Введение к работе
Актуальность проблемы. Проблема хладостойкости и прочности сварных конструкций связана с воздействием сварочного термодеформационного цикла на деформационные и прочностные свойства зоны термического влияния .Влияние технологической прочности на обеспечение хладостойкости и равнопрочности сварного соединения сводится к получению бездефектного и не-охрупченного металла зоны термического влияния.
Начало широкого применения высокопрочных низколегированных сталей с пределом текучести выше 590 МПа в сварных конструкциях тяжелой горнодобывающей техники поставило зада-, чу разработки критериев оценки склонности к замедленному разрушению сварных соединений из этих сталей:
В качестве исходных теоретических предпосылок явились результаты работ в области свариваемости сталей В. Н. Земзи-на, Б. С. Касаткина , Р. А. Козлова, Л. А. Копельмана, В.П.Ларионова. A.M. Макары, Э. Л. Макарова, В. Ф. Мусияченко.Г.Л.Петрова, Н.Н. Прохорова , Ю. А. Стеренбогена, М. X. Шоршорова К.Бессио.А. Гранжона, И. Гривняка, И.Ито, М. Инагаки, Р. Карпи, К. Л. Котт-рела. К. Масубучи, К. Сато.Дж. Соухилла, X. Судзуки, В. Сэвиджа, Ф.Кое и других .При разработке методики оценки трещиностой-кости сварных соединений и обосновании комплекса экспериментальных исследований опирались на результаты теоретических и прикладных исследований А. Е.Андрейкива, В. С. Гиренко. П. Ф. Ко-шелева, Н. А. Махутова , В. В. Панасюка, Г. В. Ужика, В. М. Финкеля и других.
Анализ работ по исследованию склонности сварных соединений замедленному разрушению показал недостаточность оценки на основе только прочностного подхода без учета деформационных и релаксационных свойств материала сварного соединения. Для достоверной и оперативной оценки склонности к замедленному разрушению и учета влияния различных технологических факторов недостаточно изучены процессы происходящие в сварном соединении после сварки и степень комплексного влияния этих факторов. Решение этой задачи позволяет обоснованно выбирать присадочный материал и конструктивно -технологические мероприятия обеспечивающие трещиностойкость сварного соединения.
Работа выполнялась в соответствии с НИР 1.11.5.2 Раздел 2 " Разработка научных основ и способов повышения технологической прочности сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей " номер госрегистрации РК 0190030964.
Целью работы является разработка критерия оценки соп
ротивляемости сварных соединений замедленному разрушению
сварной конструкции на основе исследования деформационных
свойств металла зоны термического влияния . .
Для достижения поставленной цели требовалось:
Исследовать закономерности замедленного разрушения сварных соединений высокопрочных низколегированных сталей с учетом кинетики деформации и других технологических факторов;
Разработать методику оценки склонности к замедленному разрушению .учитывающую релаксацию сварочных напряжений и локализацию пластических деформаций в зоне термического влияния в кинетике , с регистрацией сигналов акустической эмиссии и позволяющую применять подходы механики разрушения ;
Определить степень влияния различных конструктивных и технологических факторов ( свойств металла шва . содержания водорода , коэффициента концентрации напряжений сварного соединения, предварительного взрывного нагружения ) на замедленное разрушение ;
Разработать основные положения технологии сварки и метода повышения прочности сварных конструкций из высокопрочных низколегированных сталей с б0 2 > 590 МПа.
Методы исследования. Экспериментальное изучение склонности сварных соединений к замедленному разрушению проводилось на созданной автоматизированной системе технологических испытаний на базе магистрально-модульной системы КАМАК.
Структурные закономерности развития замедленного разрушения изучались с привлечением методов металлографии, микротвердости, электронной микроскопии (УЭМВ-ЮОК) .на основе металлографического анализа.
Химический анализ исследованных сталей и металла шва сварочных материалов определены с помощью установки"SPECTR0-LAB - 250 " .механические свойства на универсальной разрывной машине "INSTR0N-1125".
Достоверность полученных экспериментальных результатов и их оценок обеспечиваются высокими метрологическими харак--
теристиками используемого испытательного оборудования .точностью и чувствительностью применяемых методик исследований.
Научная новизна.В работе экспериментально показано влияние деформационных свойств металла зоны термического влияния на трещиностойкость сварного соединения с учеюм кинетики замедленного разрушения.
Предложена феноменологическая схема развития замедленного разрушения .позволяющая сформулировать условия предупреждения трещинообразования.
Разработана методика оценки склонности к замедленному разрушению .' учитывающая релаксацию сварочных напряжений и локализацию пластических деформаций в зоне термического влияния и -позволяющей применять подходы механики разрушения .
Определена степень влияния различных конструктивных и технологических факторов ( свойств металла шва . содержания водорода , коэффициента концентрации напряжений сварного соединения) на замедленное разрушение .
Предложен критерий оценки сопротивляемости замедленному разрушению основанный на деформационных свойствах зоны термического влияния "и с применением параметров акустической эмиссии.
Разработаны основные положения конструктивно-технологи
ческого метода повышения прочности и хладостойкости сварных
конструкций из высокопрочных низколегированных- сталей с
б0 _ г > 590 МПа. ,
Практическая ценность и реализация результатов работы
Проведенные в работе исследования позволили выявить и описать основные закономерности замедленного разрушения, которые дают возможность на основе деформационного подхода существенно снизить трудоемкость экспериментов и изыскать новые пути повышения сопротивляемости замедленному разрушению сварных соединений.
Разработанные рекомендации по ремонтной сварке узлов автосамосвалов внедрены на заводе "БЕЛАЗ" и обеспечивают качественное исполнение монтажа и ремонта .
Результаты работ вошли в " Рекомендации по технологии сварки металлоконструкций и машин,эксплуатируемых при низких температурах" ,а также внедрены в ПО "Якутуголь", где включены в технологическую карту и в инструкцию по ремонту узлов и деталей экскаваторов ЭКГ-20.
Апробация работы
Основные положения работы были доложены: l.Ha П-й Всесоюзной конф." Прочность материалов и констр. при низких температурах", Житомир,. 1986. 2. На П-й Всесоюзной конф . МУ И С,Молодые ученые и специалисты Ассоциации региональных целевых комплексных программ. Запорожье,1986.
З.На совещании стран СЭВ по теме XIX " Исследование свариваемости металлов" .Якутск ,1988 г.
-
На научном семинаре в Харбинском институте сварки в 1994г.
-
На республиканской конференции научной молодежи"ЭРЭЛ-95", Якутск. 1995 г.
Публикации Основное содержание работы изложено в 10 публикациях.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения ,четырех глав ,общих выводов , списка литературы и приложений.Содержит 138 страниц машинописного текста, 48 рисунков , 14 таблиц.
