3.1. Виды горячих трещин

По температуре возникновения горячие трещины подразделяют на кристаллизационные, возникающие в области температур солидуса и подсолидусные, температура образования которых ниже температуры окончания процесса затвердевания.

По расположению трещины подразделяют на : трещины в шве, в зоне сплавления, в околошовной зоне, а также в зависимости от ориентировки их относительно направления сварки – продольные и поперечные.

Следует выделить трещины повторного нагрева, образующиеся в ранее положенных валиках от термодеформационного воздействия последующих слоев [3].

3.2. Способы оценки сопротивляемости сварных соединений образованию горячих трещин

Методы оценки сопротивляемости горячим трещинам можно подразделить на следующие основные группы:

• методы принудительного деформирования сварных соединений в температурном интервале хрупкости,

• технологические пробы различной жесткости (величина деформации сварного соединения задается конструкцией образцов)

• косвенные методы, основанные на результатах механических испытаний образцов при нагреве и охлаждении по заданной программе.

Испытание на горячие трещины по первой группе выполняют на специальных машинах, обеспечивающих различные скорости деформаций свариваемых образцов. Машины снабжены разнообразными захватами, позволяющими испытывать как различные типы сварных соединений – стыковые, тавровые, нахлесточные, так и сварные соединения в различных направлениях – вдоль и поперек направления сварки. Показателем сопротивляемости образованию горячих трещин служит максимальная скорость деформации при которой трещина не возникает.

Недостатком этого метода испытания является необходимость применения достаточно дорогих машин, а также сложность проведения испытания. Для оценки влияния режимов на технологическую прочность необходимо определять термический цикл сварки для каждого из испытуемых режимов и сделать соответствующий пересчет машинной деформации из временной зависимости в температурную.

Сопротивляемость сварных соединений образованию горячих трещин оценивают с помощью технологических проб или конструкций. При этом предполагается, что проба должна обеспечивать кристаллизационные и деформационные условия в сварном соединении также или более жесткие, чем при сварке реальной сварной конструкции.

Технологические пробы можно подразделить на пробы, позволяющие получать количественную и качественную оценку технологической прочности.

На рис.8 представлены наиболее распространенные технологические пробы качественной оценки.

Р ис.8.Технологические пробы для испытания стойкости против образования горячих трещин: а- составной и б- переменной жёсткости

К числу проб позволяющих получать количественную оценку можно отнести пробу Боленрата, заключающуюся в сварке встык пластин, закрепленных в жестком приспособлении (рис.9). Чем больше расстояние между зажимами, тем менее жесткая будет проба и тем меньше вероятность появления трещин.

Рис.9. Проба Баленрата (а) и МВТУ для тонколистового материала

При испытании образцов на пробе Баленрата чем больше расстояние между зажимами l, тем меньшая будет жёсткость и меньше вероятность появления трещин. Проба МВТУ для тонколистового материала представляет собой образец, составленный из пластин различной ширины, собранных на прихватках. При малой ширине пластин нагрев более равномерен и изгибающая составляющая деформации относительно невелика. С увеличением ширины b, степень неравномерности нагрева, а следовательно, и изгиб пластин увеличиваются, а за тем с увеличением общей жёсткости опять уменьшаются. Показателем сопротивляемости образованию трещин является диапазон значений b, при котором образуются трещины.Чем он меньше, тем выше спротивляемость их образованию.