Свойства механические сварных соединений влияние дефектов

При применении в связи с эксплуатационной необходимостью металлов с пониженной свариваемостью проектировать конструкции следует с учетом этого свойства. Для сведения к минимуму неблагоприятных изменений свойств металла сварного соединения и исключения в нем дефектов необходимо применять виды и режимы сварки, оказывающие минимальное термическое и другие воздействия на металл, и проводить технологические мероприятия (подогрев, искусственное охлаждение и др.), снижающие влияние на него сварочных воздействий. Термическая обработка после сварки (нормализация, закалка с отпуском и др.) может в значительной степени устранять неоднородность свойств в сварных заготовках. Прочность зоны сварного соединения может быть повышена механической обработкой после сварки прокаткой, проковкой и др. [c.288]

Механические свойства сталей и сплавов определяются их химическим составом, структурой и отсутствием или наличием различного типа дефектов. Вьппе бьши рассмотрены основные типы и виды дефектов, характерные для сварных соединений. В настоящем разделе остановимся на рассмотрении ряда особенностей, связанных с неоднородностью химического состава и структуры сварных соединений, которые определяют механические характеристики металла шва, зоны термического влияния, зоны сплавления и других локальных участков. При этом необходимо иметь в виду, что развитие дефектов происходит именно в данных участках, а работоспособность сварных соединений определяется комплексом сложных процессов, связанных с механическими характеристиками металла различных зон, геометрическими размерами последних, видом и условиями нагружения, типом дефекта и др. [c.13]

Приведенным небольшим обзором по влиянию основных дефектов на работоспособность сварных соединений не исчерпывается полученная в данном направлении информация. Однако в своей основной части следует отметить, что систематических исследований по совместному влиянию фактора механической неоднородности, геометрических параметров сварных швов, типов дефектов и их размеров на прочностные свойства соединений не проводилось. [c.39]

Весьма важным условием, влияющим на надежность и безопасность объектов котлонадзора в эксплуатации, является обеспечение при их изготовлении, монтаже или ремонте равнопрочности сварных соединений. Это достигается выполнением плотных однородных сварных швов с удовлетворительными механическими свойствами. Дефекты в сварных швах либо уменьшают расчетное сечение шва, либо служат концентраторами напряжепий. Чаще влияние дефектов проявляется в одновременном действии указанных факторов, снижающих работоспособность сварных соединений и, следовательно, изделия в целом. [c.462]

Дефекты могут ухудшать механические свойства сварных соединений вследствие ослабления рабочего сечения, концентрации напряжений и возможного перехода от одноосного к многоосному напряженному состоянию, герметичность, коррозионную стойкость, электропроводность, теплопроводность и другие показатели. Влияние дефектов на качество различно в зависимости от условий работы изделия, конструкции и применяемых материалов. [c.339]

Оценка влияния абсолютных размеров на сварные соединения при циклических нагрузках усложняется вследствие гетерогенности сварного соединения (как по механическим свойствам, так и по структуре), наличия сварочных остаточных напряжений и концентрации напряжений, вызываемой геометрической формой шва и технологическими дефектами. Указанные факторы сильно затрудняют моделирование сварных деталей и элементов сооружений. [c.38]

Химический состав основного и присадочного металла оказывает существенное влияние на его механические, коррозионные, технологические сварочные свойства. Поэтому, разрабатывая новую технологию сварки, проверяя правильность применяемых материалов, проводя исследование причин появления разного рода дефектов, выполняют химический анализ металла различных участков сварного соединения. Обычно химическому анализу подвергают основной металл, электроды, присадочную проволоку и наплавленный металл. [c.177]

Неметаллические включения, содержащиеся в металле шва, также оказывают заметное влияние на механические свойства сварного соединения. Это влияние существенно зависит от величины, формы и места расположения включений, так как они являются концентраторами напряжений. Установлено, что шлаковые включения площадью до 10 % площади поперечного сечения шва предел прочности металла шва почти не изменяют. Однако при работе в агрессивных средах даже при статическом нагружении наличие шлаковых включений в сварном шве снижает долговечность конструкции. Неметаллические включения могут способствовать образованию других дефектов. Так, сульфидные включения, которые часто имеют температуру плавления ниже температуры кристаллизации металла, служат причиной появления горячих трещин, а наличие нитридов [c.241]

Влияние фосфатной пленки на сварку и качество сварного соединения определяли сопоставлением следующих показателей 1) устойчивость процесса сварки и внешнее формирование шва наличие дефектов в металле шва 2) химический состав металла сварного шва 3) механические свойства и структура металла шва и сварного соединения. [c.234]

Из производственной практики известно, что подготовка кромок листов из нержавеющих сталей в основном осуществляется механической резкой на станках и кислородно-флюсовой резкой. При этих способах не исключена возможность появления дефектов на подготовленных кромках, снижающих механическую прочность материала. При механической резке грубый рез может быть получен из-за вибрации резца. При кислородно-флюсовой резке имеет место изменение структуры металла кромки, а поверхностный слой металла у кромки реза, как было ранее установлено, обедняется легирующими элементами. Такие дефекты не имеют существенного значения, если кромка, полученная при резке нержавеющей стабилизированной хромоникелевой стали, предназначена под сварку. В этом случае предполагается, что во время сварки металл, примыкающий к поверхности реза, будет расплавлен, и, образованная резкой, зона термического влияния практически не повлияет на механические и коррозийные свойства сварного соединения. В случае обработки нестабилизированной стали, как показал опыт ряда заводов, резку следует сопровождать интенсивным охлаждением кромки водой, так как в этом случае уменьшается время нахождения металла при критической температуре, чем предотвращается выпадение карбидов хрома или, по крайней мере, уменьшается опасность образования межкристаллитной коррозии. Однако в обоих случаях для удаления слоя металла, обедненного легирующими элементами, кромка после резки должна быть зачищена абразивным кругом. [c.51]

Оценка свариваемости конструкционных материалов криогенной техники должна включать в себя анализ уровня механических свойств сварного соединения и основного металла, определение склонности к образованию дефектов, прежде всего трещин в металле шва и зоне термического влияния, определение чувствительности сварного соединения к концентраторам напряжений и склонности к хрупкому разрушению. [c.281]

При кислородно-флюсовой резке не исключена возможность появления дефектов, снижающих механическую прочность материала. При кислородно-флюсовой резке изменяется структура металла кромки, а поверхностный слой металла у кромки реза обедняется легирующими элементами. Такие дефекты не имеют существенного значения, если кромка, полученная при резке нержавеющей стабилизированной хромоникелевой стали, предназначена для сварки. В этом случае предполагается, что во время сварки металл, примыкающий к поверхности реза, будет расплавлен, и образованная резкой зона термического влияния практически не повлияет на механические и коррозионные свойства сварного соединения. В случае обработки не-стабилизированной стали, как показал опыт ряда заводов, резку следует сопровождать интенсивным охлаждением кромки водой (расход воды при этом должен составлять около [c.65]

От химического состава и структуры наплавленного металла, режимов сварочного процесса, наличия дефектов в металле шва зависят его механические свойства. Кроме механических свойств металла шва, во многих случаях надо определить и механические свойства сварного соединения в целом. При этом сравнивают прочность металла шва с прочностью основного металла и металла зоны термического влияния. Наплавленный металл часто является слабым местом сварного соединения. Для практической проверки квалификации сварщиков обязательным является испытание стыковых соединений на растяжение и изгиб. При сварке ответственных изделий изготовляют контрольные образцы, результаты испытаний которых являются критерием качества сварки. [c.475]

Вероятно, это связано с тем, что локальные механические свойства материала в зонах дефектов претерпевают изменения. Наиболее часто эти изменения связаны с деформационным старением стали, значительно снижающим ее сопротивление возникновению хрупкой трещины. Иногда уменьшение вязкости материала обусловлено водородным охрупчиванием. В связи с этим рассмотрим наиболее характерные условия, способствующие локальному охрупчиванию швов в зоне дефектов, и их влияние на прочность сварных соединений. [c.279]

ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.38]

В связи с высокой напряженностью ответственных сварных конструкций, работающих в условиях больших скоростей, ударных, знакопеременных и тепловых нагрузок и т. д., вопрос о влиянии дефектов на механические свойства сварных соединений весьма актуален. Для оценки влияния дефектов шва на механические свойства сварных соединений необходимо знать чувствительность металла сварного шва к дефектам, которые представляют собой естественные надрезы различной геометрической формы — концентраторы напряжений. [c.38]

Если в технических условиях на контролируемое изделие (деталь) нет указаний о допустимых или недопустимых дефектах, то при оценке качества и разбраковке изделий необходимо учитывать влияние технологических дефектов на механические (эксплуатационные) свойства контролируемых деталей [39, 56, 57]. Методы оценки влияния дефектов на эксплуатационные свойства контролируемых объектов должны включать характеристику влияния дефектов на прочность деталей в связи с чувствительностью сварного и паяного соединения к дефектам, расположением и ориентировкой их в поле напряженного состояния и условиями работы (режим, степень и длительность нагрузки, влияние среды, характер и концентрация напряжений и т. д.). [c.74]

Помимо неметаллических включений и пор к дефектам, снижающим механические свойства сварного соединения, относятся также подрезы, несплавления, горячие и холодные трещины и т. д. Как было показано ранее, образование пор и неметаллических включений тесно связано с поверхностными свойствами металла и шлака. Столь же заметное влияние оказывают поверхностные явления на процессы образования подрезов, несплавлений и трещин. [c.107]

Многообразие встречающихся в сварных и других неразъемных соединениях дефектов, различное их влияние на механические свойства соединений приводят к условному определению понятия дефект . [c.6]

Наличия остаточных растягивающих напряжений, всегда возникающих после остывания конструкции, еще недостаточно, чтобы вызвать хрупкое разрушение даже при значительной толщине сваренных элементов. Дополнительным фактором должна бьггь концентрация напряжений, вызванная либо формой сварного соединения, либо дефектами сварки, либо низким качеством металла по сплошности. Высокий отпуск существенно снижает остаточные напряжения, но, конечно, не устраняет концентраторы напряжений. Необходимость введения высокого отпуска зависит от степени концентрации напряжений. При умеренной концентрации напряжений отпуск не является необходимым. Однако дополнительным отрицательным фактором может послужить концентрация пластических деформаций при сварке, в, особенности если она сопровождается деформационным старением металла. Здесь отрицательное влияние концентраторов проявляется дважды сначала в процессе сварки, вызывая концентрацию пластических деформаций и изменение механических свойств, затем во время эксплуатации, вызывая концентрацию рабочих напряжений. [c.420]

При исследовании сварных соединений необходимо ориентироваться на испытание образцов, в которых воспроизведены условия сварки и эксплуатации конструкций. Необходимо также учитывать особенности дефектов сварки, которые имеют остроту концентратов, существенно отличную от остроты трещины. Например, радиус в вершине непро-вара или несплавления может изменяться от 0,001 до 2 мм. Этот онцентратор может работать как трещина и в то же время иметь значительные отличия от нее с увеличением радиуса в вершине. Поэтому формс1льный подход при оценке трещиностойкости сварных конструкций может привести к серьезным ошибкам. В связи с этим представляется весьма важным моментом прежде всего определение влияния начального радиуса концентратора на ei о критическое раскрытие 6 . Для этой цели воспользуемся результатами работы /27/, где для оценки сопротивляемости сварных соединений квазихрупким разрушениям был предложен критерий — критический коэффициент интенсивности деформаций, учитьгаающий изменение механических свойств метал га в зоне концентратора в процессе термопластического цикла сварки и величину радиуса в его вершине. При этом [c.82]

ЭМП сопровождается наложением возмущающих воздействий со стороны управляющего аксиального магнитного поля на дугу. Под влиянием этих воздействий дуга приходит во вращение с перемещением активного пятна по изделию. При сварке алюминиевых сплавов это позволяет, осуществляя ЭМП в полупериоды, соответствующие обратной полярности горения дуги, интенсифицировать процесс катодной очистки поверхности ванны от окисной пленки, что снижает вероятность окисных включений в литом металле и уменьшает пористость швов. Наряду с другими положительными эффектами, присущими кристаллизации в условиях ЭМП, это обеспечивает повышение механических свойств сварных соединений до уровня основного металла при снижении количества участков швов с недопустимыми дефектами в 2,5 раза. При сварке, например, сплава АМгб максимальному повышению основных показателей качества металла шва в результате ЭМП соответствуют индукции управляющего магнитного поля 0,018— [c.30]

Здесь следует отметить, что в сварных соединениях прочность сцепления металлической основы и включений, расположенных в зоне термического влияния, может уменьшаться в результате высокотемпературного нагрева в процессе сварки, приводящего к изменению механических свойств матрицы. Это определяет пониженное сопротивление листового проката и сварного соединения к СР, что послужило основанием для отнесения СТ к дефектам сварных соединений типа холодных трещин. В условиях низкой пластичности формирование слоистой макротрещины проходит без макропластиче-ских деформаций (рис. 4.3, а) с образованием слоисто-хрупкого разрушения [15]. В более пластичной основе включение деформируется в форму линзы, а затем происходит разрушение основы (рис. 4.3, б). Очевидно, что во втором случае поверхность разрушения при движении СТ будет иметь вязкий вид, что означает повышенное сопротивление СР (слоисто-вязкое разрушение). [c.94]

На сопротивление усталости сварного соединения кроме масштабного фактора, концентрации напряжений и состояния поверхности влияют также механические свойства металла шва, юколошовной зоны и основного металла, распределение остаточных напряжений, дефекты сварки (непровары, неметалллические включения, сварочные трещины и т. д.). Эти факторы, в свою очередь, зависят от материала электродов и обмазки, от оборудования и режимов сварки, от квалификации сварщика, от методов контроля готовых сварных соединений и выбраковки дефектных и т. д. Влияние этих факторов на Уа д может быть оценено по результатам усталостных испытаний сварных соеди-гнений. [c.88]

Оценка свариваемости конструкционных материалов Бфиогенной техники должна включать в себя анализ уровня механических свойств сварного соединения и основного металла, определение склонности к образованию дефектов, прежде всего трещин в металле шва и зоне термического влияния, определение чувствительности сварного соединения к концентраторам напряжений и склонности к хрупкому разрушению (для получения бездефектных равнопрочных сварных соединений, обладающих высоким сопротивлением хрупкому разрушению). [c.626]

Технологию сварки для этих сталей выбирают из условий соблюдения комплекса требований, обеспечивающих прежде всего равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние, а деформация конструкции должна быть в пределах, не отражающихся на ее работоспособности Металл шва при сварке низкоуглеродистой стали незпачительно отличается по своему составу от основного металла — снижается содержание углерода и повышается содержание марганца и кремния. Однако обеспечение равнопрочности при дуговой сварке не вызывает затруднений. Это достигается за счет увеличения скорости охлаждения и легирования марганцем и кремнием через сварочные материалы. Влияние скорости охлаждения в значительной степени проявляется при сварке однослойных швов, а также в последних слоях многослойного шва. Механические свойства металла околошовной зоны подвергаются некоторым изменениям по сравнению со свойствами основного металла — при всех видах дуговой сварки это незначительное упрочнение металла в зоне перегрева. При сварке стареющих (например, кипящих и полуспокойных) низкоуглеродистых сталей на участке рекристаллизации околошовной зоны возможно снижение ударной вязкости металла. Металл околошовной зоны охрупчивается более интенсивно при многослойной сварке по сравнению с однослойной. Сварные конструкции из низкоуглеродистой стали иногда подвергают термической обработке. Однако у конструкций с угловыми однослойными швами и многослойными, наложенными с перерывом, все виды термической обработки, кроме закалки, приводят к снижению прочности и повышению пластичности металла шва. Швы, выполненные всеми видами и способами сварки плавлением, имеют вполне удовлетворительную стойкость против образования кристаллизационных трещин из-за низкого содержания углерода. Однако при сварке стали с верхним пределом содержания углерода могут появиться кристаллизационные трещины, прежде всего в угловых швах, первом слое многослойных стыковых швов, односторонних швах с полным проваром кромок и первом слое стыкового шва, сваренного с обязательным зазором. [c.102]

При оценке влияния пористости на механические свойства сварных соединедай необходимо располагать данными о чувствительности металла шва в сварном соединении к концентраторам-дефектам в зоне дефекта (см. раздел 1), а также значениями теоретических коэффициентов концентрации напряжений пор Кп и теоретическими коэффициентами концентрации формы шва ф. Концентрация напряжений в сварных швах с порами зависит от типа пористости, характера распределения пористости в шве и геометрической формы пор. С этих позиций в сварных конструкциях следует различать единичную пористость (расстояние между порами больше трех диаметров наибольшей поры), пористость в виде цепочек (не слившиеся поры с расстоянием между ними меньше трех диаметров поры), скопление неслившихся пор и слившиеся поры, которые, как правило, сопровождаются окисными пленками. [c.161]

Второй этап имеет целью проверку соответствия прочности простого образца, растягиваемого в одном направлении, и прочности элементов в условиях, близких к нагружению натурной конструкции. Поэтому испытания листового металла, сварных соединений и узлов на этом этапе осуществляются в условиях, более близких к работе тонкостенного сосуда под внутренни1Л давлением, т. е. при двухосном растяжении. Для этого следует использовать специальные испытательные установки типа УДР-МВТУ, в которых двухосное растяжение листового металла и сварных соединений осуществляется методом гидростатического выпучивания [2, 3, 9]. Выявление возможности снижения прочности под действием таких факторов, как состояние поверхности, неоднородность механических свойств сварного соединения в зависимости от параметров процесса сварки и термообработки, влияние различных дефектов, повторности нагружения и т. д. осуществляется на образцах, условия изготовления и нагружения которых приближаются к условиям реального узла сосуда. Раздельная оценка действия различных факторов позволяет обосновать требования технических условий к процессам сборки, сварки, термообработки и приемки изделия и тем самым обеспечить его надежную работу в эксплуатации. [c.188]

Статическая прочность. Влияние пор на механические свойства сварных соединений оценивают по данным чувствительности металла шва к этим дефектам, а также в зависимости от значений теоретических коэффициентов концентрации напряжений, вызванных порами и формой шва [39]. Чувствительность металла шва к порам зависит от типа пористости, геометрической формы пор и характера их распределения в шве. В соответствии с этим различают единичную пористость (расстояние между порами больше трех диаметров наибольшей поры), пористость в зиде цепочек (неслившиеся поры с расстоянием между ними меньше диаметров поры), скопление неслившихся и слившихся пор, которые обычно сопровождаются окисными пленками. [c.60]

В качестве твердых прослоек могут выступать сварной шов. зона термического влияния, промежуточная наплавка при сварке разнородных металлов и т. д, Ранее соединениям, имеющим в своем составе твердые прослойки с удовлетворительной деформациотой способностью, удеЛ51ЛОСЬ мало внимания. Последнее связано с тем, что прочность рассматриваемых соединений лимитировсшась механическими свойствами основного более мягкого металла М, а сама твердая прослойка в процессе нагружения либо работала упруго, либо незначительно вовлекалась в пластическую деформацию, Интерес к анализу предельного состояния соединений с твердыми прослойками возникает с появлением в них плоскостных дефектов, которые являются причиной разрушения конструкций по твердой прослойке. [c.66]

В связи с опасностями такого рода при стыковой контактной сварке всегда рационально обеспечивать осадку, не выключая сварочного тока. Вокруг всякого дефекта, концентрирующего механические напряжения, электрический ток и его магнитный поток создают также свои собственные концентрации. Если концентрация механического сдвига усиливает разрушение, то электромагнитное поле своей концентрацией может противостоять этим действиям. И концентрация тока, и магнитный поток вызывают значительный и мгновенный нагрев в зоне концентрации. Нагревы могут доводить металл до мгновенного плавления, когда не только залечиваются микротрещины, но и ргезко меняется структурная картина со всеми ее бывшими микродефектами. Влияние электромагнитных полей на трещинообразование при сварке полезно иметь в виду и исследователям прочностных свойств соединений при дуговой сварке. Оказывается совершенно небезразлично, как подводился сварочный ток к сварным образцам, с какой именно стороны и в каком направлении. И сварочный ток, и магнитное поле при сварке могут быть и не быть полезными концентраторами. [c.155]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...