Влияние технологических факторов при сварке на формирование структуры и свойства сварного соединения.

1) Влияние максимальной температуры нагрева (t_max).

Для сварных соединений термоупрочненных сталей характерны две области структурно-механической неоднородности в ЗТВ:

Первая область – околошовный участок с пониженным сопротивлением хрупкому разрушению. Это интервал температуры плавления (tпл) до 1350С.

-Вторая область – это интервал Ас3 - Ас1.(Межкритический интервал МКИ)

Анализ структурных диаграмм стали показали, что при одинаковой интенсивности нагрева и охлаждения характерна разная степень структурной неоднородности

. Это зависит от содержания избыточных фаз при этих температурах. При этом скорость охлаждения в околошовном участке и зоне ЗТВ, которая находится в МКИ, будет разная. Оценка влияния максимальной температуры нагрева при сварке в разных зонах ЗТВ проводится путем анализа изотермических диаграмм состояния и экспериментальным путем.

При анализе влияния t_max и МКИ следует учитывать кинетику образования аустенита при нагреве и степень его неоднородности по содержанию углерода и легирующих элементов.

2)Влияние длительности пребывания выше критической температуры Ас3.

За счет изменения выдержки при охлаждении и скорости охлаждения после сварки можно регулировать фазовый состав и морфологию околошовного участка ЗТВ сварного соединения.

Скорость нагрева 60 ⁰С/сек при ЭШС приводит к растворению карбидов и карбонитридов. При увеличении скорости нагрева до 150 ⁰С/сек (АДС) температура растворения повышается.

Например, для стали системы Mn-V-B при ЭШС температура составляет 870-900С, а при АДС 900-1050С. Поэтому при ЭШС в результате исчезновения барьерного действия карбидных включений, происходит активный рост зерен аустенита. В околошовном участке ЗТВ после ЭШС размер зерна достигает 300 мкм, а после АДС – всего 10-20 мкм.

Скорость охлаждения соответственно будет влиять на фазовый состав околошовной зоны, при АДС возможно образование мартенсита или тростита или бейнита. Это может привести (в зависимости от состава стали) к появлению внутренних напряжений, неоднородности состава ЗТВ и даже к охрупчиванию сварного соединения.

При этом следует отметить, что при увеличении длительности пребывания металла выше критической температуры Ас3 уменьшается плотность дефектов кристаллического строения, характеризуется меньшей удельной плотностью границ зерен аустенита, повышением степени его однородности по углероду и легирующим элементам.