34 35
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 сосредоточивается 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. 4.3, а), а в широком – в верхней части (рис. 4.3, б). Вслед-
ствие этого влияние примесей в широком шве менее
опасно.
ба
Рис. 4.3. Влияние формы шва на химическую неоднородность
(ликвацию) металла:
а – узкий шов; б – широкий шов
При сварке сплавов на основе железа кристаллы имеют аустенитную
структуру при первичной кристаллизации. В процессе дальнейшего ох-
лаждения у этих сплавов происходят аллотропические превращения
-же-
леза в
-железо с появлением новых образований в пределах первичного
зерна аустенита. Этот процесс называется вторичной кристаллизацией,
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 представляет собой иглообразное расположение
структурных составляющих. На этом участке, представляющем собой
тонкую переходную полоску от
металла шва к основному металлу, и про-
исходит собственно сварка, т. е. формирование кристаллов шва на час-
тично 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.
2. Формирование структуры металла в зоне
термического влияния сварных соединений
Зона термического влияния (ЗТВ) является обязательным спутни-
ком сварного шва при всех способах сварки плавлением и давлением,
кроме холодной сварки. Эта
зона охватывает основной металл, не рас-
плавляющийся в процессе сварки и сохраняющий неизменным свой хими-
ческий состав, но изменивший свою структуру и механические свойства
вследствие нагрева и охлаждения (термообработки) в процессе сварки.
Прочность сварного соединения и его эксплуатационные свойства
во многом зависят от структурных изменений, которые происходят в ЗТВ.
Строение и
размеры ЗТВ зависят от химического состава и теплофизи-
ческих свойств свариваемого металла, мощности источника теплоты,
степени его концентрированности, скорости движения и других факто-
ров. Ширина ЗТВ меняется от 1…3 мм при ручной дуговой сварке
до 20 мм и более – при электрошлаковой сварке.
Термический цикл любой точки металла сварного соединения ха-
рактеризуется максимальной температурой
нагрева, длительностью на-
грева до определенной температуры и скоростью охлаждения. Для ЗТВ
характерно неравномерное распределение максимальных температур
нагрева (рис. 4.4).
Результат теплового воздействия на металл в ЗТВ зависит от его
отношения к термообработке. В зависимости от способа и погонной энер-
гии сварки возможны два предельных случая:
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
