зависит от содержания серы, образующей с железом и никелем легкоплавкие эвтектики (температура плавления FeS равна 1193 °С, FeS2 — 682° С). Поэтому для предотвращения образования горячих трещин следует применять сварочную проволоку с пониженным содержанием серы (менее 0,015 %), ограничивать долю участия основного металла в образовании сварного шва. Применение предварительного или сопутствующего подогрева положительно сказывается на уменьшении сварочных напряжений. В ряде случаев, например при сварке сталей с повышенным содержанием никеля, можно рекомендовать технологию сварки с сопутствующим охлаждением для сокращения длительности пребывания металла шва и ЗТВ в ТИХ.

Последовательность определения стойкости металла образованию горячих трещин, типы образцов и необходимое оборудование регламентируется ГОСТ 26389—84.

7.2. ХОЛОДНЫЕ ТРЕЩИНЫ

Холодные трещины являются одним из видов локального разрушения сварных соединений. При образовании холодных трещин определяющими являются три фактора: закалочные структуры, повышенный уровень напряжений первого рода и насыщенность металла водородом [42]. Установлено, что процесс образования холодных трещин включает три стадии: подготовительную, инкубационную и спонтанного разрушения. Первые две стадии характеризуют процесс зарождения, а третья — процесс распространения трещин. По данным В. Ф. Мусияченко, холодные трещины зарождаются по границам действительного зерна аустенита в результате высокотемпературной пластической деформации, при которой увеличивается плотность подвижных дислокаций и возрастает упругая энергия искажений структуры. Последующее возникновение субмикротрещин является результатом проскальзывания по границам зерен и диффузии вакансий к границам. Водород и сера, снижающие поверхностную энергию границ зерен, способствуют росту полостей и субмикротрещин. ГОСТ 26388—84 предусматривает применение машинных либо технологических методов выбора рациональных режимов сварки углеродистых и легированных сталей — основного металла в ЗТВ и металла шва. Машинный метод основан на доведении металла сварного соединения до образования холодных трещин при внешней постоянно действующей нагрузке после сварки в процессе охлаждения в интервале 150—100 °С. При технологических методах испытания определяют условия образования холодных трещин под действием остаточных сварочных напряжений. Приложение нагрузки к образцам при машинных методах осуществляют растяжением либо изгибом со скоростью 5—10 МПа/с, причем под нагрузкой образцы выдерживают в течение 20 ч. Испытанию подвергают 30 образцов одного типа при различных нагрузках и устанавливают минимальное значение нагрузки, при которой

в образцах образуются холодные трещины, обнаруживаемые визуально при контроле с помощью лупы трехкратного увеличения. Первые три образца испытывают при напряжении 0,5о02 основного металла, а последующие — при 0,25; 0,15; 0,10 аол в соответствии с наличием или отсутствием трещин. При возникновении трещин в части образцов, испытанных при одних и тех же напряжениях, дальнейшие испытания ведут, уменьшая напряжения на 50, а затем на 25 МПа, продолжая испытания до установления минимального значения напряжений, при которых образуются холодные трещины. Стандарт регламентирует виды, размеры образцов и испытательных приспособлений, режимы ручной дуговой,аргонодуговой и дуговой сварки под флюсом в зависимости от толщины свариваемого проката. Технологические испытания выполняют при невозможности применения машинных методов. При этом образцы после сварки выдерживают при нормальной температуре в течение 20 ч в незакрепленном или закрепленном (в зависимости от типа образца) состоянии. Появление трещин в процессе испытания контролируется периодически внешним осмотром с помощью лупы трехкратного увеличения. При обнаружении трещин или после разрушения образца испытания прекращают. Образец разламывают по сечению, в котором обнаружена трещина. Участки на поверхности разрушения, имеющие блестящий кристаллический излом, классифицируют как холодные трещины.

Склонность сталей к возникновению холодных трещин связана с их закаливаемостью — повышением твердости под воздействием термического цикла сварки и насыщением металла шва и ЗТВ сварных соединений водородом. Поскольку закаливаемость сталей возрастает с повышением степени легированное™, склонность к образованию холодных трещин ориентировочно оценивается показателем эквивалента углерода Сэкв. Международным институтом сварки рекомендована следующая формула:

Сэ = С + Мп/6 + Сг/5 + Мо/5 + У/5 + (N1 + Си)/15. (7.2)

Считается, что при С8 С 0,4 сталь не склонна к образованию холодных трещин.

Различными исследователями предложены другие формулы Для определения С„, отличающиеся значениями коэффициентов, характеризующих степень влияния различных элементов на этот показатель. Твердость металла в околошовном участке ЗТВ можно определить по формуле [19]

НУяж = 90 + 1050С + 47Б1 + 75Мп + 30№ + 31Сг. (7.3)

Для предотвращения образования холодных трещин эффективно применение подогрева при сварке. При этом снижается скорость охлаждения металла шва и ЗТВ, предотвращается возможность образования мартенсита и создаются благоприятные Условия для удаления диффузионного водорода.