Возможность образования горячих трещин в шве определяется следующими факторами:
1) величиной и характером пластических деформаций, возникающих в металле шва при кристаллизации;
2) скоростью (темпом) нарастания этих деформаций;
3) деформационной способностью металла шва в температурном интервале образования горячих трещин.
Величина и характер пластических деформаций при кристаллизации шва зависят от относительного изменения объема металла. Объем металла с уменьшением температуры уменьшается, во время структурного превращения аустенита в мартенсит (перлит) увеличивается, а при переходе металла из жидкого состояния в твердое уменьшается скачкообразно.
Если бы сокращение объема металла происходило в свободном состоянии, то в металле не возникало бы никаких напряжений и деформаций. Однако в условиях сварки изменение объема металла в зоне сварного шва сдерживается окружающими участками основного металла.
Определение фактических деформаций кристаллизующегося и остывающего металла шва имеет существенное значение для оценки вероятности появления горячих трещин, так как последние могут образоваться только в том случае, если в металле шва возникнут деформации растяжения, превышающие деформационную способность материала при данной температуре.
Так как металл шва связан с основным металлом, то фактическая деформация его может существенно отличаться от температурных деформаций для отдельно выделенного участка металла шва.
Под действием сварочного источника тепла температура основного металла также изменяется, причем некоторые участки его в данный момент времени остывают и в связи с этим укорачиваются, но с другой скоростью, чем остывающий металл шва, а более удаленные участки продолжают нагреваться и, следовательно, расширяются.
Если в каждый момент времени деформации расширения были бы равны деформациям укорочения, то шов не испытывал бы растяжения. Необходимым условием возникновения горячих трещин является наличие существенной разницы между фактическими деформациями кристаллизующегося и остывающего металла шва и теми тепловыми деформациями, которые имели бы место в том случае, если бы металл шва претерпевал укорочение, пропорциональное снижению температуры в процессе его охлаждения.
