Механизм возникновения

Структурных напряжений.

В сварных соединениях из легированной стали, склонной к закалке, а так же при повышенном содержании углерода, помимо образования рассмотренных термических – сварочных собственных напряжений очень часто возникают напряжения вследствие структурных превращений металла.

Механизм возникновения структурных напряжений состоит в следующем. При сварке конструкций околошовная зона нагревается до температур, равных и превышающих закалочные температуры – в пределах от 723°С (Ас₁₎ до 850°С (Ас₂). В интервале этих температур в стали происходит процесс образования структуры мелкозернистого аустенита. При быстром охлаждении на воздухе, и за счет теплопроводимости металла, аустенит распадается и образуется структура закаленной стали, называемая мартенситом, с увеличением ее объема на 1–1,5 %. В среднелегированных сталях, распад аустенита и образование мартенсита, имеют место и при меньших температурах, когда сталь находится уже не в пластичном, а в упругом состоянии. В этом случае росту объемов кристаллов с образованием структуры мартенсита препятствуют участки, не претерпевшие структурных превращений, поэтому в шве и околошовной зоне возникают остаточные напряжения сжатия. Эти напряжения могут суммироваться в отдельных участках сварного соединения с термическими напряжениями и приводить к образованию трещин.

При сварке сталей низкоуглеродистыми электродами, которые представляют собой пластичный присадочный материал, образующий пластичный шов изделия, растягивающие напряжения в таком шве и околошовной зоне не образуют холодных трещин, а вызывают лишь некоторое пластическое растяжение металла.