Свариваемость металлов

Свариваемость — комплексная технологическая характеристика, отражающая реакцию свариваемых материалов на технологический процесс сварки и показывающая возможность получения сварных соединений, удовлетворяющих условиям эксплуатации.

Три группы факторов, определяющих свариваемость:

1. Химический состав и структура металла, наличие примесей, степень раскисления, виды предшествующих технологических операций (ковка, прокатка, термообработка) деталей.

2. Сложность формы и жесткость конструкции, масса
и толщина металла, последовательность выполнения сварных швов.

3. Технологический фактор: вид сварки и сварочные
материалы, режимы сварки и термических воздействий
на основной материал.

Степень свариваемости — это качественная или количественная характеристика ответа на вопросы: «Выполнимо ли сварное соединение?», «Как изменяются свойства металла при сварке?»

Основной характеристикой свариваемости является
отсутствие холодных или горячих трещин при сварке.

Трещины, образующиеся при температурах выше
800–900° С, называются горячими, а при температурах ниже 200–300° С — холодными. Холодные трещины образуются из-за наличия закалочных явлений и остаточных растягивающих напряжений, присутствия атомов водорода.

Чувствительность сварного соединения к образованиям холодных трещин оценивают эквивалентным содержанием углерода в металле:

.

При С _экв < 0,45 сталь сваривается без холодных трещин, а при С _экв > 0,45 стали склонны к образованию холодных трещин. В последнем случае необходим предварительный подогрев свариваемого изделия до температуры:

° С,

где С _общ — общий эквивалент углерода, зависящий от С _экв
и толщины h свариваемых деталей:

С _общ = С _экв(1 + 0,005 h).

Пример: Определить возможность сварки деталей толщиной 5 мм из стали 40ХН.

Находим по содержанию химических элементов в этой стали С _экв:

.

Следовательно, необходимо нагревать детали перед сваркой. С учетом поправки на толщину детали получаем значение общего эквивалента углерода:

С _общ = 0,67(1+0,005 ´ 5) = 0,69.

Далее определяем температуру, до которой деталь нужно нагреть перед сваркой:

° С.

Чувствительность сварного соединения HCS к образованию горячих трещин находится по формуле:

.

При HCS < 4 горячие трещины не образуются. Для
высокопрочных сталей коэффициент HCS должен быть
менее 1,6–2.

Дата добавления: 2014-12-16