ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка плавлением из "Технология металлов и других конструкционных материалов " Особенностями металлургических процессов при сварке плавлением являются весьма высокие температуры и кратковременность всех процессов. На рис. 153 показана структура зоны влияния (строение сварного шва) после затвердевания и распределение температуры в малоуглеродистой стали в зоне термического влияния. Наплавленный металл 1 (участок 0—1) имеет столбчатое (дендритное) строение, характерное для литой стали при ее медленном затвердевании. Если наплавленный металл или соседний с ним участок 1 был сильно перегрет, то при охлаждении на участке 2 зерна основного металла (низкоуглеродистой стали) имеют игольчатую форму, образуя грубоигольчатую структуру. Этот участок имеет крупнозернистую структуру и обладает наибольшей хрупкостью и весьма низкими механическими свойствами. На участке 3 температура металла не превышает 1000° С. Здесь имеет место нормализация, структура получается мелкозернистой с повышенными механическими свойствами по сравнению с основным металлом. На участке 4 происходит неполная перекристаллизация стали, так как температура нагрева находилась между критическими точками Ас1 и Асз. На этом Участке наряду с крупными зернами феррита образуются и мелкие зерна феррита и перлита. [c.338] Величина зоны термического влияния зависит от способа и технологии сварки и свойств свариваемого металла. Так, при ручной дуговой сварке стали тонко-обмазанными электродами и при автоматической сварке 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. [c.339] Сварка металлов плавлением в сущности является металлургическим процессом, который имеет ряд характерных особенностей незначительный объем металла, находящегося в расплавленном состоянии, высокую удельную мощность источника и тепла и соответственно высокую степень концентрации тепла, высокую температуру процесса (2700—3000° С) и большие скорости расплавления и затвердевания металла в месте сварки (сварочной ванне). [c.340] Окисление наиболее резко проявляется при дуговой электросварке голым металлическим электродом. [c.340] При газовой сварке средняя температура течения процесса гораздо ниже, чем при дуговой соответственно этому уменьшается и активность газовой фазы. Окисление приводит к выгоранию составных элементов металла шва, а это в сочетании с влиянием включений нитридов и окислов обусловливает понижение механических свойств сварных соединений. [c.340] Сварочная наука и техника изыскивают методы и ре-Ж1 щы осуществления сварных соединений, которые бы обедпечивали защиту наплавленного металла от выгорания полезных примесей и от насыщения его азотом и кислородом. [c.341] При газовой сварке для улучшения свариваемости и защиты от окружающей среды применяют различные флюсы, а при электрической дуговой сварке применяют качественные электроды, имеющие специальные покрытия, активно участвующие в сварочном процессе. [c.341] Для защиты зоны сварки от вредного влияния кислорода воздуха при газовой сварке широко используется окись углерода и водорода, а при дуговой сварке в покрытие электродов вводят различные органические вещества, при сгорании которых образуется газовая защитная оболочка около дуги. При электрохимической сварке дугу, горящую между электродом и изделием, окружают водородом, иногда смесью водорода и окиси углерода или даже смесью азота и водорода. [c.341] В последнее время успешно применяют для защиты зоны сварки вакуум, аргон, гелий, углекислый газ или водяной пар. [c.341] При сварке плавлением обычно наблюдается неравномерность нагрева и быстрое охлаждение, что приводит к возникновению внутренних напряжений и остаточных деформаций в сварных конструкциях. [c.341] Кроме того, при сварке действует еще и литейная усадка наплавленного металла. [c.341] В сварочной практике различают продольную и поперечную усадку, причем в эти понятия включают влияние собственной литейной усадки и неравномерность нагрева. [c.341] Усадочные явления при сварке иногда вызывают образование трещин в сварных изделиях. В отдельных случаях наблюдается коробление изделий и искажение их размеров. [c.341] Специалистами-сварщиками проводятся мероприятия для предупреждения указанных явлений-—до сварки, во время сварки и после сварки. [c.341] Если наблюдается ухудшение механических свойств металла шва или смежных с ним переходных зон в основном металле, то при расчете сооружений принимают пониженные нормы допускаемых напряжений, либо сварные соединения необходимо подвергнуть термической обработке для повышения их механических свойств. [c.342] При изготовлении ответственных конструкций иногда применяют отжиг для улучшения физических свойств металла и снятия внутренних напряжений. На практике чаще применяют высокий отпуск сварных изделий при 600—650° С, обеспечивающий снижение остаточных напряжений. [c.342] При сварке сталей с повышенным содержанием углерода, особенно при сварке легированных сталей, под влиянием нагрева возникают резкие изменения физических и механических свойств в зоне термического влияния. Так, в углеродистых сталях по мере приближения к эвтектоидному составу растет чувствительность к перегреву, с которым связан рост зерен. Вместе с тем быстрое охлаждение металла шва является причиной его закалки и резких структурных переходов в зоне термического влияния. Предотвратить эти отрицательные явления можно путем предварительного подогрева сталей п ред сваркой и термической обработки после сварки. [c.342] При сварке легированных сталей во многих случаях применяют закалку, т. е. процесс нагрева стали выше температуры превращения в твердый ураствор с последующим быстрым охлаждением в воде или масле. [c.342] Для некоторых видов нержавеющих сталей закалка после сварки необходима, чтобы восстановить антикоррозионные свойства, утрачиваемые при медленном охлаждении в процессе сварки. [c.342] При закалке в сварных узлах возникают значительные внутренние напряжения вследствие объемных изменений и неравномерности охлаждения. Для снятия этих напряжений сварные узлы после закалки подвергают отпуску. [c.342] Вернуться к основной статье