Оценка склонности металла к появлению холодных трещин

Холодные трещины – локальные хрупкие разрушения материала сварного соединения, возникающие под действием собственных сварочных напряжений.

Холодные трещины, как правило, зарождаются по истечении некоторого времени после окончания сварки, а затем на протяжении нескольких часов и даже суток распространяются как вдоль, так и поперек околошовной зоны, а иногда и шва. Такой характер разрушения - результат совместного действия в сварном соединении тепловых, сварочных и структурных напряжений, крупнозернистого игольчатого строения мартенсита и заметного снижения пластических свойств металла в связи с растворением в нем водорода.

Ориентировочным количественным показателем свариваемости стали известного химического состава является эквивалентное содержание углерода, которое определяется по формуле:

,                          (17)

где содержание углерода и легирующих элементов дается в процентах.

Оценка с учетом структурных превращений и жесткости изделия (по Д. Сефериану)

Д.Сефериан предложил оценивать склонность стали к холодным трещинам по полному эквиваленту углерода

_X                                                             (18)

где [С]х – химический эквивалент углерода, он определяется по формуле ,%

_X                           (19)

𝛿 - толщина свариваемых листов, мм.

Появление холодных трещин вероятно при [С] ≥ 0,4 …0,45%.

Оценка по параметрам трещинообразования

Параметр Ито-Бессио:

%                                         (20)

где P_см – показатель, учитывающий влияние структурных превращений в ОШЗ, он рассчитывается по формуле:

, %         (21)

где Н – количество диффузионного водорода в металле шва, определенного методом с применением глицерина, мл/100 г. Если количество диффузионного водорода определено по методике МИС (с использованием ртути), то  мл/100 г.

К – коэффициент интенсивности жесткости.

Для приближенных вычислений коэффициент интенсивности жесткости стыковых соединений толщиной до 150 мм принимают равным К = 0,69d, где d - толщина свариваемых листов, мм.

Сталь склонна к образованию холодных трещин, если параметр Ито-Бессио P_w > 0,286.

Технологические и металлургические меры по уменьшению склонности швов к образованию холодных трещин:

· применением предварительного и сопутствующего подогрева при сварке;

· использованием сварочных материалов с минимальным содержанием водородопроизводящих компонентов;

· выбором оптимального режима сварки и правильной последовательности наложения швов;

· проведением термической обработки соединения сразу же после сварки и рядом других мер.

В зависимости от указанного сварного соединения, конструкционного материала и вида сварки некоторые из представленных выше этапов могут быть освещены в пояснительной записке с разным уровнем детализации и объема. В тексте пояснительной записке необходимо делать ссылки на используемые источники, обращаясь для представления того или иного вопроса к различным источникам информации. Это могут быть учебники, учебные пособия, монографии, статьи в периодической печати, справочники и ресурсы Интернета.

Список рекомендуемой литературы

Основная литература

Багрянский К.В., Добротина З.А., Хренов К.К. Теория сварочных процессов. Киев: Выща шк., 1976. 423 с.

Теория сварочных процессов / Фролов В.В., Волченко В.Н., Ямпольский В.Я. и др., –М.:Высш.шк., 1988. 559 с.

Теория сварочных процессов: учебник для вузов /А.В.Коновалов, А.С.Куркин, Э.Л.Макаров, В.М.Неровный, Б.Ф.Якушин; Под ред. В.М. Неровного. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2007. 752 с.

Акулов А.И., Бельчук Г.А., Демянцевич В.П. Технология и оборудование сварки плавлением. Учебник для студентов вузов. – М.: Машиностроение. 1997. 432с.

Дополнительная

Федосов С.А. Основы технологии сварки /С.А.Федосов, И.Э.Оськин [Электронный ресурс]: СПб.:Лань, 2011. - 125 с. Режим доступа http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=2021(дата обращения 20.03.2012)

Козловский С.Н. Введение в сварочные технологии /С.Н.Козловский [Электронный ресурс]: СПб.:Лань, 2011. - 416 с. Режим доступа http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id=2021 ( дата обращения 20.03.2012)

Алов А.А. Основы теории процессов сварки и пайки. М.: Машиностроение, 1964. 272 с.

Виноградов, В.М. Основы сварочного производства : учеб. пособие для вузов [Гриф УМО] / В. М. Виноградов, А. А. Черепахин, Н. Ф. Шпунькин. - М. : Академия, 2008. - 270 с.

Гривняк И. Свариваемость сталей. – М.:Машиностроение, 1984. – 216с.

Думов С. И. Лабораторные работы по технологии электрической сварки плавлением. Учебное пособие для машиностроительных техникумов.-3-е издание перераб. и доп. –Л.: Машиностроение, Ленинград. отделение, 1982. 151 с.

Думов С.И. Технология электрической сварки плавления. Учебник для машиностроительных техникумов 2 – е изд., перераб. и доп. – Л.: Машиностроение. Ленинград. отд – ние, 1978. 368с.

Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия, 1987. 688 с.

Кох Б.А. Основы термодинамики металлургических процессов. – Л.: Судостроение, 1975. 240с.

Ленивкин В. А. Технологические свойства сварочной дуги в защитных газах. М.: Машиностроение, 1989.

Лесков Г.И. Электрическая сварочная дуга. -М.:Машиностроение, 1970. 335 с.

Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков (сварка сталей). -М.: Машиностроение, 1979. 253 с.

Макаров Э.А. Трещины при сварке легированных сталей. М.: Машиностроение, 1981. 248 с.

Марченко А..Е. Электроды для РДС низкоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей. –Киев: Наукова думка, 1976. 98 с.

Методические указания и варианты контрольных заданий для практических занятий по разделу «Металлургические процессы при сварке» курса «Теория сварочных процессов» / Сост. М.А.Федулова, А.С.Чуркин. - Екатеринбург: Изд-во РГППУ, 2004. 32с.

Новожилов Н.М., Суслов В.Н. Сварка плавящимся электродом в углекислом газе.- М.: Машгиз, 1958. 124 с.

Подгаецкий В.В., Люборец И.И. Сварочные флюсы. – Киев: Технiка, 1984. 167с.

Потапьевский А. Г. Сварка в углекислом газе. М.:Машиностроение, 1984. 80 с

Рыкалин Н.Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз, 1954. 297 с.

Сварка и свариваемые материалы: В 2 т. Т.1. Свариваемость материалов /Под ред. Э.Л.Макарова. М.: Металлургия, 1991. 528 с.

Сварочные материалы для дуговой сварки: В 2 т. Т.1. Защитные газы и сварочные флюсы /Под ред. Б.П. Конищева, С.А.Курланова, Н.Н.Потапова. М.: Машиностроение, 1989. 544 с.

Сварочные материалы для дуговой сварки: В 2 т. Т.2 Сварочные проволоки и электроды /Под ред. Н.Н.Потапова, Д.Н.Баранова, О.С. Каковкина. М.: Машиностроение, 1993. 768 с.

Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением./Под ред. акад. Б.Е. Патона.- М: Машиностроение, 1974. -703 с.

Федулова М.А. Физико-химические процессы в сварочной дуге: учеб. пособие для вузов [Гриф УМО по ППО] / М. А. Федулова; – Екатеринбург: Издательство РГППУ, 2009. 78 с.

Чернышов, Г. Г. Сварочное дело: сварка и резка металлов: учебник для вузов [Гриф Минобразования РФ] / Г. Г. Чернышев. - 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Академия, 2008. 493 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Пример оформления титульного листа курсовой работы

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Институт инженерно-педагогического образования

Кафедра инжиниринга и профессионального обучения в машиностроении и металлургии