Расчетный анализ развития внутренних напряжений в сварных соединениях из теплоустойчивых сталей типа 15Х2НМФА

Рис. 8. Влияние ширины пластины на

формирование остаточных сварочных

напряжений в разных зонах сварного со-

единения для случая сварки пластин из

стали 15Х2НМФА аустенитными элек-

тродами (числа на кривых — максималь-

ная температура нагрева металла, кри-

вая без значений — остаточные напряже-

ния на концах пластины)

меньше металл данной зоны может воспринять деформации при по-

вторном нагреве и тем больше вероятность образования РПН. Необхо-

димо также отметить, что в зоне границ зерен в процессе повторного

нагрева происходит значительная локализация деформаций, обусло-

вленная разной релаксационной стойкостью отдельных зон сварного

соединения [7].

Следует обратить внимание на то, что на характер перераспределе-

ния остаточных сварочных напряжений оказывает влияние не только

на ранее рассмотренные факторы, но и химический состав металла

шва, а также режим сварки. Изменяя химический состав присадочного

материала и режим сварки, можно в широких пределах изменять рас-

пределение внутренних напряжений, а следовательно, и вероятность

образования разрушения при повторном нагреве.

Обобщенный график влияния жесткости сварного соединения на

развитие сварочных напряжений в отдельных зонах сварного соеди-

нения приведен на рис. 8.

Из рис. 8 следует, что существует критический уровень жесткости

сварного соединения, ниже которого в наиболее опасной зоне в от-

ношении образования РПН развиваются сжимающие внутренние на-

пряжения — зоне, прилегающей к линии сплавления (на рис. 8 кривая

с максимальной температурой нагрева

= 1400

◦

С). Данное обстоя-

тельство указывает на то, что в сварных соединениях такой жесткости

образование разрушения при повторном нагреве исключено. Однако,

как отмечалось ранее, в этой зоне в процессе сварки могут возникать

микротрещины, которые при повторном нагреве в условиях релакса-

ции сжимающих внутренних напряжений могут раскрываться.

В целях подтверждения достоверности полученных расчетных дан-

ных были проведены экспериментальные исследования распределения

остаточных сварочных напряжений в поперечном сечении пластины

шириной

= 20 см из стали 15Х2НМФА, сваренной встык аустенит-

ными электродами ЭА395/9.

ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 139