Рис. 4.36. Распределение водорода в образцах через разные промежутки времени после сварки при равенстве коэффициентов диффузии водорода О, = А и I, мм: а - 10; б — 20 холиться на границе между металлом шва и основным металлом. К моменту стабилизации положения точки максимальной концентрации водорода расположение изолиний концентрации становится симметричным и относительно середины образца. Таким образом, при определенных размерах швов и свариваемого материала концентрация водорода может быть максимальной в околошовной зоне. Оценка влияния разнородности сварного соединения иа концентрацию водорода в ЗТВ. Особенности концентрационного поля водорода в неоднородном сварном соединении исследовали расчетным путем в работе [90]. Рассматривались два способа сварного соединения (рис. 4.37). Первый из них (рис. 4.37, а) соответствовал широкому поверхностному валику и потоку водорода, перпендикулярному поверхности соединения, а второй (рис. 4.37, б) — глубокому шву и потоку в плоскости соединения, В расчетах принимались такие основные допущения: • сварное соединение состоит из двух материалов с разными коэффициентами диффузии и растворимости водорода; б Рис. 4.37. Способы сварных соединений, принятые для расчетов •толщина сварного соединения 5 достаточно велика относительно характерного размера шва Л; •поток водорода одномерный и направлен только вдоль одной из осей х или у (рис. 4.37); •водород диффундирует под влиянием градиента концентрации; •ловушки водорода отсутствуют. С учетом этих допущений была сформулирована линейная краевая задача относительно концентрации водорода. При условии, что водород вносится расплавленным металлом шва, рассматривалась диффузия водорода в сварных соединениях, состоявших из сочетаний различных материалов: феррита (коэффициент диффузии водорода И - 6,2 Ю10 м2/с при 20 °С), мартенсита (_9 ~ 2,1 10-'1 м2/с) и аустенита (й - 5-10 12.5-10"13 м2/с). Об изменении содержания водорода во времени и его градиентов в зоне термического влияния судили по локальной концентрации на границе сплавления и в точке, расположенной на некотором расстоянии от шва. Оказалось, что существенную роль в распределении водорода играет разнородность сварного соединения (рис. 4.38 и 4.39). Соединения типов «аустенит + феррит» и «аустенит + мартенсит», для которых коэффициент диффузии водорода в шве меньше, чем в основном металле, получаются при сварке аусте-нитными электродами низкоуглеродистых, низко- и среднелеги-рованных сталей. В этих случаях концентрация водорода в ЗТВ относительно мала. Согласно оценке она в 4.18 раз меньше по
Карта
|
