78 / 146
Actual Problems in Machine Building. Vol. 4. N 4. 2017
Technological Equipment, Machining
Attachments and Instruments
____________________________________________________________________
78
место после разрушения сварного шва вертикального вала. В корне сварных швов
отмечен дефект – непровар (рис. 3). На поверхности непроваренных участков отчётливо
заметны риски от режущего инструмента, оставленные при разделке кромок под сварку
(отмечены стрелкой).
Рельеф поверхности разрушения – дендритный [10, 11], т.е. трещины
распространялись в направлении и по границам дендритов – первичных кристаллов металла
сварного шва. В корне сварного шва на значительном его протяжении (более половины
общей длины) Имеются крупные шлаковые включения, отдельные капли и натёки металла.
а)
б)
Рис. 3.
Наружный вид поверхности разрушения:
а
– вала,
б
– шлицевой втулки
Общий вид поверхности образцов после травления и их макроструктура представлены
на рис. 4, 5. Микроструктура сварного соединения на рис. 6.
В зоне сплавления бесшовной трубы со сварным швом на верхних участках разделки
кромок имеет «темнотравящуюся» промежуточную структуру (рис. 6а).
Такая структура образуются при ускоренном охлаждении стали. Однако, закалочных
структур в зоне сплавления и в зоне термического влияния шва не обнаружено. Т.е. при
выполнении сварного соединения были выбраны технические условия, ограничивающие
тепловое воздействие на основной металл ради предупреждения закалки свариваемых
деталей в зоне термического влияния сварного шва. Это подтверждается структурой зоны
сплавления в средних и нижних слоях сварного шва, где структура стали 35 –
мелкокристаллическая, т.е. температура кромок при сварке ограничивалась температурой
фазового перехода (рис. 6б).
В нижних сечениях сварного шва, возле его корня обнаружены непровары (рис. 6в). В
соответствии с Правилами Речного Регистра [12], эти дефекты недопустимы при выполнении
ответственных сварных соединений, поскольку вследствие малого радиуса являются
подобием трещин и могут послужить концентраторами напряжений, инициаторами развития
трещин и разрушения шва в процессе эксплуатации. Это обстоятельство вполне согласуется
с результатами визуального исследования поверхности разрушения сварного шва (см. рис. 3)
и его макроструктурой (см. рис. 4).