Образование трещин при сварке

16 сентября 2017
Категории: Физические процессы

Примеси и загрязнение, которые находятся в сварочной ванне, имеют более низкую температуру затвердевания чем металл. Их расположение на краях зерен ослабляет прочность соединений. Форма шва влияет на расположение неметаллических соединений. В глубоких и узких швах они остаются между зернами, а в широких — вытесняются на поверхность.
При образовании между дендритами легкоплавких загрязнений (сульфидов железа FeS) в шве могут возникнуть горячие трещины. В большинстве случаев они возникают при усадке металла в процессе кристаллизации. Образованию горячих трещин (красноломкость) способствует повышенное содержание в шве серы, углерода, кремния и никеля.

Трещина в металле шва

Рис. 1. Трещина в шве

Чтобы сократить склонность металла к образованию горячих трещин выполняют такие мероприятия:

  • используют сварочные металлы с минимальным содержанием серы и углерода;
  • в металл шва вводят марганец, который выводит серу в шлак;
  • вводят модифицированные элементы (титан, алюминий), благодаря которым создаются мелкозернистые структуры;
  • выполняют предварительный и сопроводительный подогрев изделия для уменьшения растягивающих напряжений.

Холодные трещины образуются в результате возникновения в металле шва значительных внутренних напряжений при температуре ниже 300℃. Такие трещины называют внутрекристаллическими, так как они распространяются по краям зерен или пересекают их. На склонность металла к образованию холодных трещин влияют водород, фосфор, быстрое охлаждение, повышенное содержание углерода и легированных элементов.
Причиной возникновения холодных трещин может быть водород, который объединяясь в молекулы, создает большое давление в средине зерен.
Склонность металла к образованию холодных трещин (хладноломкость) можно уменьшить, применяя такие действия:

  • используют сварочные материалы с минимальным содержанием фосфора;
  • просушивают электроды, флюсы и защитные газы;
  • выполняют горячую проковку швов после сварки для уменьшения внутренних напряжений;
  • используют предварительный и сопроводительный подогрев изделий.