Правка сварных конструкций перед их термо и мехобработкой.

В тех случаях, когда деформации произошли и величина их выходит за пределы допустимых, применяется правка сварных изделий различными способами.

Механическая правка выполняется молотами, домкратами, винтовыми прессами или другими устройствами. С их помощью создается ударная или статическая нагрузка, которая обычно прилагается со стороны наибольшего выгиба изделия.

Следует иметь в виду, что неправильное выполнение механической правки может привести к образованию трещин и надрывов.

Изделия из тонколистового металла можно править путем прокатывания их между валками. При этом на сварные швы предварительно устанавливаются накладки. В результате такой прокатки сварные швы растягиваются, с образованием пластических деформаций. Это не только обеспечивает правку, но и снижает остаточные напряжения.

Термическая правка заключается в местном нагреве небольших участков металла деформированной конструкции. Нагрев, как правило, производят сварочными горелками большой мощности. Он ведется быстро и только до пластического состояния верхних волокон на выпуклой стороне изделия. При охлаждении нагретых участков они сжимаются и выпрямляют изделие. Исправление деформации сварной тавровой балки производится нагревом выпуклой части вертикальной стенки. Ширина полос нагрева 20—30 мм. Полосы нагрева сходятся под углом 30°. При правке сварных швеллеров помимо треугольных участков нагрева, располагаемых на обеих полках, производится нагрев нескольких полос на его стенке. Нагревать нужно ту поверхность, сжатие которой придает изделию правильную форму. Температура нагрева поверхности зависит от толщины металла и может быть выбрана из табл. 1.

Таблица 1

Температуры нагрева стали при термической правке

Для определения температуры нагрева можно пользоваться таблицами температур, соответствующих различным цветам нагрева стали и появлению цветов побежалости. Особенно внимательно следует выполнять нагрев при правке на улице в солнечные дни, так как наличие яркого освещения искажает цвет нагреваемого участка. Более точно контроль температуры нагрева может осуществляться оптическими или радиационными пирометрами.

Термомеханическая правка состоит в сочетании местного нагрева и приложения статической нагрузки, изгибающей исправляемый элемент конструкции в нужном направлении. Эта нагрузка может создаваться домкратами, прессами и другими устройствами. Применение дополнительного усилия способствует более интенсивному воздействию нагрева. Такой способ обычно применяется для правки жестких сварных узлов.

Все способы правки целесообразно вести в приспособлениях, позволяющих контролировать размеры выпрямляемых элементов и его прогибы.

10.1 Горячие трещины при сварке. Причины их образования и меры борьбы

Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или околошовной зоны, возникающие в области температурного интервала хрупкости в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла. Поверхность излома горячих трещин имеет матово-желтоватый цвет, а в случае попадания воздуха в трещину поверхность покрывается окислами коричневато-синеватого цвета. Они возникают при завершении кристаллизации металла, находящегося в промежуточном твердо-жидком состоянии. Горячие трещины также могут возникать когда металл находится в твердом состоянии при больших температурах на этапе формирования деформации зерен металла. Еще одно причиной возникновения горячих трещин может быть понижение деформационных свойств металла, из-за присутствия в строении металла легкоплавких эвтектик, дефектов кристаллического строения, выделения хрупких фаз или включений водорода. Существует несколько причин образования горячих трещин. Они делятся на две группы, внешние и внутренние:

Внешние причины образования горячих трещин: сегрегация элементов примесей (сера, фосфор, кислород, окислы).

Внутренние причины образования горячих трещин:

 химическая реакция элементов, которые специально вводятся в металл сварного соединения; внутренние и внешние напряжения.

Существует два вида горячих трещин: кристаллизационные трещины образуются при превышении температуры солидуса; полигонизационные (подсолидусные) образуются из-за возникновения в структуре сварного шва полигонизационных границ.

Поэтому важным для предотвращения горячих трещин является выбор такого металла шва, который обладал бы в температурном интервале хрупкости высокой деформационной способностью. Наличие различных элементов-примесей в металле шва приводит при кристаллизации к образованию легкоплавких эвтектик, располагающихся по границам кристаллитов, где легко и происходит разрушение при деформациях. В ряде случаев образовавшиеся горячие трещины могут «залечиваться», если в кристаллизующемся металле имеется достаточное количество эвтектик, температура плавления которых ниже температуры плавления основного металла, находящегося в данный момент времени в закристаллизовавшемся состоянии (эвтектики находятся в жидком состоянии по границам растущих кристаллитов). Если количество жидкой эвтектики велико, то образовавшаяся трещина заливается еще жидкой эвтектикой.

Большое влияние на образование горячих трещин оказывает характер первичной структуры кристаллизации. При крупнокристаллической структуре и определенной толщине эвтектических прослоек по границам зерна склонность к образованию горячих трещин растет, а при измельчении зерна — уменьшается. Поэтому полезны любые способы измельчения зерна (модификация, электромагнитное перемешивание и др.) или изменение фазового состава металла шва. Так, однофазные аустенитные стали и никелевые сплавы имеют повышенную склонность к образованию горячих трещин — добавление элементов, образующих ферритную фазу, эту склонность уменьшает.

Из технологических приемов следует отметить выбор режимов сварки, обеспечивающих благоприятную форму шва (отношение ширины шва к глубине провара). Более широкие швы менее склонны к образованию горячих трещин, что связно с характером кристаллизации.

При сварке перлитных сталей (низко- и среднелегированных) уменьшение образования горячих трещин наблюдается при введении подогрева, а при сварке аустенитных сталей — с применением жестких режимов.

Таким образом, чувствительность сварного соединения к образованию горячих трещин зависит от трех факторов: температурного интервала хрупкости, пластичности в этом интервале, темпа