Кристаллизация металла шва

Графики этих зависимостей приведены на рис. 9.16. Малая активность марганца как раскислителя создает большие остаточные концентрации марганца в металле, но они не влияют на механические свойства стали (до 1 %). При высоких температурах и достаточно малых концентрациях Мп остаточная концентрация кислорода превышает предел концентрации насыщенного раствора Li (см. с. 329 ), которая показана на рис. 9.16 штриховой линией. Несмотря на малую раскислительную активность, марганец широко применяется в сварочной металлургии, так как кроме кислорода он извлекает из жидкого металла серу, переводя ее в MnS, плавящийся при 1883 К, поэтому при кристаллизации металла шва влияние легкоплавкой сульфидной эвтектики понижается и повышается сопротивление металла образованию горячих трещин. Обобщенная диаграмма плавкости Me — S для железа, кобальта и никеля приведена на рис. 9.17, указаны температуры плавления сульфидных эвтектик, лежащих ниже температур кристаллизации стали, никеля и кобальта. [c.328]

Азот поглощается металлом сварочной ванны из атмосферы дугового промежутка, в котором он находится в основном в атомарном и частично в ионизированном состояниях. Растворимость азота в жидком металле выше, чем в твердом, и в процессе кристаллизации металла шва он может выделяться в газообразном состоянии, образуя поры. [c.403]

В процессе кристаллизации металла шва формируется его первичная структура, определяемая формой, размерами, взаимным расположением кристаллитов, характером дендритных образований и фазовых выделений. [c.447]

Практический интерес для анализа процесса кристаллизации металла шва представляет расчетное определение поля градиентов температуры. [c.452]

Наиболее опасными для сталей считаются сера и фосфор, попадающие в сварочную ванну в виде примесей из шлака, из основного и присадочного металла. Уже при содержании в металле 0,01 % серы в процессе кристаллизации металла шва из раствора по границам зерен выпадает легкоплавкий сульфид железа FeS. От растягивающих напряжений при усадке металла в процессе его охлаждения прослойки, заполненные FeS, разрушаются, образуются горячие трещины. Таким образом, сера вызывает красноломкость стали - снижение ее прочности при высокой температуре. [c.22]

Катодное падение напряжения 84 Качество 334 Керосин 54, 55 Керосинорезы 298 Кислород 53, 157 Кислородная резка 311 Кислородное копьё 309 Классификация способов сварки 6 Коксовый газ 54, 55 Контактная рельефная сварка 282 Контактная сварка 7, 198, 255, 281 Контактная стыковая сварка 283 Контактная шовная сварка 281 Контроль внешним осмотром 340 Контроль измерением 341 Контроль качества продукции 334 Контроль керосином 359 Корпусные транспортные конструкции 363 Коэффициент замены ацетилена 56 Коэффициент формы шва 25 Кратер 24, 25, 118, 247 Кристаллизационные слои 27, 210 Кристаллизационные трещины 31, 212 Кристаллизация металла шва 24 Кристаллит 24 [c.392]

Кристаллизация при выдержке (диффузионная пайка). Диффузионной называется такая пайка, при которой образование паяного соединения совмещено с изотермической обработкой. Изотермическая обработка обусловливает прохождение диффузии с целью направленного изменения свойств паяного соединения, в том числе посредством кристаллизации металла шва при температуре пайки, которая выше температуры солидуса припоя. [c.531]

Процесс кристаллизации металла шва зависит от скорости охлаждения сварочной ванны, что одновременно влияет на очищение металла от газов и шлака. При быстром охлаждении поверхность шва имеет чешуйчатое строение при относительно медленном охлаждении, например при сварке под флюсом, поверхность шва получается гладкой и обеспечивается лучшее удаление газов и шлака из сварного шва. [c.37]

Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей, например кремния или марганца. Наряду с этим устранение пор при отсутствии раскислителей при сварке с защитой аргоном может быть достигнуто некоторым повышением степени окис-ленности ванны за счет добавки к аргону кислорода (до 5 %) или углекислого газа (до 25 %) в смеси с кислородом (до 5 %). При этом интенсифицируется окисление углерода в зоне высоких температур (в головной части сварочной ванны), усиливается его выгорание, вследствие чего концентрация углерода и содержание кислорода в сварочной ванне к моменту начала кристаллизации уменьшаются и тем самым прекращается образование СО. [c.312]

Электрошлаковую сварку можно выполнять проволочным или пластинчатыми электродами (табл. 9.10). Изделия большой толщины со швами небольшой протяженности целесообразнее сваривать пластинчатым электродом. Изготовление пластинчатого электрода более простое. Но сварка проволокой позволяет в более широких пределах, варьируя режим, изменять форму металлической ванны и характер кристаллизации металла шва, а это один из действенных факторов, обеспечивающих получение швов, свободных от горячих трещин. Однако жесткость сварочной проволоки затрудняет длительную и надежную работу токоподводящих и подающих узлов сварочной аппаратуры. [c.373]

Горячие и холодные трещины (ГТ и XT) в ОМ возникают под действием собственных напряжений, образующихся при сборке, нагреве под пайку, кристаллизации металла шва и охлаждения паяного изделия. Трещины в ОМ могут образоваться под действием расплавленного припоя. Образование трещин часто наблюдается в швах, спаянных припоями, имеющими широкий интервал кристаллизации, а также за-грязненных примесями, см. п.2 [c.152]

Другое затруднение при сварке алюминиевых сплавов обусловлено тем, что алюминий имеет высокий коэффициент линейного расширения (например, в 2 раза больше, чем у низкоуглеродистой стали). В результате при сварке возникают значительные остаточные напряжения и деформации, которые в сочетании с неправильным режимом охлаждения (чрезмерно резким) могут привести к образованию трещин в процессе завершения кристаллизации металла шва. [c.125]

Выявление первичной структуры в сварных соединениях перлитных сталей, в том числе структур кристаллизации металла шва [c.218]

Контроль сварочного зазора на уровне зеркала шлаковой ванны н скорости сварки. Зазор в стыке соединяемых деталей на уровне жидкой металлической ванны является величиной переменной и зависит от деформационных перемещений кромок, определяемых местным нагревом в процессе сварки и усадкой кристаллизующейся части шва. Сварочный зазор изменяется в зависимости от типа стали, толщины деталей, их закрепления, предварительного и сопутствующего подогрева и других факторов. Отклонение фактического сварочного зазора от расчетного на уровне жидкой металлической ванны в процессе сварки прямолинейных протяженных швов может достигать 30%, а кольцевых швов — даже 50%, что приводит к изменению важнейшего технологического параметра — скорости сварки, а следовательно, провара кромок и условий кристаллизации металла шва [7]. Поэтому необходима корректировка режима сварки и, прежде всего, скорости подачи электрода. [c.160]

Трех — пяти проб. Исследования показали, что при сварке по кромкам плазменного реза поры располагаются, как правило, по оси шва. Это связано с тем, что начало кристаллизации металла шва идет от нерасплавленных кромок основного металла к оси шва. Образовавшиеся зародыши пор постепенно перемешаются к середине шва, объединяются и создают более крупные газовые полости. [c.104]

Каковы особенности кристаллизации металла шва [c.61]

Тепловая усадка металла шва вызывается тем, что при кристаллизации металл шва уменьшается в объеме, но поскольку одновременно шов имеет жесткую связь с относительно холодным основным металлом, его усадка вызывает появление внутренних напряжений. [c.86]

Находящийся в расплавленном металле водород. также оказывает отрицательное действие на сварное соединение. При кристаллизации металла шва водород соединяется с кислородом закиси меди, образуя при этом водя- iь e пары, которые, являются причиной водородной болезни. В момент кристаллизации сварного шва водяной пар стремится выйти на поверхность, образуя при этом большое количество пор и трещин. Этот процесс происходит по следующей реакции [c.196]

Химические реакции, протекающие в сварочной ванне, как правило, не достигают равновесия, что обусловливается небольшим объемом расплавленного металла в сварочной ванне и его кратковременным пребыванием в жидком состоянии. При сварке происходит кристаллизация металла шва, диссоциация газов, окисление и восстановление различных элементов и легирование сварного шва. [c.52]

Кристаллизация металла шва. Кристаллизация жидкого металла при охлаждении начинается с не полностью оплавленных зерен основного металла, расположенных на границе расплавления, к решетке которых и пристраиваются атомы кристаллизующейся фазы. После затвердения металла шва (кристаллизации) на участках расплавления образуются зерна, состоящие частично из основного металла и металла шва, обеспечивающие в сварном соединении непрерывную металлическую связь основной металл —шов — основной металл . При движении сварочной дуги вдоль свариваемых кромок в передней части ванны происходит процесс плавления, а в тыльной — процесс кристаллизации. Таким образом происходит формирование сварного шва. Протяженность сварочной ванны зависит от типа источника тепла, ero тепловой мощности, режимов сварки и теплофизических свойств свариваемого материала. [c.52]

Под влиянием конкретных тепловых и кинетических условий кристаллизации металла шва, химического состава сплава, градиента температур, скоростей сварки и кристаллизации в различных зонах шва возможно образование разной первичной структуры — столбчатой, полиэдрической. Столбчатая и полиэдрическая структура, в свою очередь, могут быть ячеистыми, ячеисто-дендритными, дендритными. Все эти структуры в шве можно не только получить, но и управлять их развитием, изменяя условия роста, как это следует из теории концентрационного переохлаждения. Такие параметры роста кристалла, как скорость кристаллизации Укр и градиент температур в жидкой фазе grad 7ф, оказывающий наиболее существенное влияние на образующуюся структуру, можно рационально подбирать и изменять при сварке. Температурный градиент в жидкости может быть повышен увеличением тепловой мощности дуги путем повышения напряжения или силы тока или может быть понижен путем предварительного подогрева. Скорость кристаллизации можно регулировать изменением скорости сварки. [c.453]

Толстые (качественные) электродные покрытия должны обеспечивать 1) устойчивость вольтовой дуги при заданном характере и предельных колебаниях сил тока 2) эффективную защиту металла шва от вредного воздействия атмосферного воздуха в процессе плавления и переноса электродного металла в дуге и кристаллизации металла шва 3) спокойное и равномерное расплавление электродного стержня и покрытия 4) требуемый химический состав наплавленного металла и его постоянство 5) благоприятные условия для непрерывного переноса металла в дуге, обеспечивающие максимально возможную при заданных условиях производительность дуги (коэфициент наплавки) 6) требуемую глубину провара 7) дегазацию металла шва в процессе его кристаллизации 8) правильное формирование шва (валика, слоя) под шлаком 9) быструю коалес-ценцию шлака, находящегося в виде частиц или эмульсии в расплавленном металле, и быстрое его всплывание на поверхность наплавленного слоя (валика) 10) физические свойства шлака, допускающие выполнение сварки при заданной форме шва и его положения в пространстве И) лёгкую удаляемость шлака с поверхности наплавленного слоя 12) достаточную для нормальных производственных условий прочность покрытия и сохранность его физико-химических и технологических свойств в течение заданного периода времени. [c.297]

С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. Например при сварке стали первичные кристаллиты сразу после их образования состоят из аустенита - твердого раствора углерода и легирующих элементов в у-железе, существующего при высоких температурах (750...1500 °С ). В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами. Теплота, выделяемая источником нагрева, при сварке распространяется в основной металл. Его участки нагреваются до температуры плавления на границе сварочной ванны и имеют температуру окружающей среды вдали от нее. Это не может не сказаться на структуре металла. Зону основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения металла происходят изменения структуры и свойств, называют зоной термического влиянця (ЗТВ). Каждая точка в ЗТВ в зависимости от расстояния до оси шва достигает различной максимальной температуры, нагревается и охлаждается с различными скоростями. Изменение температуры данной точки во времени KdiZUbdiKiX термическш циклом. Каждая точка ЗТВ имеет при сварке свой термический цикл. Значит, металл в ЗТВ подвергается в результате сварки нескольким видам термической обработки. Поэтому в ЗТВ наблюдаются четко выраженные участки с различной структурой и свойствами. [c.29]

Различием температур плавления сталей и шва, приводящим к перегреву в околошовной зоне стали с пониженной температурой плавления и теплотой кристаллизации металла шва, затвердеваюш,его при более высокой температуре. [c.386]

Как показали исследования, проведенные в работе 1501, эффект, достигаемый многоступенчатой термической обработкой для деформированных сплавов на никелевой основе, объясняется регулированием выделения упрочняющей фазы 511з (Т1А1), ее дисперсности и характера распределения. Неравновесность кристаллизации металла шва и многокомпонентность системы легирования способствует образованию химической неоднородности за счет ликвации и появлению участков, обогащенных легирующими элементами. Это приводит к неравномерному распределению фаз, выпадающих в процессе термической обработки или эксплуатации при высоких температурах. В исходном состоянии после сварки сложнолегированного шва на никелевой основе, легированного молибденом, вольфрамом, титаном и алюминием, интер металл идные и карбидные фазы выделяются крупными фракциями по границам зерен. В поле зерна распределение фаз крайне неравномерно. Обогащенные фазами и примесями границы в этом состоянии обладают при высоких температурах пониженной деформационной способностью, и трещина, зародившаяся под нагрузкой по границе зерна, интенсивно далее по ней развивается. Эгому способствует также кристаллизационная ориентированность кристаллитов сварного шва и значительная протяженность прямых участков границы зерна. Аустенитизирующая термическая обработка ликвидирует ориентационную направленность структуры, зерна в результате ее проведения становятся равноосными. При этом проходит также перераспределение легирующих элементов и диффузионное рассасывание ликвационных участков. Последующее ступенчатое старение способствует более равномерному распределению фаз в матрице. Границы зерен становятся более тонкими (чистыми), чем у металла шва в исходном после сварки состоянии. Это приводит и к изменению характера деформации при длительном разрыве за счет включения в нее не только границ, но и тела зерна. Зародившиеся трещины при этом локализуются и имеют округлую форму, что обеспечивает высокую пластичность при длительном нагружении. [c.246]

Сиарные соедииепия этого сплана имеют такую же структуру, как и у силава AIMg3. Приведенные ниже иллюстрации поясняют условия образования перистых кристаллов (см. также фото 6.102, 6.103, 6.105, 6.104). На пих показан характер кристаллизации металла шва ири разных погонных энергиях. [c.80]

Горячие(криста Трещины имеют переменное раскрытие, за- уб-ренные края и развиваются по границам кристаллов (по твердожидким прослойкам) при кристаллизации металла шва ллизационн Провал пластичности на границах зерен вТИХе ые) трещ МШ 1НЫ (I ТИТ 0 la) Техно- логический, конструк- ционный [c.82]

Если в условиях кристаллизации металл шва подвергнуть внешней деформации растяжением, то для каждого сплава можно найти такую критическую скорость деформации, при которой в сварном шве появятся горячие трещины, т. е. запас пластичности в температурном интервале хрупкости будет исчерпан. Эта критическая скорость и является количественным критерием сопротивления образованию гор.ячих трещин. [c.47]

За исключением случаев применения ультразвуковых колебаний с целью удаления окисной пленки с поверхности паяемого металла выбрацию при пайке обычно используют для удаления неметаллических включений и воздействия на процесс кристаллизации металла шва в целях измельчения структуры (особенно в случае образований грубозернистых столбчатых структур или иглообразных выделений). Кроме того, вибрация вызывает более равномерное распределение тугоплавких частиц в шве и способствует активизации растворно-диффузионных процессов. [c.45]

Смещение кромок свариваемых труб обусловлено различными отклонениями стыкуемых труб по размеру диаметра. Поры представляют собой полости произвольной формы, заполненные газом и расположенные внутри металла шва или с выходом на его поверхность. Поры возникают при кристаллизации металла шва вследствие выделения из сварочной ванны таких газов, как водород, азот и оксид углерода. Источником поступления в сварочную ванну водорода является наличие влаги, оксидов, масла и других водородсодержащих веществ на свариваемых кромках, на поверхности сварочной проволоки, электродов, а также плохо очищенный и осушенный защитный газ, непрокаленные флюс и сварочные электроды. [c.25]

В завиоимости от угла раскрытия и режима сварки проплавлбние корневого слоя может быть различным и, следовательно, по-разному происходит кристаллизация металла шва (рис. 3-40). В первом случае (рис. 3-40,а) трещины не возникают вследствие благоприятного тече-9 131 [c.131]

Подрезы (рис. 83) представляют собой углубления в основном металле, идущие по краям сварного шва. Глубина подреза может достигать нескольких миллиметров. Причиной образования подрезов может быть большая сила тока и повышенное напряжение, смещение электрода относительно оси шва, неудобное пространственное положение шва при сварке, небрежность или недостаточная квалификация сварщика. Незаполнение углубления металлом и появление подреза определяются соотношением скорости кристаллизации металла шва и заполнения углубления жидким металлом. Поэтому устранить подрезы можно, уменьшив скорость кристаллизации или увеличив скорость заполнения углубления металлом. Обычно снижают скорость кристаллизации за счет уменьшения скорости сварки, предварительного подогрева деталей или применения многоэлектродной сварки, однако влияние предварительного подогрева, очевидно, связано не только со снижением скорости кристаллизации металла, но и с улучшением смачиваемости твердого металла расплавленным металлом вследствие меньшей разности температур между ними. Уменьшая рабочую толщину металла, подрезы являются местными концентраторами напряжений от рабочих нагрузок и могут привести к разрушению сварных швов в процессе эксплуатации конструкций. Причем более опасными являются подрезы, расположенные поперек действующих на них усилий в угловых и стыковых швах. При сварке на больших токах и высоких скоростях иногда отмечается отсутствие зоны сплавления между основным и наплавленным металлами. При срарнении этого дефекта с подрезами выясняется, что [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...