Выполненных электродами

5. Готовые паспортные микро- и макрошлифы свар-, ных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой.

Опыт 3. Изучить микро-и макрошлифы сварных соединений, выполненных электрошлаковой сваркой на готовых образцах с паспортами. При изучении установить глубину проплавления свариваемых кромок; долю участия основного металла в металле шва; линии сплавления шва с основным металлом; дефекты; по дефектным образцам дать заключение о вероятных причинах их возникновения.

Коэффициент затухания 6 в значительной степени зависит от отношения средней величины зерна d в металле и длины акустической волны X. Чем больше отношение X/d , тем меньше коэффициент затухания. Коэффициент затухания обратно пропорционален частоте/(так как X = C/J). Короткие волны большой частоты легко затухают, отражаясь от границ зерен кристаллов. Для малоуглеродистых сталей X/d > 10, затухание мало и возможно применение ультразвуковых волн для контроля. При X/d < 10 затухание происходит наиболее интенсивно. В деталях, выполненных электрошлаковой сваркой, в сварных соединениях из аустенитных сталей, меди, чугуна, где структура крупнозернистая, ультразвуковой контроль затруднен, так как длина волны сопоставима с величиной среднего зерна. В алюминиевых и титановых сплавах контроль УЗК не вызывает затруднений.

Коэффициент затухания 5 в значительной степени зависит от отношения средней величины зерна d в металле и длины акустической волны X. Чем больше отношение X./d , тем меньше коэффициент затухания. Коэффициент затухания обратно пропорционален частоте/ (так как А. = C/J). Короткие волны большой частоты легко затухают, отражаясь от границ зерен кристаллов. Для малоуглеродистых сталей X/d > 10, затухание мало и возможно применение ультразвуковых волн для контроля. При X/d < 10 затухание происходит наиболее интенсивно. В деталях, выполненных электрошлаковой сваркой, в сварных соединениях из аустенитных сталей, меди, чугуна, где структура крупнозернистая, ультразвуковой контроль затруднен, так как длина волны сопоставима с величиной среднего зерна. В алюминиевых и титановых сплавах контроль УЗК не вызывает затруднений.

При контроле сварных соединений, выполненных дуговой сваркой, кроме металла шва контролируют (по тем же нормам) околошовную зону основного металла шириной не менее его толщины Н при Я ^ 20 мм и не менее 20 мм при Я > 20 мм. Ширина подлежащей контролю околошовной зоны швов, выполненных электрошлаковой сваркой, — не менее 50 мм независимо от толщины. Это требование диктуется термическим влиянием сварки на материал стыкуемых деталей.

Исследование деформации сварных швов стали Х18Н10Т выявило ту же зависимость: более неоднородное протекание деформации при зернограничном расположении второй фазы и разрушение металла в этом случае при меньших напряжениях (табл. 2). Возникновение трещин до момента разрушения наблюдалось в сварных швах, выполненных электрошлаковой сваркой. Микрорентгеноспектральный анализ показал, что при этом способе сварки б-феррит более обогащен хромом, чем аустенит (22% Сг в б-феррите и 17,2 Сг в аустените). Микротвердость феррита также выше, чем аустенита: Н» 260 кгс/мм2 и 210 кгс/мм2 соответственно. В металле шва сварных соединений, выполненных электронно-лучевой и ручной сваркой, где включения б-феррита более мелкие и дезориентированные, протекание деформации в микроучастках более однородно. Полосы скольжения распространяются через дисперсную б-фазу и характер развития деформации аналогичен процессам растяжения металла с чисто аустенитной структурой. Образования трещин не наблюдается.

де выполненных электрошлаковой сваркой, является возможность в условиях тяжелого машиностроения получения заготовок механизированным путем. Уменьшение габаритов разрешает получить их с помощью машинной формовки, штамповки, вырубки и осуществить механизированные способы их очистки в барабанах, пескоструйных и дробеметных камерах, а также путем гидропескоочистки. Механизация процессов производства обеспечивает рост производительности труда и снижение себестоимости. Так, трудоемкость машинной формовки в 2 раза ниже, чем ручной, трудоемкость штамповки в 10—15 раз ниже, чем поковки, не говоря уже об экономии металла. Поэтому всегда следует стремиться к получению заготовки механизированным способом.

При ручной дуговой сварке переходные прослойки не образуются из-за кратковременного воздействия высокой температуры. В противоположность этому в сварных соединениях, выполненных электрошлаковой или автоматической сваркой под слоем флюса, получают большое развитие диффузионные процессы. Для предупреждения диффузии углерода рекомендуется сваривать разнородные соединения электродами с повышенным содержанием никеля (например, сталь типа Х16Н26М6) или никелевыми электродами.

На основании исследований природы образования дефектов в сварных соединениях, выполненных электрошлаковой сваркой, установлены следующие признаки для определения характера дефектов применительно к швам. Если дефекты располагаются посредине шва, то они классифицируются как трещины, если же они находятся на границе с основным металлом, то такие дефекты принимаются за непровар. Дефекты, обнаруженные по всему объему шва, классифицируются как шлаковые включения или газовые поры.

Эти технические условия по оценке качества сварных швов создают условия надежного контроля качества сварных швов большой толщины, выполненных электрошлаковой сваркой.

56. Кудрявцев И. В., Наумченков Н. Е. и Саввина Н. М. Усталостная прочность соединений элементов крупных сечений,-выполненных электрошлаковой сваркой.— «Сварочное производство», 1958, № 4, с. 15—19.

Приведенные в табл. 56 данные показывают, что механические свойства металла швов при сварке порошковыми проволоками находятся примерно на уровне свойств соединений, выполненных электродами типа Э50А по ГОСТ 9467—75. Для сварки ответственных конструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей можно рекомендовать проволоки ПП-2ДСК и ПП-АН4, обеспечивающие хорошие показатели хладноломкости швов.

соединений, выполненных электродами для сварки ферритной высокохромистой стали 08Х17Т толщиной 10 мм

Рис. 3.11. Распределение электродных потенциалов у сварных соединений из стали 15Х5М, выполненных электродами ОЗЛ-6: 1 - сварка с подогревом, 2 - сварка с сопутствующим охлаждением

Рис. 3.13. Разрушение сварных соединений печных змеевиков из стали 15Х5М, выполненных электродами ОЗЛ-6, по механизму коррозионного растрескивания (а) и ножевой коррозии (б)

Рис. 65. Влияние эксплуатационных нагрузок на распределение электродных потенциалов в сварных соединениях водоводов, выполненных электродами УОНИ 13/S5:

Для выяснения влияния материала покрытия сварочных электродов была исследована (совместно с А. С. Мацкевич) электрохимическая гетерогенность сварных соединений стали 20, выполненных электродами марки УОНИ 13/45 и АНО-7 (с фтористо -кальциевым покрытием) и МР-3 и АНО-4 (с-рутиловым покрытием).

Различие в поведении указанных сварных соединений можно предположительно объяснить различиями в химическом составе швов: швы, выполненные электродами с рутиловым покрытием, содержат в 4—5 раз меньше кремния и имеют весьма мелкозернистую структуру. Пластичность ферритной составляющей материала этих швов выше, что должно благоприятствовать релаксации остаточных напряжений. В некоторой мере может проявляться легирующее действие титана, который был в незначительном количестве обнаружен только в швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием. Действие отжига, в значительной степени снимающего остаточные напряжения и укрупняющего зерно (причем с ростом температуры увеличивался эффект), показывает преимущественную роль выравнивания структуры металла шва и зоны термического влияния.

Локальный рентгеноструктурный анализ показал наличие значительных остаточных напряжений первого рода —• до 200 МН/м2 (20 кгс/мм2) в материале швов, выполненных электродами с фтористокальциевым покрытием, и их отсутствие в случае электродов с рутиловым покрытием. В первом случае остаточные напряжения второго рода достигали 500 МН/м2 (50 кгс/мм2), а во втором были в среднем на 200 МН/м2 (20 кгс/мм2) меньше.

Полученные результаты электрохимических измерений находятся в соответствии с данными коррозионных испытаний: после выдержки в растворе хлорида натрия шов сварных соединений, выполненных электродами МР-3 и АНО-4, подвергался коррозии менее интенсивно, чем основной металл, тогда как шов сварных соединений, выполненных электродами УОНИ 13/45 и АЙО-7,ч_ наоборот, подвергался более интенсивной коррозии по сравнению с основным металлом.

Установлено, что с помощью технологических мероприятий в значительной мере можно управлять электрохимическим поведением металла: у сварных соединений, выполненных автоматической сваркой (рис. 107, кривая 2), меньший градиент потенциалов в зоне шва, чем у образцов ручной дуговой сварки, выполненной электродами с фтористо-кальциевым покрытием (кривая /), а у сварных соединений, выполненных электродами с рутиловым покрытием, обнаружено иное электрохимическое поведение (кривая 7): экстремальное значение разности потенциалов здесь также соответствует зоне шва, однако потенциал металла шва у них является более благородным, чем у основного металла. Микронапряжения, измеренные с помощью рентгеноструктур-ного анализа для этих сварных соединений имеют в полтора раза меньше значения, чем в случае применения электродов марки УОНИ 13/45, а макронапряжения полностью отсутствуют. В контактной паре шов — основной металл шов этих сварных соединений будет служить преимущественно катодом, а анодному растворению подвергаться основной металл. В связи с тем, что в реальном сварном соединении в трубопроводе площади шва и основного металла несоизмеримы, такое распределение потенциалов в сварном соединении следует считать наиболее благоприятным. Однако

Установлено, что с помощью технологических мероприятий в значительной мере можно управлять электрохимическим поведением металла: у сварных соединений, выполненных автоматической сваркой (рис. 107, кривая 2), меньший градиент потенциалов в зоне шва, чем у образцов ручной дуговой сварки, выполненной электродами с фтористо-кальциевым покрытием (кривая /), а у сварных соединений, выполненных электродами с рутиловым покрытием, обнаружено иное электрохимическое поведение (кривая 7): экстремальное значение разности потенциалов здесь также соответствует зоне шва, однако потенциал металла шва у них является более благородным, чем у основного металла. Микронапряжения, измеренные с помощью рентгеноструктур-ного анализа для этих сварных соединений имеют в полтора раза меньше значения, чем в случае применения электродов марки УОНИ 13/45, а макронапряжения полностью отсутствуют. В контактной паре шов — основной металл шов этих сварных соединений будет служить преимущественно катодом, а анодному растворению подвергаться основной металл. В связи с тем, что в реальном сварном соединении в трубопроводе площади шва и основного металла несоизмеримы, такое распределение потенциалов в сварном соединении следует считать наиболее благоприятным. Однако