Сопротивляемость образованию холодных трещин
Холодные трещины - локальное межкристаллическое разрушение металла сварных соединений, возникающие под действием собственных сварочных напряжений. Формальными признаками холодных трещин, отличающими их от горячих, являются факт обнаружения трещин при визуальном наблюдении, как правило, после полного охлаждения сварного соединения и блестящий излом без следов высокотемпературного окисления. Этим признакам удовлетворяют трещины шести разновидностей (табл. 1)
Приведенная классификация холодных трещин несомненно условна, так как природа ряда их разновидностей изучена еще недостаточно.
Табл.1. «Разновидности холодных трещин»
| Трещины | Основные процессы или факторы, обусловливающие трещины |
| «Холодные» в сварных соединениях перлитных и мартенситных сталей (а также «отколы»,«подваликовые») | ^ Мартенситное превращение аустенита в околошовной зоне или сварном шве. |
| «Отрывы» по зоне сплавления низколегированных и легированных сталей при сварке аустенитными сварочными материалами | ^ Мартенситное превращение аустенита в зоне перемешивания основного и наплавленного металлов |
| «Ламелярные» в околошовной зоне перлитно-ферритных сталей | ^ Скопление неметаллических включений в элементах полосчатой микроструктуры стали |
| «Холодные» в околошовной зоне и шве легированных бейнитных сталей: продольные в однослойных и в районе последних слоев многослойных соединений (а также «отколы») поперечные в многослойных соединениях (а также «частокол») | Превращение аустенита в области нижнего бейнита, насыщение водородом ^ Сегрегация примесей на границах аустснитных зерен при повторном нагреве до 400— 700 "С в процессе наложения последующих слоев, насыщение водородом |
| «Холодные» в околошовной зоне и шве мартенситно-стареющих сталей в соединениях: однослойных многослойных | Насыщение водородом Сегрегации примесей и фазовые выделения на границах аустенитных зерен при повторном нагреве до 500— 700 °С после перерыва в сварке |
| «Холодные» в сварных соединениях высокохромистых ферритных сталей | ^ Выделение карбонитридных фаз по границам зерен при охлаждении после сварки |
Наиболее изучены холодные трещины двух первых разновидностей типа «откола» и «отрыва» и установлен ряд закономерностей их образования. Трещины образуются непосредственно после окончания сварки при охлаждении ниже 200-100 °С, а также в послесварочный период в течение нескольких суток. Трещины могут возникнуть в том случае, если металл в одной из зон сварного соединения претерпевает полную или частичную закалку. Ориентировочно минимальная доля мартенсита в структуре перлитных сталей, при которой возможно образование холодных трещин, составляет 25—30%.
Исследование шлифов, свободной поверхности сварных соединений и излома трещин показывает, что холодные трещины состоят из очага разрушения и участка развития трещины
Разрушение на участке очага осуществляется по границам действительного аустенитного зерна и наблюдается как практически хрупкое. Участок развития часто имеет смешанный характер, т. е. трещина проходит как по границам, так и по телу зерен и сопровождается заметной пластической деформацией окружающего металла. Сопоставление границ действительных аустенитных зерен в конечной структуре с оплавленными границами в околошовной зоне и зонами срастания кристаллитов в шве показывает, что они расположены произвольно относительно друг другу
Основными факторами, обусловливающими возникновение трещин, являются:
1) структурное состояние металла сварного соединения, характеризуемое наличием составляющих мартенситного и бейнитного типа;
2) уровень растягивающих сварочных напряжений первого рода, определяемый жесткостью сварной конструкции, режимом сварки, типом металла шва и другими причинами;
3) содержание и распределение водорода в металле сварного соединения после сварки, зависящие от концентрации водорода в атмосфере дуги, исходного содержания водорода в основном металле и других условий.
Холодные трещины являются одним из случаев замедленного разрушения «свежезакаленной» стали. Закономерности замедленного разрушения следующие
1) разрушение возникает после некоторого инкубационного периода при деформировании с малыми скоростями (έ ≤ 10 
1/с) или нагружении постоянной нагрузкой; при этом сопротивляемость разрушению много меньше кратковременной прочности и зависит от времени действия нагрузки;
2)сопротивляемость разрушению постепенно возрастает с увеличением времени после термического воздействия (от 1 суток до 1 года) в результате так называемого процесса «отдыха»;
3) склонность к разрушению полностью подавляется при охлаждении ниже -70 °С, восстанавливаясь при последующем нагреве до 20 °С, заметно ослабляется при нагреве до 100 - 150 °С и полностью исчезает при нагреве до 200 - 300 °С.
^ 3.РАСЧЕТНЫЕ МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ СВАРИВАЕМОСТИ
3.1 Расчетно-статистический метод оценки стойкости сплавов против образования ГТ.
Этот метод является косвенным, так как основан на использовании параметрических уравнений, составленных с помощью регрессионного анализа.
Метод применим только для тех сплавов, которые входят в концентрационные пределы изученных композиций.
Так же используя этот метод невозможно учесть аномалии по примесям, не входящим в используемые параметрические уравнения, а так же аномалий по технологическим параметрам сварки, выходящим за исследованные пределы.
Поэтому этот метод рекомендуется только для приближенных экспресс-оценок.
Рекомендуемые параметрические уравнения
| Параметрическое уравнение | Вид оценки | Область применения |
 | <4 –не склонная <2 –не склонная | Для сталей с  Для сталей с  |
 | <10 –стойкая  30 -склонная | Nb-микролегированные стали |
 | >6 – стойкая <1.8 – склонная | Легированные стали |
 | >1.5 при P+S=0.02-0.035 – стойкая <1.5 при P+S>0.02 – склонная | Cr-Ni –аустенитные стали |
 | L>0 склонные | Аустенитно-феррит- ные стали |