Итак, основной причиной влияния водорода на равновесие субмикротрешины является снижение удельной поверхностной энергии металла, вызванное адсорбцией водорода па ювениль-ных поверхностях субмикротрешины. Роль давления водорода в полости субмикротрешины в возникновении ее неустойчивости сравнительно невелика.

Снижение напряжения хрупкого разрушения, инициируемого субмикротрещиной, возникающей по дислокационной схеме Зинера—Стро, пропорционально уменьшению удельной поверхностной энергии металла под влиянием водорода.

4.8. Способы предупреждения холодных трещин

Для Предупреждения холодного растрескивания современные технологии сварки предполагают применение предварительного и сопутствующего подогрева. Это энерго- и трудоемкие, а также дорогостоящие операции (рис. 4.46, 4.47), выполнение которых требует высокой технологической культуры производства. Однако они далеко не всегда обеспечивают отсутствие трещин в сварных соединениях. Кроме того, из-за высокой температуры изделий, вызванной подогревом, резко ухудшаются условия труда сборщиков и сварщиков. Поэтому в настоящее время изготовление конструкций, особенно из ВПНЛ сталей, без предварительного подогрева является одной из основных проблем дуговой сварки.

Как видно из изложенного выше, образование холодных трещин при сварке конструкционных сталей — это сложный и специфичный процесс. На его развитие влияет множество явлений с участием водорода. В общем виде этот процесс можно представить феноменологической схемой (рис. 4.48).

Очевидна взаимосвязь стадий, контролирующих холодное растрескивание. Выяснение физической сути процессов на каждой из них является ключевым моментом в исследованиях по Проблеме холодных трещин. Как показано на схеме (рис. 4,48), первая стадия рассматриваемого явления — это процессы в источнике водорода. При дуговой сварке плавлением основным источником водорода являются влага и другие водород содержащие вещества в электродных покрытиях, флюсах, сердечниках порошковых проволок и др. В определенной степени этим источником можно управлять, применяя традиционный способ — термическую обработку сырьевых и готовых сварочных материа-

4.8. Способы предупреждения холодных трещин

без подогрева просушка (40-50 "С) подогрев

Рис. 4.46. Необходимая температура подогрева основного металла (концентрация диффузионного водорода в наплавленном металле не должна превышать 2 смуЧОО г)

Стоимость сварочных работ, % 140-

Сварка без подогрева

Сварка с подоіревом

Рис. 4.47. Диаграмма увеличения стоимости сварочных работ, вызванного необходимостью применения предварительного подогрева (5 — толщина свариваемой стали)

3. Взаимодействие с жидким металлом

4. Перенос водорода в

сварном соединении

5. Развитие холодной трещины

Рис. 4.48. Схема процессов при сварке плавлением, вызывающих образование индуцированных водородом холодных трещин