Утворення гарячих тріщин

Основними факторами, що впливають на процес утворення гарячих трі- щин у металі шва, є хімічний склад металу шва, кристалізація, загальна гео-метрія зварного з'єднання й зварювальної ванни, додатковим фактором – утво-рення при кристалізації плівок з неметалічних включень (зокрема , сульфідів) по границях зерен.

Відомо, що підвищення вмісту вуглецю в наплавленому металі збільшує його схильність до утворення гарячих тріщин, а при вмісту вуглецю більше 0,15% необхідно вживати спеціальних заходів, щоб запобігти виникнення трі-щин.

Цього можна досягти шляхом зниження вмісту сірки. Предполагают, що сумарний вміст сірки й фосфору у зварюємої сталі не повинен перевищува-ти величини 0,007/(%С)%,

де 0,007 - постійний коефіцієнт.

Присадочний і основний метал повинні містити по можливості меншу кількість сірки й фосфору. Важливе значення має спільний вплив вмісту шкід-ливих домішок на утворення гарячих тріщин. На рис. 22 приведені дані про вплив добутку процентного вмісту фосфору й вуглеця (% РХ% С) на схильність високоміцних сталей до гарячих тріщин.

 

Випробовували спеціальні зварні зразки із двосторонніми симетрично розташованими поперечними надрізами на бічних кромках. Зразки виготовляли з високоміцних сталей з дуже низьким вмістом сірки (не більше 0,010%), з різ-ним вмістом фосфору (від 0,007 до 0,023%) і вуглецю (від 0,15 до 0,73%). Зва-рювання виконувалося вольфрамовим електродом, що не плавиться, в аргоні посередині зразка. Твердість зразка регулювали відстанню між надрізами. Кри-терієм схильності сталі до утворення гарячих тріщин служило відношення су-марної довжини тріщин між надрізами до довжини перемичок між останніми, помножене на 100.

Як видно з рис. 22 з ростом величини % Р X % С схильність сталей до ут-ворення гарячих тріщин збільшується. Тому для одержання високоміцної сталі, здатної зварюватися без утворення гарячих тріщиннеобхідно строго обмежити вміст не тільки сірки, але й фосфору й вуглецю. Цікаво розглянути спільний вплив фосфору й вуглецю в сполученні з легуючими елементами на схильність сталі до утворення гарячих тріщин. Як видно з рис. 23, у цьому випадку наб-людается чітка залежність між схильністю сталі до утворення гарячих тріщин і вмістом у ній легуючих елементів. Численні дослідження показують, що кар-бідоутворюючі елементи - хром, молібден, ванадій-- зменшують схильність ста- лі до утворенню гарячих тріщин, у той час як нікель, кремній, вуглець, сірка, фосфор підсилюють її. Тому сучасні високоміцні низьколеговані сталі (див. табл. 10), як правило, мають обмежений вміст вуглецю, нікелю, кремнію, сірки й фосфору. При дотриманні певних технологічних режимів зварювання й зас-тосуванні правильно підібраних присадочних матеріалів завдання одержання металу шва без гарячих тріщин вирішується досить успішно.