5.8.5. Структура и механические свойства сварных соединений после обработки взрывом с целью снятия остаточных напряжений

Ударно-волновое нагружение при определенных режимах может приводить к заметному снижению запаса вязкости металла, обусловленному его упрочнением (наклепом) и изменением структуры 141], Это может отрицательно сказываться на служебных характеристиках металлоконструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах при низких температурах, в условиях воздействия циклических нагрузок и т. д. В связи с этим исследовано влияние обработки взрывом, проводимой по режимам, обеспечивающим эффективное снятие остаточных напряжений первого рода, на структуру металла шва и ОШЗ, напряжений второго рода, а также некоторые механические характеристики сварных соединений [43].

Исследования выполнены на сварных стыковых образцах стали СтЗсп, полученных автоматической сваркой под слоем флюса АН-348А с применением проволоки Св-08А. Представленные данные относятся к пластинам размером 500x400x10 мм (режим сварки: 11= 35 В, /= 600 А, Ксв = = 95 м/ч, Ум = 40,5 м/ч). Обработку взрывом пластин проводили по различным технологическим схемам, отличающимся по типу и геометрическим параметрам зарядов ВВ н их положению относительно сварного шва (схемы 3, 5, 4, 1 согласно табл. 5.9).

Для проведения исследований из сварных пластин, обработанных и необработанных взрывом, поперек шва вырезали темплеты, содержащие шов и зону термического влияния сварки, из которых изготовляли шлифы и стандартные образцы для механических испытаний. Измерение твердости проводили на твердомере Виккерса. Механические свойства определялись на образцах по ГОСТ 6996-66, (тип XIII и XVII — на статический разрыв и загиб сварного соединения соответственно); ударная вязкость — на образцах размером 10x10x55 мм с круглым надрезом (тип I, ГОСТ 6996-66.). Характер внутреннего строения столбчатых кристаллитов до и после взрывного нагружения выявляли с использованием следующей методики. Микрошлиф подвергали электролитическому травлению в растворе, содержащем хлорное железо в количестве 0,5 г, соляную кислоту (р = = 1,19 г/см3) — 1 мл, метиловый спирт — 100 мл в режиме: плотность тока — 0,2 А/см2, напряжение — 20 В. После кратковременной полировки на сукне (с сохранением рельефа травления) производили повторное травление в этом же реактиве в течение 3.4 с. Такое травление позволяет выявить слабый рельеф структуры. Для более четкого выявления контрастности первичной структуры производили «вуалирование» рабочей поверхности шлифов в омедняющем реактиве состава: хлорная медь — 5 г, соляная кислота — 4 мл, вода — 30 мл, этиловый спирт — 25 мл.

Анализ первичной структуры металла шва до и после локальной обработки взрывом показал идентичность как дендритной (столбчатые кристаллы), так и зональной (слои кристаллизации) ликвации. Сохраняется размерность и направленность кристаллитов, размеры которых ограничены