В основе предлагаемого способа оценки технологической прочности металла швов при сварке лежат те же теоретические положения, что и в описанных выше методиках МВТУ и ИМЕТ, однако по схеме испытания, форме образцов и конструкции машин он имеет существенные отличия.
При наложении контрольного шва в задней части сварочной ванны непрерывно образуется и перемещается вслед за дугой слой металла, имеющий двухфазное твердо-жидкое состояние и обладающий низкой пластичностью. Этот слой имеет сложную форму, повторяющую очертания задней части сварочной ванны, и заключен между двумя изотермическими поверхностями, соответствующими верхней и нижней границам температурного интервала хрупкости. При испытании металл шва в процессе кристаллизации непрерывно подвергается поперечным деформациям, в результате действия которых в шве может образоваться продольная кристаллизационная трещина.
Начальную скорость поворота образцов со, а следовательно, и скорость деформации выбирают настолько большой, чтобы возникновение трещины было неизбежно, а по мере передвижения дуги вдоль образца возможность ее образования монотонно уменьшалась. Возникшая в начале шва трещина развивается вглубь кристаллизирующегося металла вслед за перемещающейся дугой. Крутящий момент, необходимый для поворота образцов, в этом случае незначителен, так как шов за дугой полностью разделен продольной трещиной, жидкая сварочная ванна деформируется свободно, а сопротивление вращению оказывает только слой металла, находящийся в температурном интервале хрупкости (ТИХ). Так как в процессе сварки скорость поворота и пропорциональная ей скорость деформации постоянно уменьшаются, то с некоторого момента времени последняя станет настолько малой, что металл, находящийся в ТИХ, выдержит такую деформацию без образования трещин. Произойдет схватывание, и начнется пластическая деформация упрочнившегося в результате охлаждения металла. Это вызовет резкое увеличение мощности, расходуемой приводным электродвигателем. Момент схватывания регистрируется самопишущим прибором по возросшему току якоря электродвигателя. Одновременно по показаниям тахогенератора фиксируется критическая угловая скорость поворота, с которой прекратилось распространение трещины. Связь между С и Л устанавливается для различных схем испытания на основе простейших геометрических соотношений.
Таким образом, по методике ЖдМИ испытанию подвергается слой металла шва, находящийся в ТИХ, тогда как основной металл образцов или металл шва, охладившийся ниже ТИХ, деформации не подвергается, и от их свойств результаты испытаний не зависят. Это свидетельствует о достаточной «чистоте» постановки эксперимента и приближении его условий к реальным условиям исследуемого явления, чего не удается достигнуть при использовании других методов испытаний. Воспроизводимость результатов при повторных испытаниях по методике ЖдМИ в одинаковых условиях проверена экспериментально. Данные испытаний показывают, что разброс результатов не превышает 7%. Положительные результаты исследования новой методики явились основанием для использования ее в дальнейшем при изучении технологической прочности сталей, а также некоторых сплавов, рекомендуемых для наплавки.
Ниже представлены результаты исследований влияния сильных карбидообразующих элементов (Ti, Nb) на первичную структуру и технологическую прочность металла шва при сварке сталей под керамическим флюсом.