анализом. В среднем сечении образца, по сравнению с его торцом, содержание углерода значительно выше со стороны аустенитного металла, чем со стороны углеродистой стали (рис. 56).

3. Способы предотвращения образования структурной неоднородности, характерной для нестабильной зоны сплавления

Согласно вышеизложенному, способы предотвращения образования структурной неоднородности, характерной для нестабильной зоны сплавления разнородных сталей, должны сводиться к предотвращению перемещения углерода из менее легированного металла в более легированный. Опыт сварки разнородных сталей показывает, что изыскание и использование при изготовлении конструкций из разнородных сталей средств, исключающих в зоне сплавления перемещение углерода, особенно в соединениях, подвергаемых последующему нагреву, представляет собой сложную технологическую задачу, не имеющую еще окончательного решения. Поэтому наряду с изысканием таких средств используются другие способы повышения работоспособности сварных соединений разнородных сталей. Одним из них является такое изменение конструкции

сварного соединения, при котором значительно увеличивается поверхность сплавления металлов [115]. Наибольшее распространение среди них получило соединение «Келкаллой». На рис. 57 приведена схема такого соединения для трубных элементов. Как видно из рисунка, соединение разнородных сталей в этом случае осуществляется с помощью специального переходного элемента — вставки. Сплавление разнородных сталей производится автоматической наплавкой или заливкой высоколегированного (аустенитного) металла на сточенный на конус отрезок трубы из менее легированной (перлитной) стали. Фирма «Маннесман» предложила изготовлять такие соединения прессовой сваркой труб, предварительно расточенных на конус.

Изготовление рассмотренного соединения весьма сложно, а работоспособность конструкции при этом повышается несущественно. Более того, имеются сведения, из которых следует, что расположение границы сплавления разнородных сталей под углом, особенно 45° к направлению разрушающих усилий, не улучшает, а даже ухудшает работоспособность сварного соединения. Поэтому

Рис. 57. Схема соединения «Келкаллой» с увеличенной поверхностью сплавления разнородных сталей.

такое соединение разнородных сталей не получило широкого применения.

Следует отметить, однако, что изготовление сварных соединений разнородных сталей с применением вставок считают целесообразным многие исследователи. В настоящее время такая технология широко рекомендуется при изготовлении комбинированных конструкций, особенно их трубных элементов. Обусловлено это тем, что при изготовлении сварного соединения разнородных сталей в виде отдельных вставок из коротких отрезков можно выполнить механическую обработку не только наружной, но и внутренней стороны сварного соединения и при этом удалить те его участки, которые наиболее часто имеют дефекты. Один из вариантов такой вставки показан на рис. 58. Соединение разнородных сталей в этой вставке выполняют автоматической сваркой по специальной технологии [231.

Наиболее целесообразно применять вставки при изготовлении сварных соединении разнородных рис 58 Вставка, изготовленная в стационарных сталей, которые не- условиях, обходимо выполнять

при монтаже. В этом случае ответственное соединение разнородных сталей можно выполнять в цеховых (стационарных) условиях при наиболее удобном расположении его для сварки. Затем в монтажных условиях выполняются соединения однородных сталей.

При изготовлении сварных соединений разнородных сталей с применением переходных элементов необходимо учитывать, что их длина должна быть такой, чтобы при выполнении монтажных швов в соединении разнородных сталей не появлялось значительных дополнительных напряжений. Эту длину рекомендуется [107] выбирать из выражения

где fi~yjf¡ г — радиус трубы; п — толщина ее стенки.

В последнее время предложено изготовлять вставки так, чтобы получить плавное изменение химического состава от одного свариваемого металла к другому. Рекомендуется, например, изготовлять их из смеси порошков методом порошковой металлургии [24]