фиками, представленными на рис. 7.11, где условно совмещены кривые изменения твердости в ЗТВ сталей различных структурных классов (по классификации в соответствии со структурой в нормализованном состоянии). Приведенные графики характеризуют изменение твердости сталей, предварительно закаленных и отпущенных примерно на одинаковую твердость (кривые А). Для стали перлитного класса приведена дополнительная кривая изменения твердости при сварке в закаленном (кривая Б) исходном состоянии.

Склонность сталей к разупрочнению проявляется в зависимости от соотношения скоростей охлаждения w'Kpíw, где шкр — условная критическая скорость охлаждения, при которой обес-печивается распад аустенита с образованием структур, твердость которых соответствует твердости свариваемой стали; w — скорость охлаждения при сварке. Чем ближе значение шкр/ w к единице, тем. меньше степень разупрочнения стали. Так как при переходе от стали 1 к стали 2, а затем к стали 3 (см. рис. 7.11) значение шкр снижается, разупрочнение сталей 2 и 3 проявляется в участке отпуска. Оно связано с процессами дифференциации ферритно-карбидной смеси, коагуляции карбидов по границам ферритных зерен и в бейните, уменьшением плотности дислокаций.

В производстве сосудов, работающих под давлением, значительный интерес представляют стали перлитного класса, относительно простые по химическому составу, сочетающие повышенную прочность и ударную вязкость с достаточной пластичностью. Устойчивость аустенита повышается с увеличением tmax, поэтому для стали 1 в интервале температур а—б, а для сталей 2 и 3 в интервале температур б—в отмечается повышение твердости металла. Причем для сталей 2 и 3, характеризующихся большей устойчивостью аустенита по сравнению со сталью /, в интервале температур а—в появляется участок подкалки. Из рис. 7.11 видно, что именно термически упрочненные и закаленные стали перлитного класса наиболее склонны к разупрочнению при сварке в интервале температур в—д по сравнению с твердостью сословного металла (интервал д—е).

В работе [73] были проанализированы два подхода к обеспечению равнопрочное™ сварных соединений. Первый основан на снижении значений шкр за счет легирования, изменения структурного состава сталей, повышения степени гомогенизации аустенита. Второй основан на повышении w до шкр посредством принудительного сопутствующего охлаждения.

7.9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИИ СВАРКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПЕРСОНАЛЬНЫХ ЭВМ

Определение оптимальных параметров сварки и термообработки современных конструкционных сталей является сложной задачей, в настоящее время она решается главным образом на

основе экспериментального подхода, что связано в большой трудоемкостью 1 и Длительностью процесса исследования и существенно ограничивает число возможных вариантов рационального построения технологических процессов производства сварных конструкций. Между тем научная база, созданная к настоящему времени трудами отечественных и зарубежных исследователей в области математического моделирования сварочных процессов, и уровёць развития микропроцессорной техники позволяют решать эти задачи аналитически. Для расчетного определения влияния параметров технологии сварки и термообработки на свойства сварных соединений и долговечность сварных конструкций с учетом изменений свойств в процессе эксплуатации в МИНГ им. И. М. Губкина разработан компьютерный оптимизатор сварки (КОС), представляющий собой автоматизированное рабочее место инженера-технолога по сварке.

Компьютерный оптимизатор сварки (КОС) состоит из двух персональных вычислительных комплексов (ПВК) типа «Электроника МС 0585» с цветными графическими видеомониторами, печатающего устройства «Роботрон СМ 6329.01 М», графопостроителя типа «Электроника МС6501.01». Один из ПВК предназначен для выполнения расчетных операций, и в его память заложены математические модели. Другой ПВК используется для систематизированного хранения и поиска информации, а в его память заложена база данных об областях адекватного применения каждой из математических моделей, имеющихся в памяти первого ПВК, составах сталей, их теплофизических и механических свойствах.

Блок-схема расчетной системы КОС представлена на рис. 7.12. Комплект программ включает 13 блоков, каждым из которых можно воспользоваться для работы либо в автономном режиме (например, при решении локальной оптимизационной задачи), либо с помощью специальной управляющей программы можно обеспечить решение задачи определения долговечности сварной конструкции с учетом технологических и эксплуатационных факторов. В первом случае, например при решении тепловой задачи, оптимальный термический цикл выводится на видеомонитор в графической форме, выбирается наиболее приемлемая Для данного случая расчетная модель процесса распространения тепла при сварке, устанавливаются интервал и шаг варьирования технологических параметров процесса сварки и начинается счет. На каждом шаге расчетный термический цикл, который также выводится на видеомонитор другим цветом, сравнивается с оптимальным. При достижении удовлетворительного совпадения расчетного и оптимального термических циклов счет прекращается и соответствующие значения технологических параметров сварочного процесса выводятся на печать, а термический Цикл — на графопостроитель.

Решение задачи аналитического определения долговечности сварной конструкции обеспечивается следующим набором мате-