скрыть подразделы

Главная страница » Строение сварного шва


Строение сварного шва

Строение сварного шва после затвердевания и распределения температуры малоуглеродистой стали на рис. 1. Наплавленный металл 2 получается в результате перевода присадочного и частично основного металлов в жидком состоянии, образования жидкой ванночки и последующего затвердевания, в процессе которого расплавленный металл соединяется с основным 1. В узкой зоне сплавления 3 кристаллизуются зерна, принадлежащие основному и наплавленному металлу. Во всяком сварном шве образуется зона термического влияния 4, которая располагается в толще основного металла. В этой зоне под влиянием быстрого нагрева и охлаждения в процессе сварки изменяется лишь структура металла, а его химический состав остается неизменным.

Рис. 1. Строение шва

Свойства металла в зоне шва определяются условиями плавления, металлургическо обработки основного и присадочного металлов и кристаллизации металла шва при охлаждении. Свойства сварного соединения в целом определяются характером теплового воздействия на металл в околошовных зонах.

Во время плавления основной и присадочный металлы сильно перегреваются иногда до температур, близких к температуре кипения. Это приводит к испарению металла и изменению химического состава. Наличие газовой атмосферы вокруг плавящегося металла приводит в ряде случаев к окислению, взаимодействию металла с азотом и растворению в металле газов. Все это изменяет химический состав наплавленного металла, создает в нем окислы и другие неметаллические включения, поры и трещины. Чем чище наплавленный металл, тем выше механические свойства сварного шва.

С целью повышения качества наплавленного металл вокруг жидкого металл создают специальную газовую атмосферу, защищающую его от воздействия воздуха, раскисляют и прикрывают жидкую ванночку специальными шлаками.

Строение сварного шва после затвердевания и распределения температуры в малоуглеродистой стали на рис. 2. Зона 1 примыкает непосредственно к металлу шва. Основной металл на этом участке в процессе сварки частично расплавляется и представляет собой смесь твердой и жидкой фаз.

Рис. 2 – Структурные превращения в малоуглеродистой стали в зоне термического влияния (1- полного расплавления, 2 -перегрев, 3 – нормализации, 4 неполной перекристаллизации, 5 рекристаллизации, 6 – синеломкости).

Наплавленный металл имеет столбчатое крупнозернистое строение, характерное для литой стали. Если наплавленный металл или соединенный с ним участок был перегрет, то при охлаждении на этом участке (зона 2) зерна основного металл (малоуглеродистой стали) образуют грубо игольчатую так называемую видманштетную структуру.

Металл этой зоны обладает наибольшей хрупкостью и является самым слабым местом сварного соединения. В зоне 3 температура металл не превышает 1100 оС. Здесь наблюдается структура нормализованной стали с характерным и мелкозернистым строением. Металл в этой зоне имеет более высокие механические свойства (в сравнении с металлом первых двух зон).

В зоне 4 происходит неполная перекристаллизация стали, на нагретой доя температуры, лежащей между критическими точками Ас, и Ас3. На этом участке после охлаждения наряду с крупными зернами феррита образуются мелкие зерна феррита и перлита. Металл этой зоны также обладает более высокими механическими свойствами.

В зоне 5 структурных изменений в стали не происходит, если сталь перед сваркой не подвергалась пластической деформации. В противном случае на этом участке наблюдается рекристаллизация.

В зане 6 сталь не претерпевает видимых структурных изменений. Однако на этом участке наблюдается резкое падение ударной вязкости (синеломкость).

Структурные изменения основного металла в зоне термического влияния незначительно отражаются на механических свойствах малоуглеродистой стали при сварке ее любыми способами. Однако при сварке некоторых конструкционных сталей в зоне термического влияния возможно образование закалочных структур, которые резко снижают пластические свойства сварных соединений и часто являются причиной образования трещин.

Размеры зоны термического влияния зависят от способа и технологии сварки и рода свариваемого металла. Так, при ручной дуговой сварке стали тонкообмазынными электродами (обмазку применяют в виде покрытия для защиты сварного шва от воздействия внешней среды) и при автоматической сварке стали под слоем флюса размеры зоны термического влияния минимальны (2-2,5 мм); при сварке электродами с толстой обмазкой протяженность этой зоны равна 4-10 мм, а при газовой сварке – 20-25 мм.

Просмотров: 16081    Создан: 2013-02-24    Источник: Технология металлов и сварка - П.И. Полухин

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus