В § 43 было показано, что величина пластических дефор­маций в шве при температурах, близких к Тс, определяется двумя функциями:

ет (Т) = ет (Т) — е„ (Г).

Если первая функция зависит главным образом от теплофизических свойств металла, то на второй значительно сказывается форма кон­струкции, и в первую очередь ее жесткость.

Из практики известно, что конструкции малой жесткости не обра­зуют трещин при сварке, даже если они изготовлены из стали, склонной к образованию горячих трещин. Требования к электродам для сварки таких конструкций также могут быть не очень высокими. Вместе с тем сварка жестких конструкций из тех же сталей пред­ставляет настолько значительные трудности, что приходится прини­мать специальные меры, чтобы предупредить возникновение трещин.

Так, на одном из заводов была спроектирована опорная тумба (рис. 183,а), представляющая собой коническую коробку 1, сварен­ную из стали 20ХГСА, б — 8 мм. В верхнее и нижнее сечения ко­нуса вварены литая головка 2 и основание 4. На конической поверх­ности приваривались массивные бобышки 3 из стали 40Г. При сварке опытных образцов было обнаружено большое количество горячих трещин в швах, прикрепляющих бобышки к корпусу. Исследование основного металла и сварочных материалов показало их доброка­чественность и соответствие требованиям ГОСТа. Попытки преду­предить возникновение трещин путем изменения технологии сварки и подбором режимов не дали положительных результатов. Избежать

появления трещин удалось за счет незначительного изменения кон­струкции: бобышки были сварены в виде скоб (рис. 183,6). Это обес­печило некоторую свободу формоизменению металла шва, т. е. уве­личению значений функции еп(Т), а также снижение скорости охла­ждения и деформации за счет уменьшения теплоотвода в массу бобышек.

Таким образом, придавая конструкции рациональную форму, можно влиять на величину пластических деформаций в металле шва и уменьшать опасность возникновения горячих трещин.

Для сварки соединений или узлов, обладающих большой жест­костью и невыгодной схемой кристаллизации металла, нужны элек­троды с высокими показателями Акр. Менее жесткие узлы и соеди­нения удается сваривать без трещин электродами с меньшими пока­зателями технологической прочности. Испытания такого рода, про­веденные для сварных соединений из пластин СтЗ, показали, что опасность возникновения горячих трещин наиболее велика при заварке вторых швов соединений внахлестку и, особенно, тавро­вых (рис. 184). Для их сварки требуются электроды с показателем технологической прочности более 5 ммЫин.

Проектируя сварные конструкции и соединения, нужно учиты­вать влияние их формы на образование трещин при сварке и там, где это возможно, снижать жесткость деталей или узлов. Вместе с тем следует иметь в виду, что при сварке конструкций из наиболее широко применяемых сталей (Ст2, СтЗ и др.) качественными элек­тродами практически любая конструкция должна удовлетворитель­но свариваться без образования горячих трещин.

Появление горячих трещин возможно только при изготовлении конструкций из трудносваривающихся металлов или при серьезных нарушениях технологического процесса сборки и сварки. Известно, что при сварке на морозе опасность возникновения трещин возрас­тает. Это объясняется повышением скорости охлаждения сварного соединения, а также ростом скорости деформации. Одной из техно­логических мер предупреждения горячих трещин является подо­грев изделия при сварке. Повышение температуры подогрева сни­жает скорость охлаждения сварного соединения и скорость пласти­ческих деформаций в металле шва. Подогрев до 300—400 °С эф­фективно уменьшает опасность возникновения горячих трещин в металле шва. Дальнейшее увеличение температуры подогрева существенной пользы не приносит.