А. Кинзель большое значение при образовании соединений придавал процессам перекристаллизации [197]. Стержни из стали с 0,25% С сваривали при Г Аг3, а затем образцы испытывали на растяжение после охлаждения (следующего непосредственно за сваркой) до температуры, лежащей выше или ниже точки у —* а-превращения (для стали с 0,25% С Ar3 д» 840° С). Для сравнения при этих же температурах испытывали основной металл (табл. 24).

Режимы сварки и результаты испытания сварных образцов,

не прошедших и прошедших после сварки у - а-превращения,

и основного металла [197]

Температура сварки в °С

925 925 925 925 1070

Длительность нагрева в сек

30 30 30 300 30

Температура испытания в °С

900 810 770 880 890

Предел прочности в кГ/мм*

10,6 8,4 7,3

основного металла

7,4 10,5 12,2 8,4 7,0

о\

0,68 0,83 0,86 1,00 1,00

Образцы, сваренные при 925° С (с нагревом 30 сек и испытанные при Т 840° С), т. е. не прошедшие после сварки у —» а-превращения показали низкое значение o'Ja"e = 0,68. Такие же образцы, но испытанные после у —• а-превращения (при Т = 770 и 810° С), обладали более высокой относительной прочностью (o'Jo'g — = 0,83-7-0,86). Естественно, что перекристаллизация не влияла на свойства соединений, которые за счет увеличения продолжительности нагрева (до 300 сек при 925° С) или температуры сварки (до 1070° С) приобретали высокую прочность непосредственно при

сварке и были равнопрочны основному металлу (-4- = 1 ) уже

при температуре испытания (880—890° С), лежащей выше точки Аг3.

Однако по данным работы [197] перекристаллизация не обязательна для сварки давлением стали. В частности, была успешно сварена ферритная хромистая сталь, а также сталь с содержанием 4%Si, не имеющие у —* а-превращения. Но для этого потребовался нагрев до очень высокой температуры (Тсв да 1250° С). Можно предположить, что повышение температуры при сварке этих сталей было вызвано не столько отсутствием у —» а-превращения, сколько

большой устойчивостью окислов, содержащих много хрома или кремния. Эффективность циклического изменения температуры, сопровождаемого перекристаллизацией, была подтверждена и в работе [100].

Систематические данные по температурной зависимости прочности соединений для электролитического железа и нелегированных сталей с различным содержанием углерода имеются в работе X. Эссора [185], изучавшего сварку давлением также в условиях ограниченного окисления. Сваривались стержни в вакууме, полученном с помощью водоструйного насоса, или в азоте (степень вакуума и чистоты азота неизвестна). Стержни имели коническую фаску, которая после из сварки создавала в образце кольцевой надрез со стыком в вершине и обеспечивала при растяжении разрушение по стыку (хрупкое в случае плохой сварки, пластичное — в случае хорошей). Сварка осуществлялась по циклу: откачка камеры, нагрев несжатых стержней до заданной температуры (уголь-ной спиралью) с 15-минутной выдержкой для ее выравнивания, сжатие стержней осевым усилием (при р = 1 -т- 3,5 кГ/мм2), охлаждение при неснятом усилии.

Опыты при сварке стержней с полированными торцами (при р = 2 кГ/ми2) из электролитического железа в отожженном и в исходном состояниях, соответственно с крупным и мелким зерном (рис. 53) позволили сделать выводы: а) при : 800° С прочность соединения очень низка (ав 4—5 кГ/им2); б) с увеличением Тсв прочность растет, однако, с перегибом вблизи точки Ас3; соединение, сваренное при температуре несколько ниже Ас3 ( в ферритной области), прочнее, чем сваренные при температуре чуть выше Ас3, что, вероятно, объясняется повышенным сопротивлением деформации аустенита по сравнению с ферритом вблизи Ас3 (кривая 3 на рис. 33) [55]. В опытах [185] при сварке стали с 0,06% С перегиб на кривой oe—f (Тсв) выражен не резко, а для стали с 0,32% С он отсутствует. Это, очевидно, связано с расширением температурного интервала с ■—► у-превращения; в) высокая прочность достигается при температуре, обеспечивающей (как и в работе [197]) образование в стыке общих зерен при отсутствии в нем окислов; г) сварка мелкозернистого железа легче, т. е. равнопрочность соединения достигается при более низкой температуре, чем крупнозернистого.

пГ/мп2

'700 800 900 7000 1100 °С

Рис. 53. Влияние температуры на прочность сварного соединения электролитического железа (] — крупнозернистого; 2 — мелкозернистого) и на сопротивление деформированию стали (3) с содержанием 0,06% С [55]