Учебное пособие 800220

Как правило, после сварки эти сплавы подвергаются сложной термической обработке – закалке и старению. Закалка выполняется с целью выравнивания химического состава и образования однородной структуры. При старении достигается повышение прочности за счёт выделения γ´- фазы при дисперсионном твердении.

Трещины могут образовываться и в результате термической обработки между зёрнами в околошовной зоне. Вероятность образования трещин при термической обработке возрастает с увеличением размеров и жёсткости сварных узлов.

По склонности к растрескиванию эти сплавы располагаются в том же порядке, что и по склонности к дисперсионному твердению. Эта склонность тем выше, чем выше содержание упрочняющих элементов в основном металле. При дисперсионном упрочнении наблюдается относительное разупрочнение границ зёрен, что является главной причиной охрупчивания.

Склонность к трещинообразованию зависит также от режимов сварки. При аргонодуговой и электронно-лучевой сварке склонность к трещинообразованию увеличивается при снижении погонной энергии и увеличении скорости сварки. Это обстоятельство объясняется увеличением скорости охлаждения единицы объёма литого металла шва.

Существуют несколько методов оценки склонности к образованию горячих трещин в сварных соединениях.

Для сравнительной количественной оценки применяется принудительное деформирование сварных соединений по заданной программе в процессе их формирование.

Для количественной оценки наиболее широко применяется метод МГТУ им. Н.Э. Баумана. Его сущность заключается в деформировании испытуемого сварного шва (образца) в области температурного интервала хрупкости с заданным темпом деформации вплоть до полного исчерпания пластичности.

Необходимость применения достаточно сложных установок является недостатком этого метода.

Также применяются различные технологические пробы. В этих случаях величина деформации шва в температурном интервале хрупкости задаётся выбором жёсткости опытных образцов их размерами, последовательностью сварки и т.д. Недостатком этих, чисто качественных методов является то, что они не дают представления о запасе пластичности. При этом для повышения степени достоверности желательно подбирать пробы, достаточно полно имитирующие реальные узлы конструкции.

21

Материалы и оборудование

1.Образец из дисперсионно-твердеющего никелевого сплава типа ВЖЛ-14.

2.Установка для аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

3.Станок для изготовления макрошлифов.

4.Металлографический микроскоп.

5.Набор химреактивов для травления шлифов.

Порядок выполнения работы

1.В качестве метода оценки склонности к образованию горячих трещин при сварке сплава типа ВЖЛ-14 примерён метод точечных тепловых воздействий дуги. При этом трещины образуются только тогда, когда тепловое воздействие приходится непосредственно на границу зерна.

2.Перед испытанием поверхность образца подвергают шлифованию и травлению, с тем, чтобы импульсное тепловое воздействие дуги приходилось на видимую границу зёрен.

3.О склонности сплава к образованию горячих трещин судят по времени горения дуги (времени теплового импульса). На одном образце можно проводить большое количество точечных тепловых воздействий.

4.Расстояние между точками должно быть таково, чтобы исключить термическое влияние ранее выполненных точек. Перед постановкой новой точки полностью охладить образец.

5.Тепловое воздействие выполняется аргонодуговой сваркой на следующих режимах: Iсв = 100 A, Uд = 16 B, Lд = 2,0 мм.

6.Произвести тепловое воздействие на границы зёрен на указанном режиме при различном времени горения дуги (три – четыре значения) рис.8.

7.Закристаллизовавшиеся точки исследуются с помощью металлографического микроскопа. Время горения дуги до появления трещин на границе зёрен может составлять от 0,1 до 0,9 сек.

22

а б Рис. 8. Трещина в сплаве ВЛЖ-14 от импульсного воздействия дуги

на необработанной поверхности (а) и та же трещина после шлифования

итравления образца (б)

Контрольные вопросы

1.Как влияет размер зерна сплава на склонность к образованию горячих трещин и почему?

2.За счёт чего повышается прочность исследуемых сплавов?

3.Какие существуют способы упрочнения высоколегированных сталей?

23

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Выполнять лабораторную работу разрешается только после проведения инструктажа по технике безопасности и росписи студента в специальном журнале.

2.Перед выполнением новой работы необходимо внимательно выслушать объяснения преподавателя, ознакомиться со сварочной установкой, приспособлениями, инструментом.

3.До включения сварочных установок следует усвоить цель работы, ход её проведения.

4.Находясь в сварочной лаборатории, запрещается прикасаться к электрооборудованию и проводам, находящимся под напряжением.

5.Сварку выполнять в спецодежде.

6.Во время проведения сварочных работ в помещении лаборатории должна быть включена приточно-вытяжная вентиляция.

7.Предупредите находящихся рядом о начале сварочных работ.

8.При перерывах в работе отключать сварочное и другое оборудование от сети.

9.При всех замеченных неисправностях и неполадках немедленно отключить оборудование и доложить преподавателю.

10.За невыполнение требований техники безопасности студент несёт ответственность в соответствии с уставом ВГТУ.

24

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Лившиц Л.С. Металловедение для сварщиков. М.: Машиностроение, 1979. - 253 с.

2.Теория сварочных процессов / под ред. В.В. Фролова. М.: Высшая школа, 1988. – 559с.

3.Козлов Р.А. Сварка теплоустойчивых сталей. Л.: Машиностроение, 1986. – 160с.

4.Сварка в машиностроении: Справочник / М.: Машиностроение, 1978.-

Т. 2 / Под ред. А.И. Акулова. – 1978. - 462с.

5.Сварка в машиностроении: Справочник / М.: Машиностроение, 1978. -

Т. 2 / Под ред. Ю.Н. орина. – 1979. – 512с.

6.Смирнов И.В. Сварка специальных сталей и сплавов: учебное пособие. 2-е изд., испр. и доп. – СПб.: Лань, 2012. – 272 с.

25

26

СВАРКА СПЕЦИАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к выполнению лабораторных работ № 1-4 для студентов направления подготовки 15.03.01 «Машиностроение»

(профиль «Оборудование и технология сварочного производства») очной и заочной форм обучения

Составитель:

Чумарный Владимир Петрович

В авторской редакции

Компьютерный набор В. П. Чумарного

Подписано к изданию 30.12.2020. Уч.-изд. л. 1,5.

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

394026 Воронеж, Московский просп., 14

27