Actual Problems in Machine Building 2017 Vol. 4 No. 4

Актуальные проблемы в машиностроении . Том 4. № 4. 2017 Технологическое оборудование, оснастка и инструменты ____________________________________________________________________ 81 Проведённые исследования позволяют представить следующую схему процесса по- ломки валов (рис. 9). Трещины возникают в местах несплавления материала сварного шва с металлом соединяемых изделий. Непровары, представляющие собой по сути трещиноподоб- ные дефекты, обнаруживаются как по поверхности разделки шва втулки, так и на поверхно- сти трубы. Повышение механических напряжений в металле шва при образовании трещин приводит к изменению направления роста трещин от поверхности непровара (несплавления) в сторону наибольших напряжений. Распространению трещин способствует закалочная структура, полученная в результате сварки без подогрева, металлом втулки и зоной сплавле- ния с ней, а также дендритное строение металла сварного шва. Рис. 9. Схема возникно- вения и распространения трещин в сварном со- единении вала ВРК Таким образом, на всех исследованных образцах, разрушенного и неразрушенного сварного соединения деталей сборного вала обнаружены особенности строения, негативно влияющие на его прочность: непровары, поры, шлаковые включения. Наиболее опасным из перечисленных дефектов является непровар – дефект подобный трещине. Как следствие вли- яния этого дефекта строения металла шва, возникают микротрещины. Причиной возникновения непровара явилось, вероятно, стремление изготовителей со- ставных валов при сварке стали с ограниченной и плохой свариваемостью выполнить шов с минимальным термическим воздействием на металл основы. При этом, теплового воздей- ствия при сварке оказалось недостаточно для полного заполнения сварочным материалом разделки кромок и их проплавления. Одновременно с этим не удалось избежать закалки ле- гированной стали 42 СrMo в зоне термического влияния сварного шва. В процессе эксплуата- ции, от участков непровара сварных швов баллера, в момент действия нагрузок, возникаю- щих при маневрировании судна, начали распространяться макротрещины, разрушившие вал. В настоящее время в судостроении с целью оптимизации процессов постройки и ре- монта судов выполняются исследования для обоснования пересмотра требований Регистра к допустимым нормам дефектов сварных швов стальных корпусов судов. Результаты прове- дённого исследование, как и ряд других работ [13, 14], говорит о важности анализа суще- ствующих требований к размерам, форме и расположению дефектов в сварных соединениях судовых конструкций. При корректировке допускаемых без исправления размеров и формы дефектов сварки такие дефекты, как непровары и наплывы металла следует считать подоб- ными трещинам и признать наличие их недопустимым. Выводы В зонах концентрации напряжений, вызванных искажением кристаллической решётки материала, методами разрушающего контроля обнаружены дефекты сварного шва: непрова- ры, поры, шлаковые включения, являющиеся концентраторами напряжений. Сварной шов, выполненный между материалами, имеющими ограниченную и плохую свариваемость, имеет дефекты, недопустимые в эксплуатации и являющиеся концентратора-