Разработка научных основ и способов обеспечения технологической прочности сварных соединений крупногабаритных конструкций из сталей и сплавов ограниченной свариваемости

• Автор: Якушин, Борис Федорович
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 414 с. : ил.

Содержание

Введение, цель и задачи исследования
Глава 1. Анализ функциональных связей режима сварки, структуры и технологической прочности в процессе кристаллиза-

1.1. Роль технологической прочности в обеспечении свариваемости и надежности соединений
1.2. Развитие теории технологической прочности металлов в про-

цессе кристаллизации при сварке
1.3. Совершенствование методов оценки технологической прочно-
1.3.1. Технологические методы
1.3.2. Машинные методы
1.3.3. Расчетно-статистические методы
1.4. Разработка модели «режим сварки-ванна-структура-
технологическая прочность»
1.4.1. Выбор и обоснование критерия режима сварки
1.5. Анализ вероятностных аспектов технологической прочности
1.6. Расчет критерия объемной схемы кристаллизации шва ...'
1.7. Разработка модели сопротивляемости горячим трещинам, учитывающей химический состав сплава и режим сварки
1.8. Регулирование типа кристаллизации для предотвращения горячих трещин кристаллизационного типа в металле аустенитного

Выводы по главе
Глава 2. Выявление границ температурно-временных интервалов хрупкости, природы и причин образования горячих трещин в соединениях с аустенитным швом в твердом состоянии
2.1. Характеристика крупногабаритных конструкций и специфика их дуговой и лучевой сварки
2.2. Классификация трещин в сварных соединениях объектов исследования
2.3. Обоснование скорости деформации при моделировании разрушений в неравновесных условиях сварки
2.4. Определение температурного интервала хрупкости и пластичности затвердевшего аустенитного металла шва
2.5. Анализ природы и причин образования горячих трещин в ТИХ2 при многопроходной сварке аустенитными швами
2.5.1. Разработка лабораторных методик моделирования горячих трещин при повторном дуговом нагреве аустенитного металла шва
2.5.2. Дефекты кристаллического строения в металле шва с ГЦК решеткрй и их роль в высокотемпературном разрушении при сварке
2.5.3. Разработка математической модели сопротивляемости горячим трещинам в ТИХ2сучетом энергии дефектов упаковки
2.5.4. Физика явлений на границах ТИХ2
2.6. Выявление природы и причин образования горячих трещин в околошовной зоне дисперсионно-твердеющих аустениных сталей и сплавов
2.7. Особенности горячих трещин в околошовной зоне гомогенных
аустенитных сталей и сплавов
Выводы по главе
Глава 3. Закономерности развития высокотемпературных деформаций в процессе сварки
3.1. Методы определения деформаций пй сварке и их совершенствование

3.2. Несинхронность пиков термического и деформационного цикла в металле при сварке и его причины
3.3. Регулирование высокотемпературных деформаций при сварке конструктивно-технологическими методами
3.4. Расчетный анализ кинетики термодеформационных процессов в шве и околошовной зоне
3.5. Особенности развития деформаций в околошовной зоне жаропрочных сплавов при дуговой и электроннолучевой сварке
Выводы по главе
Глава 4. Технологическое наследование при сварке и ее влияние на свариваемость
4.1. Сущность явления технологического наследования при сварке
4.2. Анализ влияния внешних возмущений процесса на деформационную способность шва
4.3. Влияние случайных отклонений по темпу высокотемпературных деформаций на показатели свариваемости
4.4. Связь технологической прочности в ТИХ1 и ТИХ2
4.5. Влияние высокотемпературной деформации в ТИХ! на сопротивляемость образованию холодных трещин (в ТИХ4)
4.6. Влияние высокотемпературной деформации в ТИХ2 на прочность при статическом и циклическом нагружениях
4.7. Влияние запаса технологической прочности в ТИХ1 на высокотемпературную пластичность и жаропрочность металла околошовной зоны
4.8. Анализ причин снижения уровня эксплуатационных свойств
после деформации металла в ТИХ!
Выводы по главе

следует рассматривать скорость деформации металла при релаксации сварочных напряжений [25,26] (рис. 1.5а).
1.3. Совершенствование методов оценки технологической прочности.
Качество конструкционных материалов, предназначенных для изготовления сварных конструкций, сварочных материалов и технологии в отношении образования ГТ при сварке, может быть определено несколькими методами и оценено соответствующими количественными показателями, сведенными в таблице 3.
1.3.1. Технологические методы. Оценка склонности к образованию трещин технологическими методами предусматривает сварку жестких образцов специальной формы , рис.1 *3. Специфика испытания аусте-нитного металла с помощью проб состоит в том, что металл непрерывно претерпевает деформацию от усадки шва и формоизменения свариваемых образцов при прохождении ТИХ-ТИХ3, а также ТИХ4. Наличие трещин и их количество определяют после полного охлаждения , что препятствует идентификации их природы. Влияние режима оценивают по факту наличия трещин, т.е. выявляют лишь пороговые значения (рис. 5.23)
Некоторые схемы жестких технологических проб с многопроходными швами , приведенные на рис. 1.6 , следует рекомендовать для приемочной оценки. Из них наименее трудоемка круговая проба.
Образец с круговым швом изготавливается из листового металла в виде квадратной пластины с отверстием. При толщине листов > 25 мм применяют составную пластину из четырех пластин, соединенных монтажным швом, с проточкой под круговой шов. Испытуемым является Круговой шов или наплавка в круговую разделку. Образец с канавками изготавливается из пластин толщиной > 40мм. При толщине <60 мм он приваривается к жесткой плите по флангам швов с катетом20 мм. Канавки изготавливаются с шагом 100мм. Сварка образцов производится с