Сварка при помощи машины контактной сварки часто сопровождается появлением микротрещин, заметно влияющих на прочность сварных соединений. Скрытые трещины опасны и могут в любой момент вызвать разрушение конструкции. Причины возникновения трещин могут быть различны, в общем случае все трещины подразделяют на горячие и холодные, в зависимости от температуры их образования.
Горячие трещины. Условия возникновения
Горячие трещины образуются при температуре, близкой к точке кристаллизации металла (порядка 1300-1400 градусов). Их зарождение обусловлено двухфазным состоянием металла, когда одна часть еще находится в жидком состоянии, а другая уже кристаллизовалась. В таком состоянии материал малопластичен и хрупок. В это время в сварном шве могут возникнуть деформации растяжения, вызванные усадкой металла. Расплавленный металл кристаллизуется слоями, с этим и связан характер горячих трещин, возникающих, как правило, в межкристаллических прослойках.
Каждый металл имеет свой температурный интервал, в пределах которого он становится очень хрупким. Чем меньше нижняя граница этого интервала, тем вероятнее появление трещин при его контактной сварке. Большой риск образования горячих микротрещин имеют металлы, в чьем составе содержатся такие элементы, как сера, кремний, углерод и никель. Однако, следует отметить, что такой риск велик только в условиях малого содержания в металле легкоплавких включений. При увеличении их содержания вероятность образования микротрещин становится значительно меньше. Такое поведение швов при контактной сварке объясняется тем, что при малом содержании легкоплавких элементов (до 5%), они легко разрушаются, и по ним проходят микротрещины. Если объем этих включений возрастает до 15-20%, то они связывают между собой кристаллы металла, образуя тесные связи и делая металл более стойким к появлению трещин.
Холодные трещины. Причины образования
При сварке с помощью машину контактной сварки могут появляться и холодные трещины. Они образуются в сварных соединениях при более низких температурах, а именно порядка 300-500 градусов. Главным их отличием от горячих трещин является то, что они появляются не только в межкристаллических прослойках, но и проходят по самим зернам металла.
Причинами возникновения при контактной сварке трещин этого типа могут служить:
- наличие в материале свариваемых деталей повышенного содержания легирующих элементов или углерода;
- перегрев металла при сварке;
- содержание в сварном шве водорода;
- большие напряжения металла;
- всевозможные дефекты сварного шва.
Наличие в металле легирующих элементов или углерода делает его очень чувствительным к быстрому охлаждению (свойственно контактной сварке). Быстрое падение температуры после отключения трансформатора от электрической цепи аппарата контактной сварки ведет к образованию трещин в месте сварки или около нее.
Свариваемость металлов
Определенные металлы имеют склонность к появлению во время сварки холодных или горячих трещин, поэтому часто говорят о «свариваемости» металлов, рассматривая ее как самостоятельное свойство. На самом деле такого свойства не существует, под этим понятием объединяют ряд характеристик металлов и условий контактной сварки, оказывающих влияние на прочность соединения и вероятность образования трещин.
В общем случае, сварить без трещин можно любые металлы, разница заключается лишь в том, что при контактной сварке одних практически никогда не возникает трещин, а для качественно сварки других необходимы специальные условия (предварительный нагрев, определенные способы сварки и пр.).
