ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Технологичность паяных конструкций (С. Н. Лоцманов, В. П. ФроТеоретические основы и классификация процессов пайки из "Технологичность конструкций " Основными дефектами сварных соединений при сварке являются пористость, трещины (горячие и холодные), неметаллические включения, непровары по глубине (в корне шва), несплавления с кромками основного металла, подрезы, прожоги, недостаточное усиление сварного шва, недостаточный катет сварного углового шва. [c.76] Перечисленные дефекты сварных швов оказывают влияние на работоспособность сварной конструкции. Нередко возникновение дефекта в сварных соединениях связано с нерациональным проектированием сварной конструкции. [c.76] Пористость. Появление пористости в швах при сварке стали связано с взаимодействием жидкого металла в зоне сварки с газовой фазой или с окислением его, а также с выделением газов из соседних со швом участков основного металла (например, при сварке кипящей стали). Если в период кристаллизации сварочной ванны имеются условия для интенсивного газовыделения в затвердевающем металле шва, то в нем могут возникать поры. [c.76] Нередко загрязненность поверхности свариваемого металла приводит к образованию пор в металле шва. [c.76] Крупная пористость в шве может быть обнаружена внешним осмотром, когда поры в виде свищей выходят на поверхность шва, а также с помощью рентгенокоптроля. [c.76] При сварке сплавов алюминия поры в швах возникают особенно часто. Наибольшей склонностью к образованию пор обладают сплавы системы алюминий — магний. Причиной возникновения пор здесь является водород, связанный в виде химических соединений (влага, масло, гидроокись алюминия). [c.76] В процессе сварки при высокой скорости кристаллизации сварочной ванны водород не успевает покинуть жидкий металл и остается в шве, образуя поры. Источником водорода является загрязнение поверхности металла и сварочной проволоки влагой, жирами и т. п. [c.76] Для предотвращения образования пор в шве необходима тщательная очистка от загрязнений химическим и механическим способом поверхности основного металла и сварочной проволоки. [c.76] Горячие трещины. При сварке кристаллизующийся металл находится под воздействием растягивающих напряжений, возникающих в сварном соединении вследствие несвободной усадки шва. Поэтому металл шва в процессе кристаллизации подвергается пластической деформации. [c.77] При кристаллизации сплавы проходят твердо-жидкое состояние. Нижнюю часть температурного интервала кристаллизации, ограниченную сверху температурой, при которой возникает жесткий скелет из твердой фазы, а снизу — температурой соли-дуса, принято называть эффективным интервалом кристаллизации. [c.77] Вследствие особого характера механических свойств твердо-жидкого металла сварочной ванны хрупкое межкристаллитное разрушение (образование горячих трещин) становится наиболее вероятным именно в этом интервале температур. По мере увеличения соотношения между объемами твердой и жидкой фаз пластичность металла претерпевает резкие изменения. При объеме жидкой фазы, достаточном для свободного ее перемещения в промежутках между растущими кристаллами, пластичность Двухфазного металла высока, так как полностью определяется свойствами жидкости. [c.77] С увеличением объема твердой фазы циркуляция жидкости постепенно затрудняется и после образования жесткого каркаса кристаллитов (или заклинивания их в процессе кристаллизации) полностью прекращается. [c.77] Деформация металла в этом состоянии приводит к хрупкому разрушению по межкристаллическим прослойкам, в которых еще не закончен процесс кристаллизации. Пластичность металла резко падает и сопротивление разрушению становится ничтожным. [c.77] В процессе дальнейшего охлаждения происходит повышение вязкости и поверхностного натяжения прослоек, а их объемная прочность возрастает. При этом деформирование металла развивается за счет сдвиговых деформаций в объемах кристаллов, вследствие чего пластичность возрастает, а характер разрушения становится внутрикристаллитным. [c.77] Образование горячих трещин возможно также и в околошовной зоне вследствие интенсивного роста зерен, выделения по их границам легкоплавких составляющих и примесей и частичного их оплавления. [c.77] Главным средством предотвращения образования горячих трещин является рациональный выбор сочетания электродного и основного металлов, рациональный выбор режима и технологии сварки. [c.77] Склонность металла к образованию горячих трещин определяют по специальным методикам, например по методике МВТУ. [c.77] Холодные трещины. Образование холодных трещин (трещин, возникающих в процессе охлаждения сварного соединения до комнатной температуры) в металле шва и околошовной зоны обусловлено резким изменением механических свойств и характера напряженного состояния в процессе фазовых и структурных превращений. [c.77] Например, в сталях перлитного класса эти изменения связаны с мартенситным превращением, в титане и его сплавах — с гидридным превращением. Превращения этого типа сопровождаются резким изменением удельного объема. Поэтому при сварке металлов и сплавов, претерпевающих фазовые и структурные превращения, развитие внешних напряжений обусловлено не только неравномерным нагревом и охлаждением отдельных участков сварного соединения, но и изменением удельного объема в процессе фазовых превращений. [c.77] В отличие от напряжений первого рода, уравновешивающихся в макрообъемах металла, напряжения второго рода уравновешиваются в объемах отдельных зерен или кристаллов. К их возникновению приводят изменения удельного объема металла и коэффициента объемного расширения при фазовом превращении, а также анизотропность коэффициента объемного расширения соседних зерен с разной ориентировкой структуры, вызывающая напряжения между зернами. [c.77] Вернуться к основной статье