Свариваемость металлов и сплавов

Свариваемость — комплексная технологическая характеристика металлов и сплавов, выражающая реакцию свариваемых материалов на процесс сварки и определяющая техническую пригодность материалов для выполнения заданных сварных соединении, удовлетворяющих условиям эксплуатации.

На свариваемость оказывают влияние различные взаимосвязанные факторы. Их можно разбить на три группы.

Фактор материала — влияние на свариваемость металлов, определяемое их химическим составом, способом выплавки, наличием вредных примесей, степенью раскисления и последующими операциями прокатки, ковки, термообработки.

Конструктивный фактор — влияние на свариваемость конструкции сварного соединения, характеризующееся сложностью формы и жесткостью. Сложность формы и жесткость конструкции оцениваются концентрацией сварных соединений, последовательностью их выполнения, состоянием напряженности элементов сварной конструкции перед монтажом, массой и толщиной свариваемых элементов.

Технологический фактор — определяет свариваемость металлов в зависимости от вида сварки, сварочных материалов, параметров режима сварки, достижения определенной степени однородности сварного соединения, раскисления металла шва и термического воздействия на основной металл.

В результате местного нагрева или расплавления в металле сварного соединения протекают физико-химические процессы, которые обусловливают степень неоднородности свойств сварного соединения по сравнению с основным металлом или влекут за собой появление дефектов в виде пор, неметаллических включений, трещин.

Степень свариваемости представляет собой количественную или качественную характеристику, которая показывает, насколько изменяются свойства металла при сварке и выполнимо ли сварное соединение при определенных условиях. Например, на основе механических испытаний можно установить, насколько изменились прочность, пластичность, ударная вязкость и другие свойства металла под воздействием процесса сварки. Одной из наиболее существенных характеристик свариваемости является отсутствие горячих или холодных трещин в металле шва и околошовном участке.

При практической оценке свариваемости следует учитывать следующее: металл, неспособный к образованию сварного соединения одним видом сварки, можно сваривать другим видом; конструкция сварного соединения и расположение его на изделии выбраны таким образом, что образование сварного соединения исключено, в результате чего данный металл или вид сварки может быть признан непригодным; сварное соединение, полученное одним и тем же видом сварки, в одном случае может быть признано пригодным, а в другом случае — непригодным для эксплуатации.

Классификация испытаний для оценки свариваемости

В зависимости от требований, предъявляемых к конструкции, и условий ее эксплуатации, а также от свойств металла, из которого она изготовляется, свариваемость оценивают по совокупности характеристик.

Чем сложнее условия эксплуатации конструкций, тем больше число характеристик, по которым оценивают свариваемость. Комплекс испытаний на свариваемость определяют в соответствии с конкретными требованиями, предъявляемыми к сварной конструкции. В указанный комплекс входят следующие испытания сварного соединения:

• на технологическую прочность (сопротивляемость образованию горячих и холодных трещин);
• на статическое растяжение сварного соединения или металла шва;
• на стойкость против искусственного старения;
• на ударный изгиб металла шва или околошовного участка;
• на выносливость при циклических нагрузках;
• на твердость;
• на стойкость против коррозии;
• на длительную прочность при рабочих температурах.

Кроме того, в комплекс испытаний включают исследования макро- и микроструктуры сварного соединения и химический анализ металлов основного и шва.

Малышев Б.Д. Сварка и резка в промышленном строительстве, т.1. -М. 1989