Термические циклы в различных точках зоны влияния при мно­гослойной сварке короткими участками неодинаковы. Температура точек, расположенных в околошовной зоне 1-го слоя (фиг. 152,(3, кривая 3), при укладке 1-го слоя быстро возрастает

выше АСз, затем быстро падает (значительно быстрее, чем при одно­проходной сварке листов данной толщины). Особенность темпера­турного режима многослойной сварки короткими участками со­стоит втом, что тепло 2-го слоя не дает металлу околошовной зоны 1-го слоя охладиться ниже определенной температуры. Тепло 2-го слоя вновь повышает температуру околошовной зоны 1-го слоя (при очень коротких участках может снова произойти перекристал­лизация).

После заварки 2-го слоя ■ околошовиая зона, испытывающая сов­местное воздействие тепла обоих слоев, охлаждается медленнее, чем после заварки 1-го. Температурные воздействия по мере уклйдки слоев многослойного шва ослабевают: максимальные температуры околошовной зоны 1-го слоя при заварке последующих слоев пони­жаются, а минимальные повышаются (фиг. 152, в). Процесс стре­мится к установившемуся состоянию, при котором околошовиая зона 1-го слоя поддерживается при мало изменяющейся температуре. После окончания сварки околошовная зона всего шва медленно охлаждается, так как за время укладки всех слоев в шов было введено много тепла.

Термический цикл околошовной зоны 1-го слоя при многослойной сварке короткими участками может быть представлен схематически быстрым нагревом, быстрым охлаждением до определенной темпе­ратуры Тв и последующей выдержкой в течение сравнительно дли­тельного времени (нескольких минут) выше этой температуры (фиг. 166,а).

Воздействие такого термического цикла на структуру околошовной зоны углеродистой или низколегированной кон­струкционной стали обладает рядом особенностей. Длительность tH нагрева выше Ас3 невелика, поэтому нельзя ожидать значитель­ного роста аустенитного зерна. Скорость охлаждения велика, поэтому, если околошовная зона 1-го слоя переохладится ниже температуры мартенситной точки М, возможна местная закалка. Режим сварки короткими участками можно подобрать так, чтобы околошовная зона не охлаждалась ниже температуры Тм начала мартенситного превращения (для большинства марок стали перлит­ного класса эта температура колеблется в пределах 200—350°).

Переохлажденный аустенит, выдерживаемый в нижнем субкрити­ческом промежутке температур (от TmiXl до Тм) в течение определен­ного времени (зависящего от марки и даже от плавки стали), рас­падается, образуя игольчатый троостит, обладающий сравнительно высокой пластичностью при высокой прочности и твердости (изотер­мическая закалка). Металл зоны термического влияния при много­слойной сварке короткими участками может подвергаться термиче­скому циклу, соответствующему изотермической закалке, при однопроходной же сварке такой температурный режим не дости­гается.

Режим многослойной сварки короткими участками целесообра­зен при сварке сталей, способных к резкой закалке и чувств и тельных к росту зерна при перегреве.

Температура околошовной зоны последнего слоя (фиг 166,6 или фиг. 452,в, кривая 5) при укладке первых слоев медленно возрастает. По мере укладки последующих слоев темпе­ратура околошовной зоны последнего слоя постепенно повыша­ется. Последний слой укладывают на металл, подогретый теплом предыдущих слоев. Температура его околошовной зоны возра­стает выше точки] Л с3 и затем падаетj со скоростью, значительно

Фиг 166. Термический цикл околошовной зоны при многослойной сварке

короткими участками

а—первого с поя—тонка I о— последнего слоя^—■ і очка *5.

меньшей скорости охлаждения 1-го сюя После окончания сварки температура по всему сечению шва выравнивается, и околошов — ные зоны всех слоев охлаждаются одинаково (фиг. 152, в, кривые 3 и 5, при Г>9 мин.).

Длительность tH нагрева околошовной зоны последнего слоя выше температуры Ас3 больше, чем для зоны 1-го слоя. Поэтому рост зерна в стали, чувствительной к перегреву, более вероятен в около — шовной зоне последнего слоя. Термический цикл зоны последнего слоя близок к термическому циклу при наплавке валика на подогре­тый металл. Длительность пребывания околошовной зоны последнего слоя при температурах выше точки М значительна вследствие мед­ленного совместного охлаждения всего многослойного шва, обуслов­ленного большим количеством тепла, введенного в изделие при заварке всех слоев.

После заварки последнего слоя в шои более не поступает тепло, которое могло бы замедлить охлаждение околошовной зоны или про­длить пребывание переохлажденного аустенита при температурах выше точки М. Охлаждение зоны несколько замедляется укладкой на поверхность шва так называемого отжигающего валика, который лишь незначительно увеличивает длительность пребывания около­шовной зоны в аустенитной фазе— Ґ* вместо (фиг. 166,6).

Режим многослойной сварки более гибок, чем однопроходной, так как он имеет два параметра регулирования — погонную энергию (сечение слоя) и длину участка. Однопроходная сварка проще и экономичнее и ее применяют, когда это позволяет характер реакции свариваемой стали на термический цикл нагрева и охлаждения.

При многослойной сварке короткими участками можно выделить два основных расчетных параметра, определяющих влияние терми* ческого цикла на структуру шва (фиг. 166, а):

а) температуру охлаждения Тв 1-го слоя;

б) длительность tB нагрева околошовной зоны выше темпе» ратуры Тв.

Если скорость охлаждения 1-го слоя велика и аустенит не успе­вает распасться в верхнем субкритическом промежутке, следует опре­делить наименьшую температуру Тв охлаждения околошовной зоны после укладки 1-го слоя. Если эта температура ниже температуры точкиМ, произойдет мартенситное превращение. Если же Тв^>Тм> необходимо рассчитать общую длительность ^нагрева околошовной зоны выше температуры, превышающей на 50—100° температуру точки М, и сравнить ее с длительностью изотермического распада аустенита данной марки стали при той же температуре. Иногда температуру ох­лаждения 1-го слоя выбирают несколько выше температуры Тх вероят­ного образования холодных трещин (60—200°) в конструкционной стали. Термический цикл регулируют выбором параметров режима: погонной энергии (количества слоев), длины участка или температуры подогрева.