Лабораторная работа 2.

Свариваемость сталей и контроль качества сварных соединений.

2.1. Цель работы

1. Получить наглядное представление о свариваемости сталей, методах ее теоретического и экспериментального определения.

2. Ознакомиться с внешними, внутренними и сквозными дефектами сварных соединений и швов.

3. Ознакомиться с методами контроля качества сварных соединений.

4. Приобрести практические навыки:

а) определение качества сварного соединения внешним осмотром и обмером;

б) определение непроницаемости сварных швов.

2.2. Основные теоретические положения.

Качество сварного соединения определяется соответствием его свойств (механических, физических и т.д.) предъявляемым к нему требованиям. Поэтому проблема обеспечения качества сварного соединения и конструкции в целом имеет две задачи:

1. Обеспечение требуемых свойств при выполнении сварного соединения в процессе сварки конструкции;

2. Контроль готового сварного соединения на его соответствие предъявляемым требованиям.

Соответственно настоящая лабораторная работа состоит из двух разделов.

2.3. Свариваемость сталей

2.3.1. Понятие о свариваемости металлов

Свариваемость сталей – свойство металла или сочетаний металлов образовывать при установленной технологии сварки соединение, отвечающее требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатацией изделия (ДСТУ 3761.1-98).

Свариваемость стали прежде всего зависит от содержания в ней основного (после железа) химического элемента – углерода. Низкоуглеродистые стали с содержанием С ≤ 0,25% свариваются хорошо. Это стали для строительных металлоконструкций. С повышением содержания углерода до 0,45% свариваемость стали ухудшается; плохо свариваются высокоуглеродистые стали – с содержанием до 0,9% углерода.

Ухудшают свариваемость многие химические элементы, применяемые в производстве легированных сталей: такие как марганец Mn, хромCr, молибденМо, ванадийV, кремнийSi, медьCu, а также примесь – фосфорР.

С увеличением содержания в стали углерода, как наиболее изученного по влиянию на различные свойства стали химического элемента, повышается вероятность ликвационной неоднородности металла, выделение по границам зерен сульфидных включений, способствующих трещинообразованию; увеличивается склонность к образованию в зоне термического влияния (ЗТВ) весьма хрупкой структуры мартенсита, повышающей внутренние напряжения и склонность стали к образованию трещин. Аналогично действуют в большей или меньшей степени легирующие элементы в составе стали.

Вместе с тем, при соблюдении технологии сварки, свариваемость многих низколегированных строительных сталей хорошая и без специальных технологических мероприятий. Некоторые низколегированные стали для строительных конструкций свариваются удовлетворительно при применении дополнительных технологических приемов.

2.3.2. Оценка свариваемости стали

Оценка свариваемости стали осуществляется путем учета ряда важнейших факторов, определяющих технологические и потребительские свойства стального проката, сварных соединений и швов:

- химический состав металла;

- скорость охлаждения металла в процессе сварки;

- характер первичной кристаллизации и последующих структурных превращений при охлаждении;

- склонность металла сварного соединения к образованию закалочных структур;

- склонность сварного соединения из данной стали к образованию горячих и холодных трещин;

- получение сварного шва требуемых химического состава, механических и других свойств.

За многие десятилетия развития технологии сварки при изготовлении строительных и других конструкций выявлено наибольшее влияние на свариваемость соединения в ней углерода и меньшее – других химических элементов, в связи с чем приравнивают их влияние к соответствую количеству (эквиваленту) углерода.