Прочностные свойства зоны термического влияния

В отличии от прочности, ударную вязкость зоны термического влияния определить возможно. Чаще всего испытания проводят типовой пробой, в соответствии с рекомендациями международного института сварки (МИС).

Для испытания необходимы образцы с острыми надрезами. Вершины надрезов находятся в околошовной зоне, на расстоянии 0,5-1,5 мм от линии сплавления. Для проведения испытания подбирают пластины с разной толщиной, при этом, свариваемые кромки должны иметь вид 1/2V или К, в этом случае, зона термического влияния получается более ровная.

Сварку выполняют ручной дуговой сваркой, выбирая любой способ сварки данного типа. Необходимо, также, обеспечить перпендикулярность линий проката листов к сварному шву. Применяют предварительный подогрев до температуры 125±15°C и последний наплавленный слой выполняют со стороны корня надреза.

При испытании листов с толщиной 10-12 мм, образцы вырезают по всей глубине сварного шва. При сварке листов большей толщины - на глубине, равной половине толщины сварного шва. Образцы вырезают по схемам, указанным на рисунке:

Режимы сварки необходимо выбирать одинаковые для всего сварного шва. Кроме того, процесс сварки должен обеспечивать минимальное, но постоянное проплавление кромок свариваемого металла.

Необходимую погонную энергию сварки можно определить по формуле:

Q=KUI/(1000V), кДж/см

Где U - напряжение на дуге, В;
I - сила сварочного тока, А;
V - скорость сварки, см/с;
К - КПД процесса сварки металла. К берётся в пределах 90-98% в случае сварки под флюсом, и 66-85% в случае ручной дуговой сварки или сварки в защитных газах плавящимся электродом. Если применяется сварка неплавящимся электродом в защитных газах, то КПД принимают равным 20-50%.

С помощью такой методики можно найти ударную вязкость в любом месте зоны термического влияния, обычно её величина в этой зоне пониженная. Понижение ударной вязкости - вопрос достаточно серьёзный. И в этом направлении проводились исследования по изучению влияния химического состава и технологии сварки на величину ударной вязкость сварного соединения.

В том случае, если в структуре зоны термического влияния преобладают феррит и бейнит, то температура перехода в хрупкое состояние определяется по формуле:

Т=5,4DIB-27(%Ni)+9, °C, где DIB - показатель упрочнения.

Если же в зоне преобладает переходная структура, то эта температура рассчитывается по формуле:

Т=-2,2DIB-25(%Ni)+22, °C

При исследованиях низколегированных сталей со следующим содержанием легирующих элементов (в %): углерода 0,06-0,22; меди не более 0,3; марганца 0,55-2,3; никеля не более 2,5; кремния 0,2-0,4; хрома не более 1,0; фосфора не более 0,025; молибдена не более 0,1; кремния не более 0,25; ванадия не более 0,1 была определена склонность стали к охрупчиванию околошовной зоны. Склонность к охрупчиванию выражается показателями РВА и РВВ.

Показатель РВА вычисляется в случае, если зона термического влияния имеет переходную структуру:

РВА=(%С) - 1/6(%Cu) - 1/11(%Mo)+4(%S)

Показатель РВВ определяется, если зона термического влияния имеет структуру верхнего бейнита и феррита:

Рвв=(%С)+1/10(%Mn)+1/6(%Cu)+1/12(%Cr)+1/13(%Mo) - 1/50(%Ni)

Источник: http://taina-svarki.ru/svarivaemost/otsenka-svarivaemosti-staley-formula-uglerodnogo-ekvivalenta.php