Процессы в зоне термического влияния, образование холодных трещин и их предотвращение.

Участок основного металла, подвергшийся в процессе сварки нагреву до t, при которой в нем происходят изменения структуры металла, называют ЗТВ. Величина ЗТВ зависит от способа сварки, ее режима, химического состава свариваемого и присадочного металлов, физических свойств свариваемых металлов и др. увеличение силы сварочного тока, снижение скорости сварки увеличивают ЗТВ. Она имеет несколько структурных участков, отличающихся формой и строением зерна в зависимости от t нагрева. Участок неполного расплавления – переходный от наплавленного металла к основному. На этом участке образуется соединение и проходит граница сплавления. Он представляет собой очень узкую область основного металла, нагретого ниже линии солидуса (1539), но выше линии ликвидус (1500), т.е. до частичного оплавления зерен металла. Здесь наблюдается значительный рост зерен, скопление примесей, поэтому этот участок обычно является наиболее слабым местом сварного соединения и обладает пониженными прочностью и пластичностью. Участок перегрева – область основного металла, нагреваемого до t

1100 – 1500. На этом участке металл при сварочном нагреве претерпевает превращение из α- в γ-железо. Металл этого участка нагревается до высоких t, что вызывает перегрев и рост аустенитного зерна. В процессе остывания вторичная структура на этом участке определяется составом металла и термическим циклом сварки. Металл отличается крупнозернистой структурой и пониженными механическими свойствами (пластичностью и ударной вязкостью). Эти свойства тем ниже, чем крупнее зерно и шире зона перегрева. Участок нормализации – область металла, нагреваемого до t 900-1100. Металл на этом участке обладает высокими механическими свойствами, так как при нагреве и охлаждении образуется мелкозернистая вторичная структура в результате перекристаллизации без перегрева. Участок неполной перекристаллизации – зона металла, нагреваемого при сварке до t 725-900. Неполная перекристаллизация обусловлена недостатком времени и низкой t нагрева. Структура этого участка состоит из мелких перекристаллизовавшихся и крупных зерен, которые не успели перекристаллизоваться. Металл обладает более низкими механическими свойствами, чем участок нормализации. Участок рекристаллизации – область металл, нагреваемого до t 450-725. Из обломков зерен зарождаются и растут новые равноосные зерна. Если до сварки металл не подвергался пластической деформации, процесс рекристаллизации не имеет места. Участок синеломкости охватывает t 200-400, при котором появляются синие цвета побежалости на поверхности металла. На участке наблюдается резкое падение ударной вязкости.

ХТ образуются в сварных соединениях при t ниже 300 в результате значительных внутренних напряжений. Они возникают на границах зерен, а затем с течением времени распространяются по шву и околошовной зоне основного металла. Чаще всего ХТ образуются в закаливающихся сварных швах. На склонность стали к появлению ХТ оказывает влияние повышенное содержание С и легирующих элементов, вызывающих закалку, наличие в шве Н,Р, быстрое охлаждение шва и др.образование ХТ при сварке может быть вызвано следующими причинами: охрупчивание металла вследствие закалочных процессов при быстром его охлаждении; остаточные напряжения, возникающие в сварных соединениях. С целью уменьшения склонности металла к образованию ХТ применяют следующие меры: используют сварочные материалы с минимальным содержанием Р, придающего стали хладноломкость; осуществляют прокаливание электродов и флюсов, а также осушку защитных газов с целью удаления влаги, являющейся источником попадающего в шов Н; производят горячую проковку швов после сварки для снятия или уменьшения внутренних напряжений; при необходимости используют предварительный или сопутствующий подогрев свариваемых изделий.