Стр. 164 - Основы проектирования, производства и материалы кузова современного автомобиля

161

Наиболее слабым местом сварного соединения является зона термическо-

го влияния (переходная зона), расположенная на границе сварного шва и ос-

новного металла.

Аустенитная сталь 12Х18Н10Т

. В процессе сварки происходит измене-

ние свойств околошовной зоны, что приводит к появлению высоких остаточ-

ных напряжений (в основном растягивающих) в области сварного шва и, следо-

вательно, низкому пределу выносливости. С целью уменьшения отрицательно-

го влияния остаточных растягивающих напряжений в сварном шве применяют-

ся разные методы его обработки, создающие остаточные напряжения сжатия.

Наши исследования показывают, что остаточные напряжения вдоль сварного

шва являются растягивающими и равны 80…100 МПа на глубине до 0,7 мм, а

перпендикулярно шву могут достигать 800…900 MIIa на глубине до 8 мкм.

Сварной шов характеризуется тонкодисперсным строением (аустенит и δ-

феррит). Ширина стыкового шва составляет 3…5 мм.

Предварительная деформация растяжением приводит к увеличению предела

выносливости и циклической долговечности, сварных образцов из стали аусте-

нитного класса 12Х18Н10Т на базе испытаний 10

3

÷ 5·10

6

циклов. Так, при σ

а

=

420 МПа она возрастает линейно с 1,86·10

3

циклов до 9,92·10

3

циклов при изме-

нении ε

пр.д

от 0 до 16%. Дальнейший рост величины наклепа приводит к более

интенсивному повышению долговечности, и при ε

пр.д

= 25% она составляет

3,38·10

4

циклов. С понижением амплитуды напряжения циклическая долговеч-

ность сварных нормализованных образцов сначала (при ε

пр.д

от 0 до 16%) ли-

нейно возрастает, затем (при ε

пр.д

от 16 до 25%) увеличивается лишь незначи-

тельно (с 5,38·10

5

циклов до 7,25·10

5

циклов при σ

а

= 280 МПа).

Полученные нами результаты усталостных испытаний сварных образцов

из стали 12X18H10T после различных режимов ППД показывают, что поверх-

ностная пластическая обработка улучшает сопротивление сварных швов зна-

копеременным нагрузкам. Зарождение и развитие усталостной трещины проис-

ходит на неупрочненной стороне. Двустороннее упрочнение сварного шва по-

вышает его устойчивость к циклическому нагружению и тангенс угла наклона

кривой усталости сварных образцов, обработанных по режиму «свар-

ка+термоправка+обдувка дробью с двух сторон» меньше, а сама кривая распо-

лагается значительно выше, чем по режиму «сварка+термоправка».

Термообработка сварного шва (нагрев до 975

о

С, выдержка пять минут,

плавное охлаждение) выравнивает структуру по всему объему материала, обуслов-

ливая уменьшение разброса экспериментальных данных, снижая, однако, цикличе-

скую долговечность. Термообработка сварного соединения перед последующей

операцией поверхностного упрочнения пучком проволоки благоприятно сказыва-

ется на его усталостных свойствах. Так, при уровне напряжения 420 МПа долго-

вечность сварных образцов после термообработки и упрочнения пучком в 9,5 раз

больше у образцов, обработанных только пучком проволоки.