ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Структура сварных соединений при контактной сварке из "Металловедение " Горячие трещины могут наблюдаться не только в металле шва, но и в околошовной зоне. Здесь они также появляются в результате совместного действия растягивающих напряжений и причин металлургического характера. Горячие трещины в околошовной зоне могут быть как продольными, расположенными вдоль шва, так и поперечными. [c.253] Причины возникновения растягивающих напряжений те же, что и в металле сварного шва, — высокий местный нагрев и последующее быстрое охлаждение. [c.253] Чем больше границы основного металла загрязнены легкоплавкими составляющими, тем на большую глубину произойдет оплавление границ зерен в зоне сплавления и тем шире получится эта зона. В зоне сплавления, в которой металл нагревается до температур между линией солидуса основного металла и линией солидуса легкоплавких составляющих, зерна разобщены жидкими прослойкам . С расширением зоны оплавления увеличивается опасность разобщения зерен, которое не будет компенсировано прослойкой жидкого металла. Мелкозернистая аустенитная сталь с чистыми границами зерен менее склонна к образованию околошовных трещин, чем крупнозернистая с легкоплавкими прослойками между зернами. [c.253] Неразъемное соединение при контактной сварке получается за счет местного нагрева соединяемых деталей и сдавливания их. Нагрев осуществляется электрическим током, пропускаемым через детали (рис. 123, а). Тепло выделяется вследствие активного сопротивления участков деталей, по которым проходит электрический ток, и сопротивления зоны контакта между деталями. [c.253] При сварке труб поверхностей нагрева металл в месте контакта сначала оплавляется, а потом сдавливается. Такой способ сварки называют контактной сваркой оплавлением. Оплавившийся на торцах труб металл загрязнен окислами. Этот металл при осадке выдавливается из зазора и образует грат (рис. 123, б). Сварка осуществляется по очищенной таким образом поверхности контакта стыкуемых труб. Она сопровождается пластичен ской деформацией нагретых до высокой температуры концов труб. В начальный период сварки перемычки жидкого металла между торцами труб периодически разрываются его парами. Выбрасываются капельки, которые сгорают и образуют снопы искр. [c.254] С внутренней поверхности грат удаляют при помощи продувки кислородом (грат сгорает) или прогоняя сжатым воздухом через трубу шар, диаметр которого несколько меньше внутреннего диаметра стыкуемых труб. С наружной стороны грат снимают специальными клещами с острым зубьями. [c.254] При сварке оплавлением все-таки не всегда удается полностью удалить все окислы из стыка. [c.254] На рис. 124, а показана окисная прослойка в стыке труб из стали 20, полученном контактной сваркой оплавлением. Включения окислов ухудшают механические свойства стыков. Особенно опасны твердые тугоплавкие окислы, которые трудно удаляются в грат. Например, при сварке аустенитной стали образуются тугоплавкие окислы хрома. Поэтому аустенитные стали необходимо сваривать быстро и оплавлять интенсивно, чтобы окислы не успевали образоваться в большом количестве и чтобы было больше жидкого металла, уходящего в грат уносящего с собой окислы. Попадание окислов хрома в аустенитные стыки резко снижает их пластичность. [c.254] Легкоплавкие окислы типа закиси железа хорошо удаляются в грат (температура плавления закиси железа приблизительно на 150° С ниже температуры плавления железа). [c.254] В зоне сплавления лроисходит обезуглероживание стали. На рис. 124, б показана прослойка обезуглероженных кристаллов в сварном стыке, полученном контактной сваркой оплавлением. Выгорание углерода сопровождается выделением закис углерода, которая восстанавливает закись железа и раскисляет жидкий металл в стыке. Это явление положительное. Однако обез-углероженный слой обладает пониженной прочностью. [c.256] При сварке оплавлением труб литую структуру в стыке обнаружить не удается. Но часть оплавленного металла остается. Это видно по расположению окислов. Литой металл после затвердевания подвергается пластической деформации при осадке. В осаженном металле искривляются волокна. Это может привести к снижению механических свойств стыка. Прочность качественно выполненного стыка контактной сварки обычно не ниже прочности-основного металла. [c.256] В околошовной зоне термический цикл сварки вызывает изменения, аналогичные тем, которые происходят и при электро-дуговой сварке. Углеродистые и легированные перлитные стали, используемые в энергетическом машиностроении, не воспринимают закалки в околошовной зоне. В слое, нагретом значительно выше Асз зерно разрастается. Обычно вследствие быстроты процесса этот рост невелик. Сильнее успевает вырасти зерно в трубах большого сечения, у которых металл дольше находится в интервале температур от температуры плавления до Асз. Часто в этой зоне можно наблюдать видманштеттову структуру с характерными (пластинками феррита. В зоне, где происходил нагрев между Асз И1 A i, вызвавший перекристаллизацию перлита и незатронувший ферритные зерна, происходит измельчение перлитного зерна рис. 124, д). Ферритные зерна (на микрофотографии светлые) остались прежних размеров. [c.256] Контактной сваркой оплавлением лучше свариваются те аустенитные стали, у которых кристаллизация из жидкой ван ны начинается с выпадения кристаллов б-феррита. Примером такой стали может служить распространенная сталь Х18Н10Т. Стали с большим содержанием хрома и никеля (23—25% хрома и 18—20% никеля) свариваются хуже. Они склонны к образованию горячих трещин. [c.256] Вернуться к основной статье