автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.10, диссертация на тему:Разработка методики расчета процесса перераспределения и десорбции диффузионного водорода в многослойных сварных соединениях низколегированных сталей

На правах рукописи УДК 621.791

Розанов Дмитрий Сергеевич

Разработка методики расчета процесса перераспределения и десорбции диффузионного водорода в многослойных сварных соединениях низколегированных сталей

Специальность 05.02.10 - Сварка, родственные процессы и технологии

2 О ОКТ 2011

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Москва — 2011

4857823

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете имени Н.Э.Баумана

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Макаров Эдуард Леонидович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Зубченко Александр Степанович

кандидат технических наук, доцент Ермаков Станислав Иванович

Ведущее предприятие: ОАО ВНИИиефтемаш (г. Москва)

Защита состоится « /.? » ) 2011 года на заседании диссертационного

Совета Д212.141.01 в Московском государственном техническом университете им. Н.Э. Баумана по адресу: 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5.

Ваш отзыв на автореферат в 1 экз., заверенный печатью организации, просим высылать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГТУ им.Н.Э. Баумана. Телефон для справок: (499) 267-09-63 Автореферат разослан « 6 » 0^(1 12011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

Коновалов А.В.

Актуальность работы. Для изготовления ответственных сварных конструкций в настоящее время применяются высокопрочные низколегированные стали (НЛС). При производстве из них сварных конструкций наиболее частым дефектом являются холодные трещины в сварных соединениях. Одним из основных факторов, обусловливающих образование холодных трещин, является диффузионный водород, которым насыщается металл сварного соединения. Образование холодных трещин является проявлением «водородной хрупкости» металла. Наиболее известным и эффективным способом предотвращения водородной хрупкости металла при сварке является дополнительный подогрев для поддержания в сварном соединении повышенной температуры до момента снижения в нем максимальной концентрации водорода ниже критического уровня. Однако в настоящее время не имеется достаточно надёжных данных о распределении и кинетике десорбции диффузионного водорода в сварных соединениях. Это приводит к чрезмерной температуре и времени выдержки при послесварочном нагреве, что вызывает неоправданно большие энергозатраты.

Сложность или невозможность экспериментального определения кинетики перераспределения и десорбции водорода в сварных соединениях обусловливает необходимость расчета параметров процесса диффузии водорода в сварном соединении путем компьютерного моделирования процессов диффузии и десорбции водорода в условиях изменяющихся температур и структурного состояния металла при сварке.

Цель работы. Обеспечение стойкости многослойных сварных соединений из НЛС образованию холодных трещин путем разработки научно - обоснованных режимов сопутствующего подогрева и послесварочного нагрева.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1) выполнить анализ методов оценки концентрации диффузионного водорода в сварном соединении и влияния диффузионного водорода в сварном соединении НЛС на склонность к образованию холодных трещин;

2) разработать методику расчетной оценки концентрации диффузионного водорода в многослойных сварных соединениях из НЛС с учетом зависимости растворимости и коэффициента диффузии водорода от температуры и фазового состава структуры.

3) реализовать методику в виде модуля решения диффузионной задачи в составе научно-исследовательского программного комплекса (НИПК) «Сварка», разработанного в МГТУ им. Н.Э.Баумана;

4) провести верификацию результатов решения диффузионной задачи, полученных с помощью НИПК «Сварка», по имеющимся экспериментальным данным;

5) определить температурный и концентрационный критерии содержания водорода для выбора режимов послесварочного нагрева, исключающего холодные трещины;

6) выполнить расчет параметров процесса перераспределения и десорбции диффузионного водорода в многослойных сварных соединениях на примере сварки кольцевого соединения корпуса атомного реактора ВВЭР-1000 по

типовой технологии и сформулировать предложения по рационализации режима послесварочного нагрева.

Методы исследования. Для решения температурной и диффузионной задач использован НИПК «Сварка». В основе программного комплекса заложен численный метод конечных элементов для моделирования физических процессов при сварке.

Научная новизна. Разработан методический подход и алгоритм расчета методом конечных элементов процессов диффузии и десорбции водорода при многослойной сварке в условиях многократных нагрева, охлаждения и изменений фазового состава структуры с учетом зависимости диффузионных свойств металла от температуры и структурного состояния металла.

На основе анализа теоретических представлений о физической природе водородной хрупкости металлов и результатов испытаний наводороженных образцов НЛС на замедленное разрушение предложены критерии выбора рациональных режимов послесварочного нагрева многослойных сварных соединений НЛС: '

- температурный: температура нагрева не ниже 200 °С;

- концентрационный: концентрация диффузионного водорода не выше 1см3/100 г ме в металле околошовной зоны сварного соединения.

Практическая ценность. Разработан модуль расчёта процессов перераспределения и десорбции водорода в составе НИПК «Сварка», позволяющий в каждый момент времени определять концентрацию диффузионного водорода в любой зоне многослойного сварного соединения. НИПК с добавленным модулем позволяет определить параметры режима послесварочного нагрева для снижения концентрации диффузионного водорода ниже критической с целью предотвращения образования холодных трещин.

В результате численного анализа процесса перераспределения диффузионно-подвижного водорода в процессе сварки и послесварочного нагрева корпуса атомного реактора ВВЭР-1000 выявлено превышение необходимых температуры и продолжительности послесварочного нагрева в существующей технологии сварки. Рассчитаны минимально необходимые значения температуры и продолжительности послесварочного нагрева, которые позволят обеспечить снижение концентрации диффузионно-подвижногого водорода до безопасного уровня при значительном сокращении энергозатрат.

Достоверность. Достоверность результатов расчетов подтверждается их согласованием с экспериментальными результатами.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских научно - технических конференциях «Сварка на рубеже веков», (2003, г. Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана), «Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве» (2003, г. Москва, "МАТИ" - РГТУ им. К.Э.Циолковского), Сварка и контроль - 2004 (2004, г. Пермь, ПГТУ), «Будущее машиностроения России» (2008, г.Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана), «Машиностроительные технологии» (2008, г. Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана).

Публикации. Основное содержание и результаты диссертационной работы изложены в 3 - х статьях, тезисах 8-ми докладов на конференциях и 1 отчёте по НИР.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы (91 наименование). Изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков и 12 таблиц.

Глава 1. Проведён литературный обзор причин образования холодных трещин при сварке, роли структуры и водорода в их образовании, механизма водородной хрупкости стали. Рассмотрены источники насыщения водородом швов при сварке. Дан анализ существующих методов определения концентрации диффузионного водорода в сварных соединениях. Рассмотрены работы отечественных и зарубежных учёных, в которых исследовались причины образования холодных трещин и роли водорода в их образовании, в частности работы H.H. Прохорова, Г.Л. Петрова, В.В. Фролова, И.К. Походни, В.А. Кархина, Э.Л. Макарова, В.Г. Фёдорова, P.A. Козлова, B.C. Касаткина, A.B. Коновалова, Хансена, Коттрелла, Гривняка, Говарда, Гранжона, Сузуки, Такахаши, Инагаки, Т. Болингауса, Н.Вотанабе и др.

Согласно современным представлениям, склонность к образованию холодных трещин определяется структурным и водородным факторами, а также уровнем сварочных напряжений. Наибольшее количество работ в области холодных трещин посвящено определению структуры шва и околошовной зоны и сварочным напряжениям, в то время как водородному фактору уделено сравнительно мало внимания.

Изначально наиболее значимым фактором для образования холодных трещин при сварке сталей мартенситного и мартенситно-бейнитного классов считался структурный фактор. Это обусловило появление термина «закалочные трещины». Данной теории придерживались А.М.Макара и др. Для современных низколегированных сталей, в зоне термического влияния которых типична структура бейнитно-мартенситного и бейнитного типов, наиболее значимым фактором для образования холодных трещин считается диффузионный водород, что обусловило появление термина «водородные холодные трещины (Hydrogen Assisted Cold Cracking)», которого в настоящее время придерживаются большинство зарубежных ученых, в частности Т.Болингаус, Н.Вотанабе и др.

Представляется более правильным, что склонность сталей к образованию холодных трещин в околошовной зоне определяется критическим сочетанием структурного и водородного факторов в зависимости от химического состава стали (рис. 1). Критическая поверхность C-S-Нд соответствует уровню сварочных напряжений, который может быть представлен безразмерным параметром о'=асв/со.2 - отношением действующих напряжений к пределу текучести.

Рис. 1. Критическое сочетание факторов, обусловливающих потенциальную склонность стали к образованию холодных трещин при сварке, (по данным Э.Л.Макарова).

В настоящее время оценка насыщения сварных соединений водородом проводится на основе данных только об исходном содержании диффузионного водорода, вводимого в сварной шов при сварке. Известно ограниченное количество тестовых экспериментальных исследований концентрации диффузионного водорода в металле шва и его перераспределения с течением времени после окончания сварки. Широко применяемых экспериментальных методов в исследовательской практике в настоящее время нет. Однако полученные единичные экспериментальные результаты могут служить для верификации (оценки достоверности) расчетных результатов.

В настоящее время практически отсутствуют данные о критической концентрации диффузионного водорода в ОШЗ, при которых происходит образование холодных трещин.

Анализ различных методов расчета процессов диффузии и десорбции водорода показывает, что метод конечных элементов является наиболее эффективным для моделирования этих процессов в многослойном сварном соединении.

Глава 2. В этой главе представлена разработанная методология расчёта перераспределения водорода при многослойной сварке.

В основе моделирования процесса диффузии при сварке лежит дифференциальное уравнение второго закона Фика, описывающее неизотермическую диффузию водорода с учетом термодиффузионных потоков.

д£_д_ дг ~ дх

Г ЯГ7Л

о-к-™

дх

д + —

( ягЛ

д

+ —

дг

в-ь-™

дг

(2.1)

в.к.™

V ил; ду{ ду , где С - концентрация диффузионного водорода [см3/100 г ме]; Б - коэффициент диффузии [см2/с]; к — растворимость водорода в металле [см3/100 г ме], П=С/к - водородный потенциал. Характеристики материала О и к являются функциями его состава, структуры и температуры, поэтому уравнение (2.1) нелинейно.

Аналитическое решение уравнения второго закона Фика в нелинейной постановке является чрезвычайно трудной задачей, а в ряде случаев при расчете сложных крупногабаритных конструкций аналитическое решение является практически невозможным. По этой причине возникла необходимость разработки алгоритма численного решения уравнения диффузии. Численное решение уравнения диффузии проводится методом конечных элементов (МКЭ) совместно с решением температурной задачи и задачи о структурных превращениях в материале. Разработанная методика позволяет определять концентрацию диффузионного водорода в каждой точке многослойного сварного соединения из углеродистых и низколегированный сталей в любой момент времени в течение всего процесса сварки (включая сопутствующий подогрев и послесварочный нагрев). Решение основано на анализе кинетики перераспределения диффузионного водорода в металле сварного соединения, в объёме основного металла с учетом десорбции водорода с поверхности сварного соединения.

Основные положения, используемые при расчётах процессов диффузии.

1. Применяется схема дискретизации тела в виде сочетания водородосодержа-щих масс - центров конечных элементов (КЭ), и водородопроводящих стержней (границ КЭ) (рис. 2).

2. Каждому КЭ соответствует свой материал с собственным комплексом диффузионных свойств.

3. Состояние каждого КЭ характеризуется концентрацией водорода, температу-

рой и соотношением структурных компонентов материала. Для расчета необходимо задать начальное распределение диффузионного водорода во всех КЭ.

4. Масса водорода, переходящая через границу с обеих сторон, одинакова, т.е.

модель является консервативной (выполняется закон сохранения массы водорода).

5. Для расчета процессов диффузии водорода в сварном соединении требуется

предварительно определить температурное поле.

ГГ- потенциал границы.

Свойства элемента №1

йг коэффициент

диффузии к 1 - растворимость П1 - потенциал С1-

конц^трация I 1

Центр элемента №1

Свойства элемента №2

02- коэффициент

диффузии к2- растворимость П2- потенциал С2-

12 концентрация

Поток водорода Центр ^ -элемента №2

Поток водород

Рис. 2. Взаимодействие между элементами и диффузия водорода через границу элементов.

Для практической реализации разработанной методики численного решения в виде модуля расчетов процессов диффузии и десорбции водорода используются следующие уравнения.

Масса диффундировавшего через границу КЭ водорода за промежуток времени А? определяется уравнением

зтт

Дот = -И ■ к---S■At, (2 .2)

дх

где Б - площадь границы.

Уравнение баланса массы водорода на границе двух элементов:

Ати = А т21, (2.3)

П -77* 77*-Я где из (2.2) Атп = -Д • —'—-5 • Л/, = -Д • к2---^ • Д/.

Из решения уравнения (2.3) определяется П* - значение потенциала границы между конечными элементами, через которую проходит поток диффузии водорода.

т = ПгРгк]+П2-Р1-к1

(2 .4)

Д ■*,+£>,•*,

При этом граница рассматривается как звено, участвующее в процессе диффузии, которое на каждом шаге решения принимает от одного элемента и отдает в другой элемент равные объемы водорода. Сетка элементов построена так, что граница равноудалена от центров элементов (сетка Вороного).

С учетом (2.4), масса диффундировавшего через границу КЭ водорода за единичный отрезок времени определяется уравнением:

Б-И-к-к, П,-Я, „ А

Ат,, = Ат„ = _ 1 . 2 _' ;---—2- S■At . (2 .5)

Д-к, + Д-к.

I

В значениях концентрации уравнение будет иметь следующий вид:

. Д-Р2-кгк2

А т„ = Аиз,, =-1-2—1—?—

21

С, С,

V*,

к,

5-Д/

(2 .6)

2 /

1 2 2

Расчет приращения концентрации в элементе от диффузии через одну границу Дс производится по массе диффундировавшего через границу водорода и объему элемента Уот1

д,-д2(сд-са)

Ас = -

■V

(2 .7)

где /?„ - плотность водорода, р„„, - плотность металла.

После определения приращения концентрации за счет диффузии через границы двух элементов производится аналогичный расчет (по уравнениям (2.1 -2.7) для всех остальных КЭ. После того, как проведён расчёт для всех КЭ на текущем шаге решения, производится определение новых значений концентрации водорода в КЭ путем суммирования исходной концентрации и приращений концентрации от диффузии через каждую границу (п - количество границ в элементе)

+

(2.8)

На следующих шагах по времени 0 ... ¡+п) повторяются решения уравнений 2.1-2.8, определяются новые приращения концентрации диффузионного водорода (Дс, см3/100 г ме) в каждом элементе и новые концентрации (рис. 3).

ДС = 0.005 ДС = 0.005 ДС = 0.001 ДС = 0.001 ДС = 0.001

ГЪ01

ДС = 0.005

ДС = 0.022

Шаг ¡+1

ДС = 0.005

Шаг ¡+п

Рис. 3 Изменение концентрации диффузионного водорода в элементе на каждом шаге решения

Граничные условия для диффузионной задачи аналогичны граничным условиям для температурной задачи.

Принимается граничное условие первого рода, определяющее закон изменения концентрации водорода в точках на поверхности сварного соединения.

Частным случаем этого условия является нулевая концентрация водорода на поверхности соединения, когда принимается, что водород, пришедший в граничные элементы соединения, мгновенно десорбирует из них.

В НИПК «Сварка» все свободные поверхности принимаются границами 1-го рода с постоянной нулевой концентрацией диффузионного водорода, что обеспечивает его удаление из изделия.

Глава 3. В главе 3 описывается модуль расчета процессов диффузии и десорбции водорода в НИПК «Сварка» (рис. 5).

В МГТУ им. Н.Э.Баумана разработан НИПК «Сварка». Однако в нем отсутствует модуль анализа диффузионного перераспределения водорода по сварному соединению, что ограничивает его возможности для анализа свариваемости низколегированных сталей. Этот модуль был разработан в результате выполненной диссертационной работы и добавлен в НИПК «Сварка».

При решении диффузионной задачи учитывалось наличие в сварном соединении зон с различными теплофизическими и диффузионными свойствами. При раесчете НДС используется сетка из квадратичных 8- узловых конечных элементов. Для решения тепловой и диффузионных задач используется специализированная сетка, которая строится автоматически на базе сетки для расчета НДС. Элементы этой сетки, обеспечивающей максимальную точность для задачи тепломассопереноса, имеют вид ячеек Вороного. Граница двух смежных ячеек перпендикулярна к отрезку, соединяющему центры ячеек и делит этот отрезок пополам. Общими у двух построенных сеток КЭ являются точки в центрах квадратичных элементов и точки в узлах на контуре модели. Эти точки совпадают с центрами ячеек Вороного.

Для расчёта концентрации диффузионного водорода во всех точках сварного соединения в каждый момент времени, необходимо:

- предварительно решить методом конечных элементов температурную задачу, в результате которой рассчитываются температурные поля во все моменты времени и структурный состав материала;

- получить сведения о диффузионных свойствах для каждого структурного компонента (на рис. 4 представлена зависимость коэффициента диффузии от температуры для стали 15Х2МФА, рассмотренной в расчетах);

- определить количество исходного диффузионного водорода в металле шва и в основном металле.

Наиболее слабым местом расчётов является отсутствие данных о количестве исходного водорода в сварном соединении. В настоящее время в отечественной и зарубежной литературе не представлено полнофакторной модели, которая позволила бы расчетным путем определить количество исходного водорода в сварном соединении с учётом всех возможных путей проникновения водорода в сварное соединение. В данной работе используются статистические данные, полученные экспериментальными методами (хроматографическим, вакуумным).

D, см2/с

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100

Рис. 4. Зависимость коэффициента диффузии стали 15Х2МФА от температуры в условиях сварочного термического цикла

В общем виде блок - схема модуля расчёта концентрации диффузионного водорода в НИПК «Сварка» (рис. 5) представлена на рис. 6.

Техническое задание (ТЗ) на расчёт концентрации диффузионного водорода в сварном соединении.

1. Хим. состав основного металла и сварного шва

2. Геометрия сварного соединения

3. Теплофизические и диффузионные свойства (в зависимости от температуры и состава структуры)

4. Технология сварки

5. Исходная концентрация диффузионного водорода в металле шва и в основном металле

Геометрическая материалов из БД материалов условия

Исходные данные для проведения расчета

тепловом задачи

Решение Решение

диффузионной структурной

задачи задачи

11 Ч Дилатом«

k=5ir==i

пение . J Текущие

Решение механической задачи

Поле кон- Фазовый Температур- Поле Деформации центрацкк состав ное поле свойств и напряжения

Результаты расчетов

о I Цветные Эпюры и Деф орм и рова н н ая Таблицы

а • ° ! изолинии диаграммы модель результатов

£ ■ Представление результатов

Рис. 5. Блок - схема решения диффузионной задачи с помощью НИПК «Сварка»

Рис. 6. Блок - схема модуля расчёта концентрации диффузионного водорода НИПК «Сварка»

Выполнено сопоставление полученных с помощью разработанной программы расчётных результатов с экспериментальными данными, полученными из литературных источников, в частности, с экспериментальными данными Е. Та-кахаши о распределении водорода вдоль вертикальной оси многослойного шва (рис.7), а также с экспериментальными данными, полученными в лаборатории «Свариваемость» Э.Л.Макаровым и Н.И.Егоровым (рис. 8).

чета. Точками обозначены экспериментальные данные, линией - расчётные 10

Экспериментальные данные Е. Такахаши получены для шва, сваренного в щелевую разделку, экспериментальные данные Э.Л.Макарова и Н.И.Егорова получены для шва, сваренного в X — образную разделку.

Распределение после сварки

Концентрация водорода, смЗ/ЮОг

Распределение через 8 часов после сварки

25---------------

Концентрация водорода, смЗ/ЮОг

Рис.8. Сравнение экспериментальных данных Э.Л. Макарова и Н.И.Егорова и результатов расчета. Точками обозначены экспериментальные данные, линией - расчётные

На основании сопоставления сделан вывод о том, что программа позволяет получать достоверные расчётные результаты, и может быть рекомендована для практического применения.

Глава 4. Представлены проведённые расчёты по оценке влияния различных технологических параметров на процесс перераспределения и десорбции диффузионного водорода. Показано влияние на концентрацию диффузионного водорода начальной концентрации диффузионного водорода и влияние режимов термообработки на скорость выхода водорода из сварных соединений больших толщин (до 240 мм). С помощью программного комплекса «Сварка» проведен анализ технологии сварки корпусов реакторов типа ВВЭР-1000.

Диаметр свариваемых обечаек корпуса равен 5000 мм, толщина 235 мм.

Химический состав основного металла (сталь 15Х2МФА): С = 0.17%; 81 = 0.25 %; Мп = 0.52 %; Сг = 1.8 %; № = 0.25; Мо =0.68 %; V/= 0; V = 0.31 %; Б = 0.015 %; Р = 0.011 %.

Исходное состояние основного металла - закалка + высокий отпуск. Содержание остаточного металлургического водорода - 2 см3/100 г ме.

Сварка ведётся одновременно двумя автоматами под слоем флюса по внутренней и внешней разделках. Разделка щелевая, ширина разделки 36 мм. Параметры режима сварки: сварочный ток 800 А, напряжение 40 В, скорость сварки 18 м/ч, диаметр сварочной проволоки 5 мм, исходное содержание диффузионного водорода в шве 5 см3/100 г ме, погонная энергия 57600 Дж/см.

Химический состав сварочной проволоки (Св-08ХМ): С = 0.1 %; 81 = 0.3 %; Мп= 0.6 %; Сг = 1.2%; М=0.25 %; Мо=0.6%; 8=0.015%; Р=0.011%; А1=0.02%.

Параметры подогрева при сварке и послесварочного нагрева: предварительный подогрев до 250°С, сопутствующий подогрев 200 °С, послесварочный нагрев до 250°С в течение 48 часов. После заварки одной трети наружного шва сварку прерывают, и производится термообработка при температуре 650 °С.

При термообработке происходит десорбция водорода из сварного соединения.

Результаты моделирования (поле концентрации диффузионного водорода) представлены на рис. 9.

Затем производится заполнение внутреннего и наружного шва, при этом распределение диффузионного водорода в околошовной зоне имеет следующий вид (рис. 10).

2 Ж

ю со см

V

<

Сваоной шов

1ИН \ \ П. \ \ %

4—(—^ 3 .._.! V \ \ \ \ 0

1^3 ЕЕ 1 \ \ \ \ \ V

Н|ш"3"100гм]

МАХ = +3 5703

колошовная зона

Рис.9. Результаты моделирования диффузии водорода в НИГЖ «Сварка». Распределение концентрации водорода в сечении после сварки

После сварки, послесварочного нагрева и термообработки производится антикоррозионная аустенитная наплавка на внутреннюю поверхность обечайки. Применяется автоматическая наплавка ленточным электродом (07Х25Н13). Показано, что после аустенитной наплавки в поднаплавочном слое металла наблюдается повышенная концентрация диффузионного водорода (до 2.5 см3/100 г ме) вследствие задержки десорбции водорода с поверхности аустенитного слоя. В результате последующей термообработки и перераспределения водорода в основной металл его концентрация в поднаплавочном слое снижается до значений менее 1 см3/100 г ме.

Рис.10. Распределение диффузионного водорода в ОШЗ после сварки и по-слесварочного нагрева, распределение остаточных сварочных напряжений. 1 -концентрация водорода после сварки, 2 - концентрация водорода после послес-варочного нагрева, 3 - остаточные сварочные напряжения, 4 - вероятность образования холодных трещин (25%).

На рис.10 представлены эпюры распределения диффузионного водорода по толщине обечайки после окончания сварки (сплошная линия) и после завершения послесварочного нагрева до 230 °С в течение 28 часов (штриховая линия). Пунктирной линией показан критический уровень концентрации водорода - 1 см3/100 г ме. Показано также распределение остаточных сварочных напряжений. Буквами А отмечены опасные точки сварного соединения. Причиной образования "двойного пика" концентрации является то, что водород активно де-сорбирует с поверхностей металла сварного соединения и диффундирует в металл в центре шва, где концентрация водорода снижена в результате промежуточной термообработки.

Как видно из рис.10, зоны наибольшей концентрации диффузионного водорода в околошовной зоне совпадают с зонами наибольших растягивающих напряжений. В околошовной зоне имеется мартенситно - бейнитная структура. Это сочетание факторов обусловливает вероятность образования холодных трещин после окончания сварки. Расчет сварочных напряжений выполнен с помощью НИПК «Сварка», структура и вероятность холодных трещин рассчитаны с помощью инженерного программного комплекса «Свариваемость», разработанного в МГТУ им. Н.Э.Баумана.

На рис. 11 представлен график изменения концентрации диффузионного водорода в опасных точках сварного соединения и показано, что после 28 часов послесварочного нагрева происходит снижение концентрации диффузионного водорода ниже критической концентрации в 1 см3/100 г.ме., а следовательно устраняется причина образования холодных трещин.

Нд (ш3/100 г ме)

Рис. 11. Изменение концентрации диффузионного водорода в опасных точках сварного соединения (точки А на рис.10) в результате десорбции водорода с поверхностей сварного соединения

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Анализ литературных данных показывает, что диффузионный водород является одной из основных причин образования холодных трещин в сварном соединении НЛС. Существующие экспериментальные методы количественной оценки концентрации диффузионного водорода в различных зонах сварного соединения позволяют проводить только единичные эксперименты, носящие тестовый характер. Существующие в настоящее время упрощенные расчетные методы не позволяют получать результаты, пригодные для решения производственных технологических задач.

2. Анализ данных по диффузионным свойствам сталей показал, что они существенно зависят от температуры и в интервале 0 - 1500 °С могут изменяться в несколько раз. Указанное обстоятельство определяет необходимость использования численного решения уравнения диффузии в неизотермической и нелинейной постановке для анализа процессов перераспределения и десорбции диффузионного водорода в сварных соединениях. В работе исполь-

зовано представление материала совокупностью его структурных составляющих, позволяющее прогнозировать свойства материала через их соотношение и свойства при различных температурах.

3. Разработан алгоритм численного решения методом конечных элементов диффузионной задачи для неизотермического случая с учётом изменения коэффициента диффузии водорода, растворимости и фазового состава структуры в зависимости от температуры.

4. Разработанная модель реализована в виде модуля расчёта процессов диффузии и десорбции водорода, интегрированного в программный комплекс «Сварка», разработанный в МГТУ им. Н.Э.Баумана.

5. Верификация полученных результатов расчёта путём сопоставления с тестовыми экспериментальными данными позволила сделать вывод о достоверности расчётных результатов.

6. Выбраны температурный и концентрационный критерии водородной хрупкости, при которых исключается образование холодных трещин при сварке низколегированных сталей (соответственно нагрев выше 200 °С и концентрации диффузионного водорода ниже 1 см3/100 г мет), при которых прекращается действие дислокационного переноса атомарного водорода к границам бывших аустенитных зерен в околошовной зоне, являющихся местом зарождения очагов холодных трещин. Приведённые критерии рекомендовано использовать для выбора рациональных режимов предварительного, сопутствующего подогрева и послесварочного нагрева.

7. В результате проведённых расчётов определены рациональные режимы послесварочного нагрева, применяемого при сварке корпуса атомного реактора ВВЭР-1000, и показана возможность обеспечения снижения концентрации диффузионного водорода до безопасного уровня, исключающего возможность образования холодных трещин при сокращении послесварочного нагрева с 250 °С в течение 48 часов, рекомендуемых руководящими документами до температуры 230 °С в течение 28 часов. Ожидаемая экономия на затраты электроэнергии при сварке одного корпуса реактора составляет 40 млн. рублей.

8. Показано, что после аустенитной наплавки в поднаплавочном слое металла наблюдается повышенная концентрация диффузионного водорода (до 2.5 см3/100 г ме) вследствие задержки десорбции водорода с поверхности ау-стенитного слоя. В результате термообработки и перераспределения водорода в основной металл его концентрация в поднаплавочном слое снижается до значений менее 1 см3/100 г ме.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Оценка конструкционно - технологической прочности станины пресса средствами программного комплекса «Сварка»/ Э.Л. Макаров [и др]. // Сварочное производство,- 2003. -№ 1.- С. 14-16.

2. Пути обеспечения и методы оценки надёжности и ресурса сварных конструкций / Э.Л. Макаров [и др]. // Тезисы докладов ВНТК Сварка на рубеже веков. Москва. 2003. С. 7-8.

3. Программное обеспечение для моделирования комплекса физико - металлургических процессов при сварке / A.C. Куркин [и др]. // Тезисы докладов ВНТК Сварка на рубеже веков. Москва. 2003. С.9 - 10.

4. Розанов Д.С. Оценка НДС станины пресса средствами программного комплекса "Сварка"// Тезисы докладов ВНТК Сварка на рубеже веков. Москва. 2003. С. 10-11.

5. Розанов Д.С. Оценка напряженно - деформированного и водородного состояния сварного соединения крупногабаритной конструкции методом конечных элементов // Технология, оборудование и подготовка кадров в сварочном производстве: Сб. докл. ВНТК МАТИ - Сварка XXI века. Москва. 2003. С.315 -318.

6. Розанов Д.С. Методика расчёта концентрации диффузионного водорода в сварном соединении методом конечных элементов // Сварка и контроль - 2004: Сб. докл. ВНТК, поев. 150-летию Н.Г.Славянова.- Пермь. 2004. С. 119 - 121.

7. Розанов Д.С. Моделирование процесса перераспределения и десорбции диффузионного водорода при сварке// Будущее машиностроения России: Сб. трудов ВНТК молодых ученых и специалистов. Москва. 2008. С. 120 - 121.

8. Розанов Д.С. Применение метода конечных элементов для моделирования диффузии водорода при сварке // Машиностроительные технологии: Сб.тезисов докладов ВНТК, поев. 140 - летию высшего технологического образования в МГТУ им. Н.Э.Баумана. Москва. 2008. С. 160 - 161.

9. Макаров Э.Л., Розанов Д.С. Моделирование процесса перераспределения и десорбции диффузионного водорода при сварке// Сварка и Диагностика. -2009. -№2. -С. 58-59

10. Розанов Д.С. Методика расчета концентрации диффузионного водорода в сварном соединении // Будущее машиностроения России: Сб. трудов ВНТК молодых ученыхи специалистов. Москва. 2010. С. 109- 110.

11. Розанов Д.С. Расчетное обоснование режимов послесварочного нагрева при сварке крупногабаритных оболочковых сварных конструкций в энергетическом машиностроении // Сварка и Диагностика. -2011. -№3. -С. 47-49.

Подписано к печати 29.09.11. Заказ №674 Объем 1,0 печ.л. Тираж 100 экз. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., д.5 (499) 263-62-01

Содержание

Введение

Глава 1. Современные представления о влиянии водорода 8 на свариваемость легированных сталей при многопроходной сварке и образование холодных трещин в сварном соединении

1.1. Проблемы свариваемости низколегированных и 8 углеродистых сталей

1.2. Анализ факторов, ответственных за образование холодных 12 трещин

1.3. Источники диффузионного водорода при сварке

1.4. Влияние диффузионного водорода на образования. 20 холодных трещин в металле'сварных> соединений

1.5. Методики-определения начальной концентрации водорода 23 в сварном соединении

1.6. Насыщение сварных конструкций водородом в процессе их> 29 изготовления и эксплуатации

1.7. Методика определения коэффициента диффузии 36 водорода

1.8. Формализация моделей температурных зависимостей 43 коэффициента диффузии водорода

1.9. Перераспределение диффузионного водорода в 44 многослойном сварном соединении

1.10. Современные программные комплексы для 47 моделирования процессов, происходящих при многослойной сварке

Выводы главы (цели и задачи работы)

Глава 2. Математическое описание процессов диффузионного перераспределения водорода в сварном соединении

2.1. Основные закономерности диффузии водорода в-металле

2.2. Решение тепловой задачи

2.3. Решение диффузионной задачи

2.4. Формализация моделей температурных зависимостей 62 растворимости водорода

2.5. Критические характеристики водородного насыщения при 64 сварке НЛС

Выводы главы

Глава 3. Методика расчёта концентрации диффузионного водорода в многослойном сварном соединении ^реализация этой методики в научно - исследовательском программном комплексе «Сварка»

3.1. Подходы к моделированию физических процессов

3.2. Номенклатура исходных данных

3.3. Реализация методики расчета концентрации 79 диффузионного водорода в виде блока решения диффузионной задачи в научно - исследовательском программном комплексе «Сварка»

3.4. Тестирование работы модуля расчета диффузии водорода 81 в научно - исследовательском программном комплексе «Сварка»

Выводы главы

Глава 4. Разработка рекомендаций для многослойной сварки крупногабаритных сварных конструкций 4.1. Процесс насыщения водородом металла сварного шва при многослойной сварке.

4.2. Моделирование процессов диффузии и десорбции водорода при сварке корпуса реактора ВВЭР

4.3. Моделирование процессов диффузии и десорбции водорода 103 при наплавке аустенитного слоя на внутреннюю поверхность корпуса реактора ВВЭР

Выводы главы

Для изготовления ответственных сварных конструкций в настоящее время применяются высокопрочные низколегированные стали (НЛС). При производстве из них сварных конструкций наиболее частым дефектом являются холодные трещины в сварных соединениях.

Холодные трещины представляют собой локальное хрупкое разрушение, возникающее под воздействием собственных сварочных напряжений и деформаций.

Возникновение холодных трещин обусловлено факторами структуры, диффузионного водорода»и сварочных напряжений.[1, 2, 3, 4, 5].

В процессе сварки часто происходит образование закалочных структур в зоне термического влияния. Наиболее сложно структурный фактор формируется при многослойной сварке, когда происходит повторная закалка, а также имеют место, отпуск и старение различной степени.

Одним из основных факторов, обусловливающих образование холодных трещин, является диффузионный; водород, которым насыщается металл сварного соединения. Образование холодных трещин (ХТ) является проявлением «водородной хрупкости» металла.

Металл сварного соединения насыщается диффузионным водородом в основном через атмосферу сварочной дуги. Опасным является диффузионно - подвижный, то есть способный к диффузионному перемещению внутри кристаллической решетки при наличии градиентов концентрации, температуры и растворимости водород. Наиболее сложным с точки зрения определения концентрации диффузионного водорода в сварном соединении является процессы диффузии и десорбции водорода при многослойном сварном соединении. В этом случае необходимо одновременно рассматривать процессы диффузии водорода в околошовную зону, процесс диффузии водорода между валиками и одновременно процесс десорбции водорода с внешних поверхностей.

Структурный и водородный факторы являются необходимыми для образования холодных трещин. [1, 6, 7, 8]

Фактор остаточных сварочных напряжений определяется конструкцией изделия, режимом сварки и химическим составом, основного металла и сварочных материалов. Фактор напряжений является необходимым, но не достаточным для образования холодных трещин.

Одним из наиболее эффективных и надёжных способов исключения состояния водородной хрупкости металла при сварке является поддержание температуры сварного соединения выше определённой температуры до момента снижения максимальной концентрации водорода в сварном соединении ниже критического уровня путём низкотемпературного подогрева. Однако в настоящее время не имеется достаточно надёжных данных о распределении и* кинетике десорбции диффузионного водорода в сварных соединениях. Это приводит к чрезмерной температуре и времени выдержки- при послесварочном нагреве, что вызывает неоправданно большие энергозатраты.

В настоящее время для уменьшения концентрации диффузионного водорода применяется сопутствующий подогрев и послесварочный нагрев, однако их температуру и продолжительность назначают приближёнными инженерными* расчётами* и они часто являются завышенными. В связи с этим увеличивается стоимость производимых работ и снижается производительность труда.

В данной работе предлагается методика решения диффузионной задачи, которая позволяет определять концентрацию диффузионного водорода во время всего процесса сварки (включая предварительный, сопутствующий подогрев и послесварочный нагрев) в каждой точке сварного соединения при неограниченном количестве валиков для сварных соединений из низколегированной стали. Методика также позволяет определить количество водорода, десорбировавшего с внешних поверхностей. В диссертации разработаны научно обоснованные режимы сопутствующего подогрева и послесварочного нагрева, позволяющие снизить концентрацию диффузионного водорода ниже критической и предотвратить образование ХТ.

Общие выводы диссертации

1. Анализ литературных данных показывает, что диффузионный водород является одной из основных причин образования холодных трещин в сварном* соединении НЛС. Существующие экспериментальные методы количественной оценки концентрации диффузионного водорода, в различных зонах сварного соединения позволяют проводить только, единичные эксперименты, носящие тестовый характер. Существующие в настоящее время расчетные методы позволяют получать только качественные результаты, непригодные для решения производственных технологических задач.

2. Анализ, данных по диффузионным свойствам сталей показал, что они существенно зависят от температуры, и. в интервале 0 - 1500 °С могут изменяться в несколько раз. Указанное обстоятельство определяет необходимость использования численного решения уравнения диффузии* в неизотермической* и нелинейной постановке для анализа процессов перераспределения^ и десорбции диффузионного водорода в сварных соединениях. В работе использовано представление материала совокупностью его структурных составляющих, позволяющее прогнозировать свойства' материала- через их соотношение и свойства при, различных температурах.

3. Разработан алгоритм численного решения методом конечных элементов диффузионной задачи1 для неизотермического случая с учётом изменения коэффициента диффузии водорода, растворимости и фазового состава структуры в зависимости от температуры.

Разработанная модель реализована в виде модуля расчёта процессов диффузии- и десорбции водорода, интегрированного в программный комплекс «Сварка», разработанный в МГТУ им. Н.Э.Баумана.

Верификация полученных результатов расчёта путём сопоставления с тестовыми экспериментальными данными позволила сделать вывод о достоверности расчётных результатов. Выбраны температурный и концентрационный критерии водородной хрупкости, при которых исключается образование холодных трещин при сварке низколегированных сталей (соответственно нагрев выше 200 °С и концентрации диффузионного водорода ниже 1 см?/100 г мет), при которых прекращается действие дислокационного переноса атомарного водорода к границам- бывших аустенитных зерен в околошовной зоне, являющихся местом зарождения очагов холодных трещин. Приведённые критерии рекомендовано, использовать для выбора рациональных режимов предварительного, сопутствующего подогрева и послесварочного нагрева.

В результате проведённых расчётов определены рациональные режимы послесварочного нагрева, применяемого при сварке корпуса атомного реактора ВВЭР-1000, и показана возможность обеспечения снижения концентрации диффузионного водорода до безопасного уровня, исключающего возможность образования холодных трещин при сокращении послесварочного нагрева с 250 °С в течение 48 часов, рекомендуемых руководящими документами до температуры 230 °С в течение 28 часов. Ожидаемая экономия на затраты электроэнергии при сварке одного корпуса реактора составляет 40 млн. рублей.

8. Показано, что после аустенитной наплавки в поднаплавочном слое металла наблюдается повышенная концентрация диффузионного водорода (до 2.5 см3/100 г ме) вследствие задержки десорбции водорода с поверхности аустенитного слоя. В результате термообработки и перераспределения водорода в основной металл его концентрация в поднаплавочном слое снижается до значений менее 1 см3/100 г ме.

1. Макаров Э.Л. Холодные трещины при сварке легированных сталей:- М.: Машиностроение, 1981. - 248 с.

2. Егоров Н.И. Исследование распределения водорода при многослойной сварке среднелегированных сталей: Дисс. канд.техн.наук: 05.03.06.- М.: Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э.Баумана, 1981.- 236 с.

3. Потак Я.М. Хрупкие разрушения, в стальных изделиях. M:: Оборонгиз, 1955. - 347 с.

4. Методика количественной оценки склонности сталей к образованию холодных трещин при сварке/ H.H. Прохоров и др.

5. Сварочное пр-во. №9. -1958. - С. 12 - 20.

6. Макара» A.M. Трещины в околошовной, зоне легированных улучшаемых сталей. Юбилейный сборник, посвященный Е.О. Патону, 1951.

7. Козлов P.A. Водород при сварке корпусных сталей. -М.: Судостроение; 1969. -176 с.

8. Hydrogen induced cold cracking in alow alloy steels/ Savage W.E. and oth. //Welding Jornal. №9. -1976. P. 27-65.

9. ГОСТ 2601-84. Основные понятия и терминология в сварочном производстве.- М.: Издательство стандартов, 1987,- 52 с.

10. Справочник сварщика / Под ред. В.В. Степанова.- М.: Машиностроение, 1982.- 560 с.

11. Сварка. Резка. Контроль: Справочник. В 2-х томах / Под общ. ред. Н.П. Алешина, Г.Г. Чернышева. М.: Машиностроение, 2004. Т.1/ Н.П. Алешин и др. - 624 е.: с ил.

12. Макаров Э.Л., Коновалов А.В. Система«компьютерного анализа свариваемости и технологии сварки легированных сталей// Сварочное пр-во. -№3. -1995. -№3. С.6.

13. Сварка и свариваемые материалы: Справочник, В 3 т. / Под общ. ред. В.Н.Волченко,- М.: Металлургия, 1991.- Т1: Свариваемость материалов / Под ред. Э.Л.Макарова. 528 с.

14. Фролов В.В. Поведение водорода при сварке плавлением.- М.: Машиностроение, 1966.-156 с.

15. Виноград М:Н., Громова Г.П. Включения в легированных сталях и сплавах. -М.: Металлургия, 1972. -215 с.

16. Mallet M.W., Rieppel P.I. Arc atmospheres and under bead cracing // Welding Journal. 1946'. -№11. -P. 748 - 759.

17. Chew B. Prediction of weld metal hydrogen levels obtained under test conditions//Welding Journal. -1973. №9. -P.386-391.

18. Петров Г.Л., Миллион А. Процессы распределения водорода в сварных соединениях углеродистых и низколегированных сталей // Сварочное производство,- 1964.- №10,- С. 1-6.

19. Козлов Р.А. Водород при сварке корпусных сталей.- М.: Судостроение, 1969.- 176 с.

20. Технология электрической сварки? металлов и сплавов плавлением/ Под ред. академика; Б.Е. Патона. М.: Машиностроение, 1974. -768 с.

21. Макара A.M., Мосендз Н.А. Сварка высокопрочных сталей. -Киев: TexHiKa, 1971.-140 с.

22. Влияние подогрева на распределение; водорода; в сварных, соединениях высокопрочной стали/ Б.С.Касаткин и др.

23. Автоматическая; сварка.-1973,- № 12 С.63-64.

24. Явойский В.И. Микролокальное распределение водорода в сварных соединениях паропроводов //Труды МИСиС,-1973.- №74,-С:31-37.

25. Methodes recommandeses d'experession de la. teneur en hydrogéné du metal depose en une seule passé // Soudage et techn. connexes. -1977. -V31. -№7-8. -P. 298 -300.

26. Влияние влажности воздуха при сварке на сопротивляемость стали 18X2НЗМД образованию холодных трещин/ Э.Л. Макаров и. др. //Технологии судостроения. -1977. -№3. -С. 3-10.

27. Колачёв Б.А. Водородная хрупкость цветных металлов. -М:: Металлургия, 1985, 216 с.

28. Теория сварочных процессов / Под ред. В.В.Фролова.- М.: Высшая школа, 1988.-559 с.

29. Сварка и свариваемые материалы: В 3-х т. Т. 1. Свариваемость материалов: Справ, изд. / Под ред. Э.Л. Макарова. М.: Металлургия, 1991. 528 с.

30. Теория сварочных процессов: Учебник для вузов / А.В. Коновалов и*др.; Под ред. В.М. Неровного. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007.-752 е.: ил.

31. Satoru О., Masarino U. An examination of collecting mediums for determination of diffusion hydrogen in welded metals

32. Trans.Nat.Res.Inst.Metals. -1980. -V.22. -№2. -Pi 88-94.

33. The determination of hydrogen in mild; and low alloy, steel weld metals. Doc. I.I.W: -№ P-A-275-70. -1970. -P.18.

34. Вакуумный метод определения диффузионно подвижного водорода! применительно к ручной сварке штучными электродами. / A.M. Левченко,и др.// Труды ЛПИ. -1974. -№336. -С.3-6.

35. Petrov G: L., Levchenko A.V. Determination of diffusible hydrogen in welded joints by vacuum method,without mercury//Doc. IIW. -№11 -901 -79. -1979. -P.18.

36. Походня И.К., Пальцевич А.П. Хроматографический метод определения количества'диффузионного водорода в сварных швах //Авт. Сварка. -1980. -№1. -С. 37-39.

37. Barth C.F., Steigerwald Е.А., Troiano A.R. Hydrogen permeability and delayed failure of polarized martenstic steels// Corrosion. -1969. -№9. -P.353-358.

38. Leckie H.P. Effect of environment on stress induced failure of high strength maraging steels// Proc. Conf.Fandam. Aspects Stress Corros. Cracking. Ohio State Univ.Dep.Met. Eng. Houston Tex., -1969. P. 411417.

39. Absorption of hydrogen by cathodically protected steel /Hudson P.E. and oth. // Corrosion. -1968. -№7. -P. 189-196.

40. Vrable J.B. Stress corrosion and" hydrogen embrittlement of line-pipe steel in hydrogen underground» environments// Mater.Prot. and Perform. -1972. №2 . - P.23-27.

41. Канайкин В.А., Матвиенко А.Ф. Разрушение труб магистральных газопроводов (современные представления о коррозионном растрескивании- под напряжением). ЕкатеринбурпСпектр, 1997. -102с.

42. Герцкирен С.Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твёрдой фазе. М.: Физматиздат. 1960. - 564 с.

43. Шьюмон П. Диффузия в твёрдых телах. М:: Металлургия, 1966. -195 с.

44. Johnson E.W., Hill M.L. The diffusivity of hydrogen in alpha iron// Trans.Met.Soc.AJME. -1960. -V.6218, №6. -P. 1104.

45. Allen Booth, Hewitt J. A mathematical model deseribing the effects of micro - voids upon the diffusion of hydrogen in iron and steel// Act. Met. -1974. -V.22, №2. P. 171-175.

46. Moreton J., Сое F. R., Bonicrewski T. Hydrogen movement in weld metals (Part 1)//Metal Construction. -1971. -№5. -P. 185 187.

47. Moreton J., Сое F. R., Bonicrewski T. Hydrogen movement in weld metals (Part 2)11 Metal Construction. -1971. -№6. -P. 185 -187.

48. Макаров ЭЛ., Покидышев B;B., Егоров НИ. Определение коэффициента диффузии: водорода в условиях сварочного термического цикла// МиТОМ. -1981. -№7. -С.56 58.

49. Sykes С:, Burton Н.Н., Gegg С.С. Hydrogen in Steel Manufacture // J. Iron Steel Inst.- 1947.-V.156.- P.155.

50. Прохоров H.H. Физические процессы, в металлах при сварке. -М.: Металлургия, 1976. -600 с.

51. Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород вь металлах; иг сплавах: -М:: Металлургия, 1974. 272 с.

52. Кархин В.А. Разработка и совершенствование методов расчета концентрации напряжений; термодиффузионных игтермомеханических процессов'для?оценки«склонности« к образованию холодных трещин иусталости сварных соединений: Дисс.докт.техн.наук: 05.03.06. Л.:

53. Ленинградский государственный технический университет, 1991,- 296 с.

54. Во Ван Май. Исследование распределения водорода в сварных соединениях, выполненных многослойными швами// Труды ЛПИ; -1974. -№336. -С. 7-12.

55. Fujii Т. On the prevention of hydrogen induced weld craking in steel weldments// Doc. I.I.W. -1974. -№ IX - 876 - 74. -P. 33.

56. Компьютерное проектирование и подготовка производства сварных конструкций: Учебное пособие для вузов / С.А.Куркин и др.; Под ред. С.А.Куркина, В.М.Ховова.- М.: Изд-во МГТУ им.Н.Э.Баумана, 2002. 464 с.

57. Компьютерные программы для прогнозирования стойкости сварных соединений легированных сталей против образования холодных трещин / Э.Л.Макаров и др. // Изв. ВУзов. Машиностроение. -1988. -N 4. С. 118-122.

58. Макаров Э.Л., Глазунов С.Н. Экспериментально-расчетная методика определения структуры в околошовной зоне легированной стали//Сварочное производство. -1986. -№8. -С34-36.

59. Гордиенкова Т.И. Разработка подсистемы САПР "Расчет и оптимизация режимов сварки легированных сталей по комплексу показателей* свариваемости": Дисс. . канд. техн. наук: 05.03.06.- М.: МВТУ, 1988.-206 с.

60. Глазунов С.Н. Разработка экспериментально-расчетного метода оценки стойкости сварных соединений- легированных сталей против холодных трещин: Дисс. . канд. техн. наук: 05.03.06,- М:: МВТУ, 1986.-255 с.

61. Вялков В.Г. Разработка экспериментально-расчетного метода оценки стойкости однопроходных сварных соединений больших толщин легированных сталей против образования холодных трещин: Дисс. . канд.техн.наук: 05.03.06.- М.: МВТУ, 1986.-255 с.

62. Попова А.Е., Попов A.A. Диаграммы превращений аустенита в сталях и бета раствора в сплавах титана: Справочник термиста. М.: Металлургия, 1991. -503 с.

63. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. -544 с.

64. Рыкалин H.H. Расчеты тепловых процессов при сварке. М.: Машгиз,1951. -296 с.

65. ГОСТ 26388-84 Соединения сварные. Методы испытаний на сопротивляемость образованию холодных трещин при сварке плавлением. Издательство стандартов, 1985.

66. Voldrich C.B. Cold cracking in the heat affected zone// Welding Jornal. -1947. -№3. P. 24 - 26.

67. Винокуров B.A. Сварочные деформации и напряжения. Mi: Машиностроение, 1968. -235 с.

68. Куркин A.C., Киселев A.C. Разработка программного обеспечения для моделирования термонапряженного состояния деталей и его применение для повышения качества сварных конструкций // Труды МВТУ им. Н.Э.Баумана. -1988. -№ 511. С.89-105

69. Куркин A.C., Макаров Э.Л. Программный1 комплекс «Сварка» -инструмент решения практических задач сварочного производства //Сварка и диагностика. -2010. -№1. -С. 16-24.

70. Киселев A.C., Винокуров В.А., Куркин A.C. Зависимость временных напряжений в электрошлаковых сварных швах от размеров брусьев, ввариваемых в массивные детали // Вопросыповышения качества сварных конструкций: Сб. статей. М., 1990. - С. 107-113.

71. Препарата Ф., Шеймос М. Вычислительная геометрия. М.: Мир, 1989.-478 с.

72. Дэшман С. Научные основы вакуумной техники.- М.: Мир, 1964.715 с.

73. Armbruster М.Н. Hydrogen in Fe, Ni and certain steels // J. Amer. Chem. Soc.-1943,-V.65.- P. 1043.

74. Geller W., Tak-Ho Sun. Einfluß von Legierungzusätzen auf die Wasserstoffdiffusion im Eisen und Beitrag zum System Eisen-Wasserstoff //Arch, für Eisenhütt.-1950.- Bd.21.- S.423.

75. Liang G., Bever M.B., Floe C.F. The Solubility of Hydrogen in Molten Iron-Silicon Alloys// Metals Technology.- 1946.-V. 13.- P. 1975.

76. Морозов A.H. Водород и азот в стали,- М.: Металлургия, 1968.283 с.

77. Гельд П.В., Рябов P.A., Кодес Е.С. Водород и> несовершенства структуры^металла.- М.: Металлургия, 1979:-221 с.

78. Анисимов Б.В., Белов Б.И;, Норенков И.П. Машинный расчет элементов ЭВМ:- М.: Высшая школа, 1976.- 336 с.

79. Сьярле Ф. Метод конечных элементов для эллиптических задач.-М.: Мир, 1980.-512 с.

80. Takahashi Е., Iwai К., Horitsuji Т. Prevention of the Transverse cracks in Heary Section Butt Weldment of 2.25Cr 1Mo steel through low temperature postweld heat treatment (Report 1)//Trans. Jap. Weld. Soc. -1979. -V10, №2. -P. 20-27.

81. Takahashi E., Iwai K., Horitsuji T. Prevention of the Transverse cracks in Heary Section Butt Weldment of 2.25Cr 1Mo steel through low temperature postweld heat treatment (Report 2)11 Trans. Jap. Weld. Soc. -1979. -V10, №2. -P. 20-27.

82. Авт. свид. №1073619 от 15.10.1983. Способ определения содержания диффузионного водорода в металлических изделиях/ Э.Л. Макаров и др.// Бюллетень изобретений. -1984. -№9.

83. Макаров Э.Л., Егоров Н.И. Распределение водорода в многослойных сварных соединениях легированных сталей

84. Сварочное производство. -1984. -№3. -С. 3-6.