Составители:
6 7
ляет собой рост кристаллов в результате присоединения к их поверхнос-
ти атомов из окружающего расплава.
Для большинства сварных швов характерна столбчатая структура.
Рост столбчатых кристаллов в сварочной ванне начинается от частично
оплавленных зерен основного металла. На них, как на своеобразной под-
кладке, начинают свой рост первичные кристаллы, количество которых
ограничено. Кристаллы развиваются
нормально к поверхности охлаж-
дения, в направлении, обратном отводу тепла, – в глубь жидкого металла
ванны. В результате они приобретают столбчатую форму (рис. 1.2).
Металл шва
Основной металл
Рис. 1.2. Схема роста кристаллов от границы сплавления
в сварочной ванне
Размеры столбчатых кристаллов зависят от способа и режимов свар-
ки. Снижение температуры ванны и длительности пребывания металла
в жидком состоянии способствует образованию крупных кристаллов.
Рост столбчатых кристаллов способствует уда лению из расплавлен-
ного металла газов и шлаковых включений. Поскольку температура кри-
сталлизации зависит от чистоты металла, то в первую очередь затверде-
вает
менее загрязненный примесями металл. В процессе затвердевания
сварных швов перед фронтом растущих кристаллов маточный раствор
непрерывно обогащается примесями. В последнюю очередь затвердева-
ет средняя часть шва, в которой сосредотачивается максимальное коли-
чество примесей. Химическая неоднородность, называемая ликвацией,
снижает механические свойства металла шва, так как ослабляет связь
между кристаллами и является одной из
причин возникновения горячих
(межкристаллизационных) трещин. Ликвация зависит от формы шва.
В узком шве максимальное количество примесей концентрируется в сред-
ней части (рис. 1.3, а), а в широком – в верхней части (рис. 1.3, б). Вслед-
ствие этого влияние примесей в широком шве менее опасно.
б а
Рис. 1.3. Влияние формы шва на химическую неоднородность (ликвацию)
металла: а – узкий шов; б – широкий шов
При сварке сплавов на основе железа кристаллы имеют аустенит-
ную структуру при первичной кристаллизации. В процессе дальнейшего
охлаждения у этих сплавов происходят аллотропические превращения
-железа в -железо с появлением новых образований в пределах первич-
ного зерна аустенита. Этот процесс называется вторичной кристаллиза-
цией, а возникающая в результате структура – вторичной структурой.
По химическому составу металл шва представляет собой нечто сред-
нее между основным и электродным металлом (с учетом возможного
выгорания легирующих элементов, окисления и азотирования за счет
окружающей
среды).
Участок неполного расплавления представляет собой узкую по-
лоску металла, в которой он в процессе сварки находится в твердожид-
ком состоянии. За время контакта жидкой и твердой фаз в нем протекают
диффузионные процессы и развивается химическая неоднородность,
а структура металла напоминает видманштеттову структуру (иглообраз-
ное расположение структурных составляющих). На этом участке,
пред-
ставляющем собой тонкую переходную полоску от металла шва к основ-
ному металлу, и происходит собственно сварка, т. е. формирование кри-
сталлов шва на частично оплавленных зернах основного металла.
Свойства этого участка и металла шва во многих случаях оказыва-
ют решающее влияние на работоспособность сварного соединения, так
как здесь часто образуются
трещины, ножевая коррозия, хрупкие разру-
шения и т. п. Ширина участка неполного расплавления невелика
и для дуговой сварки составляет примерно 0,1…0,5 мм.
Далее следует околошовная зона, называемая зоной термического
влияния (ЗТВ).
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- …
- следующая ›
- последняя »
