Основные дефекты в металле шва: горячие трещины

К недостаткам металла шва, имеющим металлургическое происхождение, относят трещинкы, поры, неметаллические и шлаковые включения.
Различают трещинкы жаркие и прохладные.
Жаркие трещинкы — хрупкие межкристаллитные разрушения, возникающие в процессе затвердевания сварочной ванны под действием напряжений усадки. Жаркие трещинкы возникают в большинстве случаев при кристаллизации последних порций водянистой фазы, потому другое заглавие таких трещинок — кристаллизационные. Завышенную склонность к образованию жарких трещинок при сварке обнаруживают аустенитные стали, сплавы никеля, алюминия, меди.
Хим состав свариваемого металла оказывает главное воздействие на стойкость сварных соединений против кристаллизационных трещинок.
Проследим воздействие легирующих добавок и примесей на стойкость против образования жарких трещинок сварных соединений конструкционных сталей.
Сера — вредная примесь в сталях. Увеличение содержания серы в металле шва резко понижает его стойкость против кристаллизационных трещинок. Сера фактически нерастворима в жестком железе, а потому находится в стали в виде сульфидных включений. Причина образования кристаллизационных трещинок в присутствии серы — образование легкоплавких сульфидных прослоек, располагающихся по границам кристаллитов металла шва.
Сера попадает в металл шва из основного и присадочного металлов и из материалов, входящих в состав электродного покрытия либо флюса. Согласно действующим эталонам содержание серы в конструкционных сталях не должно превосходить 0,05 %, а обычно составляет 0,03... 0,04 %. Понижение содержания серы в стали по сопоставлению с этими количествами может быть, но целесообразнее снижать содержание серы в сварочных материалах, а именно в сварочной проволоке. ГОСТ 2246—70 ограничивает содержание серы в низкоуглеродистой и легированной сварочной проволоке до 0,04...0,02 %. В высоколегированной проволоке неких марок допустимое содержание серы составляет 0,015 %. Агрессивно ограничено содержание серы в электродных покрытиях и сварочных флюсах. Фосфор оказывает вредное воздействие на стойкость металла шва против кристаллизационных трещинок, а при пониженных температурах вызывает резкое понижение ударной вязкости. Кристаллизационные трещинкы возникают по границам кристаллитов, где затвердевают последние порции расплава, обогащенные фосфором. Возникновение трещинок тем вероятнее, чем выше концентрация фосфора и ниже его растворимость в жестком металле.
Потому что растворимость фосфора в аустените меньше, чем в феррите, опасность образования кристаллизационных трещинок в аустенитных швах существенно больше. Если при кристаллизации металла шва не считая аустенита появляется и феррит, опасность возникновения трещинок миниатюризируется, потому что большая часть фосфора растворяется в феррите.
Фосфор попадает в металл шва из основного и электродного металлов и из материалов, входящих в состав покрытий и флюсов. В конструкционных углеродистых сталях содержание фосфора должно быть менее 0,055 %, а в легированных сталях — менее 0,03 %. Согласно ГОСТ 2246—70 содержание фосфора в сва¬рочной проволоке не должно превосходить 0,04 %. В электродные покрытия и флюсы фосфор попадает в главном с марганцевой рудой.
Углерод — важный элемент, определяющий структуру и характеристики сварных соединений и поведение при эксплуатации. Совместно с тем углерод оказывает резко отрицательное воздействие на стойкость металла шва против кристаллизационных трещинок. При сварке углеродистых и низколегированных сталей углерод увеличивает вредное действие серы. При сварке высоколегированных сталей углерод содействует образованию по границам кристаллитов легкоплавких эвтектик карбидного происхождения, что также понижает стойкость швов против кристаллизационных трещинок. Критичное содержание углерода находится в зависимости от конструкции узла, наличия либо отсутствия подготовительного обогрева, формы швов и содержания в стали других частей, сначала серы.
Углерод попадает в металл шва из основного и электродного либо присадочного металлов. Чтоб понизить содержание углерода в металле шва, используют сварочную проволоку с низким содержанием углерода, уменьшают долю основного металла в шве. За счет взаимодействия металла с газовой и шлаковой фазами может происходить окисление (угар) углерода, что также понижает его содержание в шве.
Кремний содействует образованию кристаллизационных трещинок в швах углеродистых сталей, но его вредное воздействие существенно слабее, чем углерода. В чисто аустенитных хромоникелевых швах кремний более небезопасен в отношении образования кристаллизационных трещинок, чем в швах углеродистой стали. Это обосновано выделением на границах кристаллитов пленок силицидов и других легкоплавких соединений. Возникновение ферритной составляющей в структуре аустенитных швов увеличивает их стойкость против образования трещинок. Растворяясь в феррите, кремний увеличивает его крепкость. Кремний перебегает в металл шва из основного и присадочного металлов и в итоге реакции восстановления из электродного покрытия либо флюса. Следует обеспечивать присутствие в шве кремния в количествах, нужных для устранения пористости, но не вызывающих понижения стойкости против образования трещинок. Наилучшее содержание кремния находится в зависимости от метода сварки, формы швов и состава основного металла. При сварке углеродистых и низколегированных конструкционных сталей содержание кремния должно быть 0,15...0,6%.