структуры и свойств сварных соединений закаливающихся сталей с содержанием углерода до 0,8% при сварке без подогрева однотипными проволоками. Основой метода является термоциклирование, со-четающее скоростной нагрев с последующим чередованием периодов нагрева и охлаждения до температур ?600 оС. Высокие (более 1000 оС/с) скорости нагрева способствуют увеличению температуры Ас3. В результате резко сокращается температурно-временной интервал роста зерна, ограничиваются рост зерна и гомогенизация аустенита. Последующее чередование периодов нагрева и охлаждения (термоциклирование) увеличивает уровень негомогенности аустенита и сокращают период инертности его распада. Такой негомогенный аустенит распадается при незначительном переохлаждении. Изменяя скорости нагрева, количество температурных перепадов и температурный интервал термо-циклирования, можно регулировать период инертности распада аустенита и смещать его распад в любую тепературную область: бездиффузионного, промежуточного и даже диффузионного превращения.
Однако, эффективность термоциклирования снижается по мере повышения температуры нагрева сварного соединения. На основе результатов проведенных исследований показано, что при нагреве в ЗТВ вследствие б>г-превращения (приблизительно при 800-900 оС) вокруг сварочной ванны формируется зона с пониженной теплопроводностью, которая играет роль “теплового барьера”. Он препятствует отводу тепла из ванны в основной металл, повышает инерционность тепловых процессов в сварном соединении, способствует перегреву ЗТВ и образованию горячих трещин в шве.
Существующие способы сварки не учитывают негативное влияние “теплового барьера” на тепловые процессы, что ограничивает их возможности в реализации термоциклирования. Поэтому был разработан способ сварки с периодическим принудительным охлаждением сварочной ванны. Он позволил компенсировать негативное влияние “теплового барьера” и повысить эффективность термо-циклирования при сварке. Разработаны принципы построения оборудования для реализации сварки с периодическим принудительным охлаждением сварочной ванны.
Применение разработанного метода при сварке закаливающихся сталей с содержанием углерода до 0,8% (например, стали М72) однотипными проволоками типа 65Г позволяет формировать в сварных соединениях мелкозернистые (до 9-11 баллов по ГОСТ 5639-82) структуры типа бейнита, троостита, перлита и феррита с высокой стойкостью против образования холодных трещин. Ударная вязкость (KCV) в сварных соединениях возрастает в 2,0-5,5 раза по сравнению с основным металлом. Кроме того, периодическая ускоренная кристаллизация сварочной ванны предотвращает образование горячих трещин в шве.
Результаты выполненной работы положены в основу технологий сварки элементов тепловых сетей с эмалированной внутренней поверхностью, упрочнения режущей кромки дисковых борон из стали 65Г, восстановления остряков железнодорожных стрелочных переводов из стали М72. Последняя прошла опытно-промышленную проверку в условиях производства с последующими полевыми испытаниями остряков в приемо-отправочных путях.
Ключевые слова: дуговая сварка, структура металла, закаливающиеся стали, гомогенность аустенита, период инертности распада аустенита, периодическое принудительное охлаждение сварочной ванны.
Підп. до друку 25.12.2001 Формат 60 Х 84/16. Бум. офс. № 1 Офс. друк. Ум. друк.
арк. 1,18 Ум. фарбо-відб 1,09 Тираж 125 прим. Зам.
ПОД ІЕЗ ім.Є.О.Патона. 03680, Київ-5, вул.Горького, 69.