки стали от вредных примесей, ее раскисления и удаления O₂, H₂ и избыточного N₂.

Образование в сварных соединениях трещин и хрупкое разрушение при работе конструкций может произойти при отрицательной температуре из-за наличия дефектов, вызывающих концентрацию напряжений. Эти дефектами могут быть непровары, резкие переходы от основного металла к наплавленному, скопления и пересечения швов, подрезы, включения. Эти концентраторы напряжений при низкой температуре могут развиваться в трещины и вызывать разрушения. Следовательно, при сооружении сварных конструкций при отрицательной температуре или конструкций, предназначенных для эксплуатации при низкой температуре, необходимо избегать концентраторов напряжений.

Имеет значение работоспособность и внимательность сварщиков, работающих при низкой температуре на открытых площадках. Они должны быть хорошо и тепло одетыми в зимнюю спецодежду и иметь возможность периодически обогреваться в теплых помещениях, расположенных вблизи рабочих мест.

Дата добавления: 2015-05-06