40 41
Таким образом, зона термического влияния неоднородна по струк-
туре и механическим свойствам. Наиболее ослабленным является учас-
ток перегрева, а наилучшие механические свойства имеет участок нор-
мализации. В целом механические свойства ЗТВ хуже, чем у основного
металла, поэтому ее размеры необходимо ограничивать.
Чувствительность стали к изменению термического цикла сварки
зависит от содержания в
ней углерода, а также элементов, повышающих
ее прокаливаемость и склонность к перегреву.
В сварных соединениях низкоуглеродистой и большинства низко-
легированных сталей рост зерна в околошовной зоне не оказывает за-
метного влияния на свойства металла.
При сварке углеродистых и особенно легированных сталей быст-
рое охлаждение околошовной зоны вызывает часто закалку металла
и
образование структур, имеющих значительные твердость и хрупкость.
В этих случаях для улучшения структуры и свойств ЗТВ применяют тер-
мическую обработку, обычно высокий отпуск.
В последние годы в строительстве возрос объем сварочных работ
с применением углеродистых и низколегированных сталей, поставляе-
мых в термоупрочненном состоянии. По сравнению с горячекатаным тер-
моупрочненный металл (закаленный
и отпущенный при определенной
температуре) имеет более высокие механические свойства и более низ-
кую температуру хладноломкости.
При сварке такой стали в зоне термического влияния может наблю-
даться разупрочнение (рис. 4.7). Протяженность разупрочненной зоны
(«мягкой прослойки») и величина разупрочнения оказывают большое
влияние на прочностные свойства сварного соединения. При правиль-
ном выборе сварочных материалов и
режимов сварки прочность свар-
ных соединений может быть практически равной прочности основного
металла, если протяженность разупрочненного участка и величина ра-
зупрочнения малы.
При сварке давлением (например, контактная сварка) сварной шов
может иметь как литую структуру, так и пластически деформированную.
Например, при контактной точечной сварке прохождение тока вызывает
разогрев и расплавление металла в
зоне сварки, создающее ядро сварной
точки. Точечная сварка низкоуглеродистой стали без расплавления ме-
талла хотя и возможна, но недостаточно надежна и поэтому на практике
почти не применяется.
H
V
, кгс/мм
2
H
V
, кгс/мм
2
Рис. 4.7. Схема возможных вариантов распределения твердости
в сварном соединении:
ОМ – основной металл, cв. шов – сварной шов,
ЗТВ – зона термического влияния
Диаметр ядра, определяющий, в основном, прочность сварной точ-
ки, зависит от диаметра рабочей поверхности электрода, толщины лис-
тов, давления, силы тока и времени его прохождения. При неправильно
подобранном режиме сварки может не произойти достаточного расплав-
ления металла и получается непроваренная точка. Когда ядро расплавля-
ется, прилегающая к нему по окружности зона
металла находится в пла-
стическом состоянии и плотно сжимается давлением электродов. Давле-
ние создает уплотняющее кольцо пластического металла, удержива ющего
жидкий металл ядра. При недостаточном давлении уплотняющее кольцо
не может удержать жидкий металл ядра и происходит внутренний выб-
рос (выплеск) металла в зазор между листами.
Кристаллизация жидкого металла происходит так же, как и
при элек-
тродуговой сварке, т. е. от поверхности ядра к его середине. Ядро имеет
столбчатую дендритную структуру. При охлаждении и затвердевании
происходит уменьшение объема расплавленного металла ядра. В резуль-
тате в центральной части ядра могут образовываться усадочная ракови-
на, пористость и рыхлость металла. Чем толще металл, тем сильнее
неблагоприятное влияние усадки. Наиболее
надежным способом борь-
бы с этим явлением может служить повышение рабочего давления.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
