Оценка хладостойкости сварных соединений

Из-за неоднородности механических свойств металла в разных зо- нах сварного соединения его хладостойкость определяют в нескольких местах по вязкости при ударном изгибе надрезанных образцов. Надрез рас- полагают в разных зонах. В многослойных швах возможна неоднородность свойств по высоте поперечного сечения вследствие разных условий охлаж- дения металла и сегрегации вредных примесей по мере укладки отдельных слоёв. Соответственно образцы изготовляют из корневой, верхней и сред- ней частей шва. При малом количестве проходов такое расхождение свойств не наблюдается.

В однопроходных швах на сопротивляемость металла шва разруше- нию влияет направление кристаллитов, формирующихся в процессе его кристаллизации. Наиболее слабым участком обычно является ось шва. Располагая надрез по оси шва, свойства металла можно определить по ра-боте разрушения при движении трещины как в направлении сварки, так и в противоположном направлении. Непровар в шве создает концентрацию пластических деформаций металла при сварке и в некоторых случаях при определении к_с представляет собой более опасный надрез, чем усталост- ная трещина.

Заранее бывает трудно сказать, какие участки зоны термического влияния имеют минимальную сопротивляемость хрупкому разрушению. Тогда надрезы располагают с небольшим шагом, чтобы проследить изме-нение свойств металла в зависимости от уровня максимальной темпера-туры при сварке. Обычно исследуют ряд сечений от линии сплавления до зон с температурой нагрева 200…250°C.

Вторая особенность определения хладостойкости сварных соедине- ний состоит в оптимизации условий сварки. По наименее хладостойкой зо- не варьируют режимы сварки, чаще всего погонную энергию, добиваясь наилучших показателей ударной вязкости. При испытаниях определяют вторую критическую температуру Т_кр.2. Рассеяние свойств металлов, режимов сварки, форм концентраторов, их радиусов приводит на практике к тому, что отдельные экземпляры изделий имеют более высокую критическую температуру хрупкости. Чтобы обнаружить свойства сварных узлов при температурах выше Т_кр.2, определяют пластичность их как при низких, так и при более высоких температурах. Значения температур, при которых регистрируются стабильно высокие результаты по пластичности, обеспечивают максимально возможные механические свойства сварных соединений.

Расчетную оценку допустимости трещин при эксплуатации свар- ных конструкций проводят, ориентируясь на кривую минимальных значе-ний k_1с, как функции температуры. Характер кривой k_1с по виду подобен кривой а_н (см. рис.7.3). Если не учитывается длина трещины, то находят пре-дельно допустимую минимальную температуру, при которой всё еще вы-полняются требования прочности при разных коэффициентах запаса.