Термическая обработка сварных конструкций

08-03-2023

Отпуск сварных конструкций применяют для изменения структуры, свойств металла и снижения остаточных напряжений.

Вопросу влияния остаточных напряжений и пластических деформаций на прочность сварных конструкций посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ. Однако до настоящего времени в тяжелом машиностроении еще не созданы руководящие технические материалы по обоснованному назначению отпуска сварных конструкций.

Под руководством д-ра техн. наук В. А. Винокурова (МВТУ им. Н. Э. Баумана) на НКМЗ им. В. И. Ленина определены признаки, по которым может быть назначен отпуск сварных конструкций. Для повышения сопротивляемости сталей образованию холодных трещин после сварки отпуску подвергают высокоуглеродистые стали с твердостью металла зон термического влияния НВ 300 и легированные стали с эквивалентным содержанием углерода >0,4% (при фактическом содержании углерода >0,25%).

Одноосные и двуосные остаточные напряжения в сварных соединениях из пластичных металлов без острых конструктивных и технологических концентратов не влияют на их статическую прочность. Трехосные остаточные растягивающие напряжения препятствуют пластической деформации металла и могут вызвать разрушения даже в пластичных металлах. Такие условия возникают, если ширина зоны пластических деформаций меньше толщины металла. Экспериментально установлено, что значительные трехосные напряжения возникают при электрошлаковой сварке прямолинейных соединений деталей толщиной >150 мм и длиной >450 мм. Такие соединения нуждаются в отпуске.

Есть соединения, в которых нет трехосных растягивающих напряжений, но во время сварки в них накапливается большая потенциальная энергия и возникают пластические деформации сжатия, способные вызвать старение металла. Их целесообразно подвергать отпуску. Ориентировочно к таким соединениям можно отнести следующие: стыковые прямолинейные толщиной 140 мм и более, кольцевые толщиной 100 мм и более и стыковые прямолинейные толщиной 80 мм и более, полученные односторонней дуговой сваркой без угловых деформаций.