Т. 326, № 3

Диагностика процесса разрушения сварных соединений при сварке

Проведен анализ условий и выявлены причины зарождения дефектов, начиная с уровня кристаллической решетки и заканчивая формированием микротрещины на различных этапах процесса сварки, начиная от нагрева свариваемых кромок и заканчивая кристаллизацией металла сварного шва из аустенитной стали. С учетом математического моделирования установлена генетическая связь вакансий с дефектами более высокого структурного уровня и определены условия их дальнейшего развития вплоть до появления микротрещин. Выявлены дополнительные причины дефектообразования, уточнен механизм разрушения сварных соединений в процессе сварки, и рекомендован акустико-эмиссионный метод его диагностики. Получено аналитическое выражение, связывающее линейные размеры трещины, образующейся при сварке цилиндрических изделий из однородных металлов, с параметрами кристаллизации металла сварного соединения. На основе математического моделирования процесса кристаллизации металла при сварке и микроструктурного анализа установлено, что зарождение трещины начинается в корне сварного шва. При этом длина образующейся трещины тем больше, чем меньше ширина сварного шва, а также чем ниже температура околошовной зоны. С другой стороны, длина образующейся трещины тем меньше, чем шире зона формирования шва и выше температура околошовной зоны. При увеличении температуры подогрева свариваемых кромок длина трещины уменьшается. Для экспериментального исследования было использовано явление акустической эмиссии (АЭ). С целью определения энергетических параметров спектра АЭ при трещинообразовании в процессе сварки был применен многоканальный амплитудный анализатор, с помощью которого получены амплитудные распределения сигналов АЭ от различных составляющих процесса сварки и дефектообразования: производственных шумов, электромагнитных помех, движения сварочной головки, зажигания и горения сварочной дуги, плавления и кристаллизации металла шва, трещинообразования. Было установлено, что разделение сигналов АЭ от процессов плавления, кристаллизации и дефектообразования осуществляется по амплитудному признаку, а селекцию сигналов АЭ от источников зарождающихся трещин производят по числу импульсов АЭ в пределах каждого канала анализатора. Определены условия, не допускающие зарождение трещин.

Ключевые слова:

электронный ресурс, труды учёных ТПУ, металлы, железо, дефекты, вакансии, гранецентрированная кубическая решетка, объемно-центрированная кубическая решетка, теплоемкость, градиент, температура, свариваемые кромки, кристаллизация, поры, микротрещины, сигналы, акустическая эмиссия,

Авторы:

Скачать PDF