Рис. 5.203. Микроструктура (ув. 200) сварного соединения стали 20, выполненного под водой:

о — по традиционной технологии; б — с применением взрывосварочной обработки

вых трещин при сварке сталей 20, 17ГС, 15ХСНД и ряда других низколегированных сталей. Появление трещин обусловлено образованием сварочных напряжений, закалочных структур и значительных количеств водорода, растворяющегося в металле сварочной ванны и диффундирующего в ЗТВ. В структуре свариваемого металла имеются строчечные, главным образом сульфидные, включения, вытянутые вдоль проката. Проникающий в них водород переходит в молекулярную и, накапливаясь, разрывает металл, образуя сеть трещин, резко снижающих прочностные характеристики сварных соединений.

Образцы из сталей 20 и 17ГС обрабатывали накладными зарядами ВВ с давлением детонации 3,5 и 20 ГПа, после чего они сваривались под водой полуавтоматом А1660 порошковой проволокой ПП СС-АН1 диаметром 1,6 мм при силе тока 160.180 А и напряжении 28.31 В. ЗТВ в образцах, сваренных по предложенному способу, имеет мелкозернистую ферри-тно-перлитную структуру, ширина прослойки крупного зерна уменьшена в 3 раза по сравнению с необработанными образцами. Кроме того, предварительная обработка взрывом нарушает текстуру проката, что приводит к дроблению и глобул я ризации строчечных неметаллических включений. В зоне обработки происходит изменение знака остаточных напряжений, а их максимальное значение вблизи линии сплавления достигает -120 МПа. В результате водород, растворенный в наплавленном металле, свободно диффундирует в основной металл, не встречая на своем пути крупных неметаллических включений и напряженных структур. Таким образом, взрывосварочиая обработка позволяет избежать образования холодных трещин в ЗТВ (рис. 5.203) и получить бездефектные сварные соединения.

Отметим еще одно обстоятельство. Ускоренное охлаждение и водородная атмосфера парогазового пузыря, характерные для мокрой подводной сварки, увеличивают опасность образования так называемых холодных трещин в ЗТВ. Особенно острая эта проблема при сварке сталей, склонных к образованию закалочных структур и имеющих строчечные сульфидные включения (типа 17Г1С). В этом случае вблизи линии сплавления наблюдается образование холодных трещин по границам крупных зерен мартенсита или бейнита, а наличие строчечных сульфидных включений, расположенных по направлению проката, способствует их распространению в глубь ЗТВ. В обычной практике эта проблема решается с помощью соответствующей термообработки, что практически невозможно в условиях водной среды. В начале 1980-х годов в ИЭС НАН Украины было предложено использовать обработку взрывом кромок, подготовленных к сварке плавлением, для улучшения свойств сварных соединений [534]. Возникаю-