Для определения со построен график f(1/0); у/s характеризует относительную толщину слоя наплавленного металла при многослойной сварке (рис. 134).
При многослойной сварке стыковых и угловых швов расчетная скорость охлаждения при сварке первого слоя шва вычисляется по формуле (42). Для погонной энергии вводится поправочный коэффициент k1 учитывающий разделку шва, и коэффициент приведения толщины k2:
При сварке первого слоя стыкового соединения k1= k2 = 180°/( 180°-а),
где а -угол разделки кромок.
Для расчета скорости охлаждения при сварке первого слоя шва в формулы (41) и (42) подставляют не истинные значения погонной энергии qn и толщины металла s, а приведенные qnpив = k1qn; Snpив = k2s.
При сварке закаливающихся сталей возникает необходимость расчета времени пребывания металла шва и различных участков зоны термического влияния выше температуры Т. При наплавке валика на массивное изделие длительность нагрева выше температуры Т вычисляется по формуле
при однопроходной сварке со сквозным проплавлением листов толщиной s
где f2 и fз - коэффициенты, пропорциональные безразмерным длительностям нагрева, определяемые по номограмме (рис. 135) в зависимости от безразмерной температуры θ:
Tmax - максимальная температура нагрева металла в рассматриваемой точке при наплавке валика на массивное тело
а при однопроходной сварке встык
где r и у - расстояния от рассматриваемой точки до оси шва; см; b = 2p1/(cps); а - коэффициент температуропроводности, а=λ/(ср).
Двучлен в скобках учитывает интенсивность теплоотдачи с поверхности.
Сварка на режимах, при которых скорость охлаждения околошовной зоны выше верхнего предела, вызывает резкое снижение пластичности металла зоны термического влияния из-за ее закалки; режимы, приводящие к слишком малой скорости охлаждения, снижают пластичность и вязкость сварного соединения из-за чрезмерного роста зерна.
При сварке в зимних условиях многие углеродистые и низколегированные стали способны переходить в хрупкое состояние, что создает опасность разрушения конструкции в процессе ее изготовления или эксплуатации. Вероятность хрупкого разрушения тем больше, чем ниже температура окружающего воздуха. Для районов Крайнего Севера, где сооружаются резервуары, используют стали с низким порогом хладноломкости. Но даже при этом для стали классов С52/40 включительно при температуре ниже -25 °С, а для стали классов С60/45 при температуре ниже 0 °С запрещаются ударные воздействия при изготовлении и монтаже, а также резка на ножницах и продавливание отверстий. Эти условия соблюдаются при сооружении магистральных трубопроводов и других конструкций.
Одной из особенностей сварки при отрицательной температуре является также возможность образования в швах горячих трещин. Это связано с тем, что в результате повышения скорости охлаждения возрастает и скорость упругопластической деформации в зоне температур, при которых нагретый металл может находиться в хрупком состоянии. Трещины могут образоваться под действием возникающих при этом усадочных напряжений. Скорость упругопластической деформации при охлаждении можно определить по формуле
dl/dt = a(T)dT/dt,
где l - линейная деформация; а(Т)-коэффициент линейного расширения.
После подстановки значения dT/dt из выражения (42) получим
На сварочный процесс существенное влияние оказывает ветер. Горение электрической дуги невозможно поддержать при скорости ветра 13 м/с. При скорости ветра 10 м/с прекращаются сварочные работы, так как исследования качества сварных швов при скорости ветра 2,5-9 м/с дали следующие результаты. При химическом анализе металла шва было установлено, что повышение скорости ветра приводит к снижению содержания элементов, раскисляющих металл шва - марганца (от 0,48 до 0,27 %) и кремния (от 0,15 до 0,07 %), а также к повышению содержания азота (от 0,016 до 0,035 %). Эти приводит к понижению относительного удлинения наружных волокон шва при изгибе от 45 до 23 %, и в металле шва увеличивается число пор. Следовательно, по мере возрастания скорости ветра качество сварного шва ухудшается, что объясняется снижением защитного действия газовой фазы дуги при сварке открытой дугой. Приведенные данные показывают на необходимость защиты свариваемой поверхности и рабочего места сварщика ограждением от сильного ветра, сквозняков, дождя и снега. При температуре наружного воздуха - 15 °С и ниже рекомендуется иметь вблизи рабочего места сварщика устройство для обогрева рук, а при температуре ниже - 40 °С - теплое помещение. На монтажной площадке сварочные материалы (электроды, флюс, проволока) должны храниться раздельно по маркам и партиям в теплом и сухом помещении. Флюс следует хранить в закрытой таре. Для работы электроды и флюсы необходимо предварительно просушить и прокалить по режимам, указанным в технических условиях и паспортах, и хранить отдельно от непросушенных и непрокаленных. Просушенные и прокаленные флюс и электроды доставляют на место сварки в количестве, необходимом для работы в одну смену. Для сварки стали класса С60/45 электроды требуется подавать непосредственно из сушильной печи с температурой не ниже 45 °С и использовать в течение 2 ч. У рабочего места сварочные материалы хранят в условиях, исключающих увлажнение. | 
