ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные дефекты в металле шва причины и методы устранения из "Сварочное дело Сварка и резка металлов Изд2 " К дефектам металла шва, имеюшим металлургическое происхождение, относят трещины, поры, неметаллические и шлаковые включения. [c.69] Различают трещины горячие и холодные. [c.69] Горячие трещины — хрупкие межкристаллитные разрушения, возникающие в процессе затвердевания сварочной ванны под действием напряжений усадки. Горячие трещины появляются чаще всего при кристаллизации последних порций жидкой фазы, поэтому другое название таких трещин — кристаллизационные. Повышенную склонность к образованию горячих трещин при сварке обнаруживают аустенитные стали, сплавы никеля, алюминия, меди. [c.69] Химический состав свариваемого металла оказывает первостепенное влияние на стойкость сварных соединений против кристаллизационных трещин. [c.69] Проследим влияние легирующих добавок и примесей на стойкость против образования горячих трещин сварных соединений конструкционных сталей. [c.69] Сера — вредная примесь в сталях. Повышение содержания серы в металле шва резко снижает его стойкость против кристаллизационных трещин. Сера практически нерастворима в твердом железе, а поэтому находится в стали в виде сульфидных включений. Причина образования кристаллизационных трещин в присутствии серы — образование легкоплавких сульфидных прослоек, располагающихся по границам кристаллитов металла шва. [c.69] Сера попадает в металл шва из основного и присадочного металлов и из материалов, входящих в состав электродного покрытия или флюса. Согласно действующим стандартам содержание серы в конструкционных сталях не должно превышать 0,05 %, а обычно составляет 0,03... 0,04 %. Снижение содержания серы в стали по сравнению с этими количествами возможно, но целесообразнее снижать содержание серы в сварочных материалах, в частности в сварочной проволоке. ГОСТ 2246—70 ограничивает содержание серы в низкоуглеродистой и легированной сварочной проволоке до 0,04...0,02 %. В высоколегированной проволоке некоторых марок допустимое содержание серы составляет 0,015 %. Жестко ограничено содержание серы в электродных покрытиях и сварочных флюсах. [c.69] Фосфор оказывает вредное влияние на стойкость металла шва против кристаллизационных трешин, а при пониженных температурах вызывает резкое снижение ударной вязкости. Кристаллизационные трешины появляются по границам кристаллитов, где затвердевают последние порции расплава, обогаш енные фосфором. Появление трешин тем вероятнее, чем выше концентрация фосфора и ниже его растворимость в твердом металле. [c.70] Так как растворимость фосфора в аустените меньше, чем в феррите, опасность образования кристаллизационных трешин в аустенитных швах значительно больше. Если при кристаллизации металла шва кроме аустенита образуется и феррит, опасность появления трешин уменьшается, так как большая часть фосфора растворяется в феррите. [c.70] Фосфор попадает в металл шва из основного и электродного металлов и из материалов, входящих в состав покрытий и флюсов. В конструкционных углеродистых сталях содержание фосфора должно быть не более 0,055%, а в легированных сталях — не более 0,03 %. Согласно ГОСТ 2246—70 содержание фосфора в сварочной проволоке не должно превышать 0,04%. В электродные покрытия и флюсы фосфор попадает в основном с марганцевой рудой. [c.70] Углерод — важнейший элемент, определяющий структуру и свойства сварных соединений и поведение при эксплуатации. Вместе с тем углерод оказывает резко отрицательное влияние на стойкость металла шва против кристаллизационных трещин. При сварке углеродистых и низколегированных сталей углерод усиливает вредное действие серы. При сварке высоколегированных сталей углерод способствует образованию по границам кристаллитов легкоплавких эвтектик карбидного происхождения, что также снижает стойкость швов против кристаллизационных трещин. Критическое содержание углерода зависит от конструкции узла, наличия или отсутствия предварительного подогрева, формы швов и содержания в стали других элементов, в первую очередь серы. [c.70] Углерод попадает в металл шва из основного и электродного или присадочного металлов. Чтобы снизить содержание углерода в металле шва, применяют сварочную проволоку с низким содержанием углерода, уменьшают долю основного металла в шве. За счет взаимодействия металла с газовой и шлаковой фазами может происходить окисление (угар) углерода, что также снижает его содержание в шве. [c.70] Кремний переходит в металл шва из основного и присадочного металлов и в результате реакции восстановления из электродного покрытия или флюса. Следует обеспечивать присутствие в шве кремния в количествах, необходимых для устранения пористости, но не вызывающих снижения стойкости против образования трещин. Оптимальное содержание кремния зависит от способа сварки, формы швов и состава основного металла. При сварке углеродистых и низколегированных конструкционных сталей со-держанце кремния должно быть 0,15...0,6%. [c.71] При сварке углеродистых и низколегированных констрз ци-онных сталей никель попадает в шов из основного и присадочного металлов в количествах, не оказывающих отрицательного влияния на стойкость металла шва против образования трещин. [c.71] Марганец уменьшает вредное влияние серы, повышая стойкость сварных швов углеродистых, низколегированных и хромоникелевых аустенитных сталей против образования кристаллизационных трещин. Марганец обладает более высоким по сравнению с железом химическим сродством к сере и при достаточно высокой концентрации в металле связывает серу в тугоплавкий сульфид марганца, включения которого менее опасны в отношении возникновения трещин, чем включения сульфида железа. [c.71] При высоком содержании марганца в металле шва в присутствии углерода возможно возникновение кристаллизационных трещин, вызванных образованием легкоплавкой карбидной эвтектики. В связи с этим в зависимости от концентрации марганец оказывает двойственное влияние на стойкость швов против образования кристаллизационных трещин. Так, например, повышение содержания марганца до 2,5 % в сварных швах, содержащих 0,10...0,12% С, оказывает положительное влияние на стойкость против образования горячих трещин. Содержание марганца в пределах 2,5...4% не оказывает влияния, а дальнейшее повышение его содержания уменьшает стойкость металла шва против образования трещин. В сталях с содержанием углерода 0,13...0,2% полезное влияние марганца сказывается при меньших концентрациях ( 1,8 %). [c.71] Марганец — постоянная легирующая добавка в стали. Растворяясь в феррите, он повышает его прочность. Марганец поступает в металл шва из основного и присадочного металлов, а также из материалов, входящих в состав покрытий или флюсов. [c.72] подобно марганцу, уменьшает вредное влияние серы, повышая стойкость швов против образования кристаллизационных трещин. Обладая более высоким, чем железо, химическим сродством к сере, хром связывает ее в тугоплавкий сульфид хрома. Растворяясь в феррите, хром повышает его прочность. При высоком содержании хрома и повышенном содержании углерода возможно образование кристаллизационных трещин по легкоплавким карбидным прослойкам. Хром поступает в металл шва из основного и присадочного металлов. [c.72] Кислород повышает стойкость швов против образования кристаллизационных трещин, вызываемых серой. Вместе с тем повышение содержания кислорода снижает ударную вязкость металла шва углеродистых и низколегированных конструкционных сталей и уменьшает пластичность аустенитных швов. Кислород может попадать в металл шва из основного и присадочного металлов, электродных покрытий, флюсов, защитных газов или воздуха. [c.72] Эффективным методом повышения стойкости сварных швов против образования горячих трещин является выбор режимов сварки, обеспечивающих минимальный уровень напряжений усадки в температурном интервале образования горячих трещин такую форму сварочной ванны, при которой вредные примеси вытесняются на поверхность затвердевающего металла растущими кристаллитами. [c.72] Вернуться к основной статье