Сварные соединения, не подвергающиеся термообработке после сварки

Большие скорости кристаллизации и остывания металла шва позволяют при соответствующем легировании и подборе режима сварки обеспечить его равнопрочность с основным метал­лом для среднелегированных сталей с вре-менным сопротивлением до 1000МПа. При этом пластичность и вязкость ме-талла шва остаются достаточно высокими. Столь высокие свойства достига-ются при условии улучшения не только первичной, но и вторич­ной структуры металла шва и предупреждения перегрева и разу­прочнения в процессе сварки металла околошовной зоны.

Вторичную структуру металла шва можно измельчить в про­цессе сварки и получить при этом оптимальные механические свойства при условии приме-нения таких термических циклов сварки, при которых распад переохлажден-ного аустепита про­изойдет преимущественно в нижней части температурного интер­вала ферритно-перлитного превращения. В этой области обра­зуется мел-козернистая ферритная матрица, в которую вкраплены весьма мелкодисперс-ные продукты перлитно-бейнитного превра­щения (рис. 10-17, а). При этом важно предупредить образование крупных участков избыточного феррита (рис. 10-17, б), снижающих прочность и особенно ударную вязкость металла шва при низких температурах.

Рис. 10-17. Микроструктура металла шва при сварке среднелегированных сталей (без термообработки) при недостаточных (а), оптимальных (б) и чрез-мерных (в) содержаниях углерода и легирующих элементов, и оптимальных скоростях охлаждения соединений; X 110

Для достижения этого необходимо увеличить в определенных пределах скорость охлаждения шва и повысить содержание в нем углерода и стабилизи-рующих аустенит легирующих элементов. Эти пределы определяются тем, что-бы не допустить смещения превращения аустенита в шве в мартенситную об-ласть. Швы с боль­шим количеством мартенсита (рис. 10-17, в) в сварных кон-струк­циях недопустимы из-за низких пластичности и вязкости. Кроме того, ве-сьма трудно предупредить образование холодных трещин в таких швах.

Для повышения производительности при многослойной сварке соедине-ний, не подвергающихся последующей термообработке, следует рекомендовать многодуговую сварку раздвинутыми дугами. При этом наряду с повышением производительности и сохранением всех преимуществ многослойной сварки в отношении качества металла шва достигается высокая стойкость сварных сое-динений против отколов.

При сварке особо ответственных конструкций, не подвергаю­щихся пос-ледующей термообработке, в тех случаях, когда равнопрочность не является обязательным условием, используют сва­рочную проволоку с высоким содер-жанием легирующих элементов, обеспечивающих получение металла шва с аустенитной структу­рой и с временным сопротивлением до 550МПа. Обладая гранецентрированной решеткой, металл шва с аустенитной структурой отлича-ется высокой пластичностью и вязкостью даже при грубой литой структуре. Он не теряет этих свойств ни при низких темпе­ратурах, ни при ударном приложе-нии нагрузки. Сварные соедине­ния с аустенитными швами применяют в самых ответственных и тяжелонагруженных конструкциях. Весьма ценным их свой­ством является высокая стойкость против образования трещин в околошовной зоне.

Для сварки среднелегированных сталей используют сварочную проволо-ку аустенитного класса Св-07Х25Н13 или Св-08Х20Н9Г7Т. Повышают долю электродного металла в металле шва путем применения постоянного тока пря-мой полярности, трех­фазной сварки и других приемов. При этих условиях можно со сравнительно высокой производительностью сваривать сое­динения аустенитным швом, не опасаясь разбавления аустенит­ного металла шва ос-новным металлом и снижения его стойкости против образования кристалли-зационных трещин, что имеет место при применении проволоки с более высо-ким содержанием легирующих элементов.

К недостаткам сваркисреднелегированных сталей аустенит­ной сварочной проволокой кроме пониженной прочности металла шва следует отнести высо-кую стоимость проволоки и возможность возникновения отрывов по зоне сплавления.