Расчетные методы оценки склонности сталей к образованию горячих трещин

Для оценки сопротивляемости металла сварных соединений горячим трещинам применяют расчетный и экспериментальный методы. Расчетно-статистический метод основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа, и применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.

Одно из параметрических уравнений (по Итамуре) применительно к низколегированным сварным швам имеет вид

где H(T)CS (high temperature cracking sesitivity) – параметр, оценивающий склонность сварных швов к кристаллизационным горячим трещинам, %; C, S и др. – химические элементы, %.

Если HCS > 4, то сварные швы потенциально склонны к горячим трещинам. Для высокопрочных сталей большой толщины необходимо, чтобы HCS < 1,6 – 2. Это означает, что в условиях высокого темпа сварочной деформации в ТИХ₁, который зависит от типа и жесткости сварного соединения, способа и режима сварки, возможно образование горячих трещин.

Европейский стандарт EN 1011-2 : 2001 «Рекомендации по сварке металлических материалов. Дуговая сварка ферритных (углеродистых и низколегированных) сталей» рекомендует оценивать опасность образования горячих трещин в сварных швах по соотношению:

где UCS (units of crack susceplibility) – единицы склонности к горячим трещинам; C, S и др. -- химические элементы,%.

UCS < 10 Сварные швы соответствуют высокой сопротивляемости образованию горячим трещинам

Значения UCS > 30 – низкой сопротивляемости горячим трещинам.

Применительно к хромоникелевым аустенитным сварным швам используют параметр, оценивающий степень их аустенитности:

где Cr, Ni и др. – химические элементы, % [(S+ P) <0,035 %].

Если (Cr_э/ Ni_э) < 1,5, то сварные швы потенциально склонны к кристаллизационным горячим трещинам.

Недостаток этого метода - невозможность учета влияния всех примесей, не входящих в параметрические уравнения, а также аномалии по технологическим параметрам сварки, выходящим за исследованные пределы. Поэтому расчетно-статистический метод рекомендуется для приближенных экспресс-оценок.