Основные аспекты сварки цветных металловГрафическое изображение линейных зависимостей характеристик механических свойств многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА от параметров термического цикла сварки (Тпод, Iсв, Тто) было получено при помощи математического пакета MatLab и представлено на рис. 2.5.

Рис. 2.5. Графики линейных регрессионных зависимостей механических свойств многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА от параметров термического цикла сварки (Тпод, Iсв, Тто)

Из полученных зависимостей установлено, что на характеристики механических свойств многослойных сварных соединений из высокопрочной легированной стали 30ХГСА, сваренных проволокой Св-08Г2С, значительное влияние оказывает температура послесварочной термообработки (отпуск) Тто в выбранном рабочем интервале (20–600 °С). Влияние Тто на механические свойства сварных соединений проявляется неоднозначно. С увеличением Тто повышается ударная вязкость, уменьшается твердость шва и ЗТВ (рис. 2.5), т.е. соединение становится пластичнее, что способствует увеличению сопротивляемости сварного соединения образованию холодных трещин. Однако, в тоже время, уменьшается значение временного сопротивления разрыву, что снижает несущую способность сварных соединений. Характер полученных зависимостей механических свойств сварных соединений из стали 30ХГСА от температуры отпуска (термообработки) аналогичен статистическим зависимостям механических свойств улучшаемых (среднеуглеродистых) сталей (40, 40Х, 40ХНМ) от температуры отпуска полученных другими исследователями (рис. 2.6), что подтверждает достоверность разработанных линейных регрессионных зависимостей.

Увеличение силы сварочного тока Iсв в выбранном рабочем диапазоне (170–200 А) приводит к снижению твердости шва и ударной вязкости и одновременному увеличению временного сопротивления разрыву, т.е. оказывает положительное воздействие на несущую способность многослойных сварных соединений. Это можно объяснить повышением температуры автотермообработки слоев сварного шва, которая получается при наложении следующего слоя шва. Однако дальнейшее повышение силы сварочного тока не рекомендовано из-за увеличения градиента температур, что вызывает нарастание сварочных напряжений в металле соединения, которые, в свою очередь, создают благоприятные условия для зарождения и развития холодных трещин. С целью предотвращения образования холодных трещин целесообразно выполнять сварку сталей склонных к закалке при силе тока Iсв = 175–190А проволокой 1,2 мм.

Температура предварительного подогрева не оказывает значительного влияния на механические свойства многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА. С увеличением температуры предварительного подогрева Тпод в выбранном рабочем интервале немного уменьшается значение твердости ЗТВ (рис. 2.5).

Полученные регрессионные линейные зависимости позволили оценить влияние энергетических параметров термического цикла сварки (Тпод, Iсв, Тто) на механические свойства многослойных сварных соединений из стали 30ХГСА с достаточной степенью точности для инженерных расчетов.

Рис. 2.6. Влияние температуры отпуска и массы заготовки на механические свойства сталей разных марок: а – 40; б – 40Х; в – 40ХНМ