Строение сварного соединения металл шва

Структура и свойства сварного соединения. Металл шва сварного соединения алюминия, так же как и стали, имеет столбчатое строение (рис. 11-1). Однако поперечные размеры кристаллитов намного больше. В околошовной зоне в процессе сварки происходит рекристаллизация металла преимуш,ественно в направлении проката. Рекристаллизация сопровождается некоторым снижением твердости (рис. 11-2). Кроме основы — твердого раствора алюминия, содержатся отдельные интерметаллические соединения алюминия с железом и кремнием. При сварке алюминиевомагниевых сплавов обнаруживаются соединения алюминия с марганцем и магнием, а также фазы более сложного состава, содержащие примеси железа и кремния (рис. 11-3). [c.640]

Водород, соединяясь с кислородом закиси меди, образует водяной пар, который является причиной появления трещин (водородная болезнь) и пор в металле шва. Стойкость металла шва против пор при сварке меди ниже, чем стали. Самые хорошие результаты получаются при использовании односторонних стыковых швов со сквозным проплавлением кромок. Примеси свинца, мышьяка, висмута и сурьмы затрудняют сварку меди. Наилучшую свариваемость имеет электролитическая медь, содержащая не более 0,4% примесей. Высокая теплопроводность меди требует применения концентрированных источников нагрева, в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогревов, а высокий коэффициент линейного расширения — принятия дополнительных мер против коробления конструкции. Сварные соединения собираются без зазора ввиду большой жидкотекучести меди, общий угол разделки кромок 60—70°. Для изделий толщиной 1—3 мм используют сварные соединения с отбортовкой, заваривая их без присадочного металла. При толщине 4—10 мм применяется 1 -образ-ная разделка с притуплением 1,5—3 мм, при больших толщинах — Х-образная. Изделия толщиной более 6 мм сваривают с предварительным подогревом. Для получения металла шва и околошовной зоны с мелкозернистым строением сварные соединения подвергают проковке в холодном состоянии (толщина до 6 мм) и при температуре 200—30б°С (толщина свыше 6 мм), а пластичность и [c.142]

Стойкость коррозионная сварных соединений, классификация 599 Строение сварного соединения И—12 границы сплавления 86—87 зона термического влияния 91—95 металл шва 87—91 неметаллические включения 260— 265 [c.763]

Строение сварных соединений и особенности структурообразования в металле шва и различных участках зоны термического влияния подробно рассмотрены в аналогичном атласе по сталям [1]. [c.10]

Строение сварного соединения. Соединение, вьшолняемое сваркой плавлением, состоит из четырех зон 1) металл шва 2) зона сплавления 3) зона термического влияния 4) основной металл (рис. 4.4). [c.144]

Горячими трещинами называются хрупкие межкристаллитные разрушения сварного шва или околошовной зоны, возникаюш,ие в области температурного интервала хрупкости в результате воздействия термодеформационного сварочного цикла. Горячие трещины чаще всего возникают в сплавах, обладающих выраженным крупнокристаллическим строением, с повышенной локальной концентрацией легкоплавких фаз. Согласно общепринятым представлениям, они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформаций в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях. Способность сварного соединения воспринимать без разрушения деформации, вызванные термодеформационным циклом сварки, определяет уровень его технологической прочности. [c.478]

При сопоставлении микроструктуры наплавленного металла шва сварных соединений, выполненных под давлением перекачиваемой среды в условиях пониженной температуры и без давления при нормальной температуре, не выявлено существенных отличий. Как видно, структура металла шва дисперсная феррито-перлитная незначительного дендритного строения (рис. 5.10, а). [c.315]

Отпуск существенно влияет на строение усталостных изломов в пределах зоны II (табл. 5.5). Во-первых, уменьшается (на порядок) площадь поверхности разрушения, занятая усталостными бороздками. Во-вторых, возрастает (более, чем на порядок) площадь излома, занимаемая фасетками межкристаллитного разрушения. По данным выборки из 225 фасеток, их средний размер составляет 4,84+0,25 мкм. Этот размер фасетки межкристаллитного разрушения близок к размеру эффективных зерен феррита в металле сварного шва после отпуска. Можно предположить, что отпуск сварного соединения ослабляет границы кристаллитов (зерен). С этим предположением согласуется заметное увеличение в хрупких участках долома (зона IV) доли межкристаллитного разрушения. Химический анализ содержания вредных примесей в сварном шве до и после отпуска не показал [c.259]

Перегрев металла может возникнуть при сварке па повышенных режимах и малой скорости перемещения электродного материала. В результате перегрева металл шва и околошовной зоны имеют крупнозернистое строение, что снижает механические свойства сварного соединения и, в первую очередь, ударную вязкость. [c.211]

Сварное соединение можно разделить на три основные зоны, имеющие различную микроструктуру зону основного металла, зону термического влияния и зону наплавленного металла сварного шва. При газовой сварке вследствие более медленного нагрева зона термического влияния (околошовная зона) больше, чем при ду говой. Зона термического влияния имеет несколько структурных участков, вызванных температурой нагрева в пределах 450—1500° С и отличающихся между собой формой и строением зерна. [c.101]

В связи с изложенным решающее влияние иа стойкость сварных соединений среднелегированных сталей против образования холодных трещин оказывают перегрев в околошовной зоне, температурный интервал мартенситного превращения в этой зоне, а также в металле шва и скорость охлаждения околошовной зоны и металла шва в этом интервале. Чем меньше перегрев, выше температура мартенситного превращения и медленнее охлаждение, тем меньше нарушается атомное строение на границах зерен и соответственно затрудняется зарождение трещин. Кроме того, чем выше пластичность мартенсита, тем выше его сопротивляемость развитию трещин. [c.251]

Повышенные скорости охлаждения металла шва способствуют увеличению его прочности (рис. 10.1), однако при этом снижаются пластические свойства и ударная вязкость. Это объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Скорость охлаждения металла шва определяется толщиной свариваемого металла, конструкцией сварного соединения, режимом сварки и начальной температурой изделия. Влияние скорости охлаждения в наибольшей степени проявляется при дуговой сварке однослойных угловых швов и последнего слоя многослойных угловых и стыковых швов при наложении их на холодные, предварительно сваренные швы. [c.13]

Микроструктура сварных соединений во всех случаях характеризуется столбчатым строением металла шва и наличием четко выявленной зоны термического влияния, величина которой составляет 2—3 мм. [c.133]

При данном типе диаграммы состояния свариваемых металлов хорошее сплавление металла шва с основными свариваемыми ме-галлами обусловливается тем, что на кромках каждого металла из расплава надстраиваются зерна того же металла, т. е. имеет место полное соответствие атомно-кристаллического строения, а в связи с этим и создание надлежащей связи. Для работоспособности сварного соединения имеет положительное значение и плавное изменение свойств в пределах сварного соединения. Образование химической неоднородности в таком сварном соединении неизбежно в связи с разной химической природой металлов А и В. Градиент химической неоднородности (различие в составе соседних участков) тем больше, чем больше величина концентрационного интервала между эвтектической точкой О и чистыми металлами (см. рис. 3.16, отрезки Од и Ог). [c.51]

Для сварных соединений важно, что по границам зерен диффузионные процессы идут активнее, чем по телу зерна, что связано с большей плотностью несовершенств кристаллического строения по границам зерен. В результате этого сосредоточение по границам зерен различного рода примесей и, прежде всего, углерода, водорода и серы определяет возможность значительного изменения свойств металла этих зон, их поведения при деформации и разрушении. Состояние границ зерен для сварных соединении имеет большее значение, чем для свариваемого металла в связи с наличием крупных литых кристаллов в металле шва и выросшего зерна в околошовной зоне. [c.61]

Оценивая влияние диффузионных процессов на строение и свойства сварных соединений, следует также иметь в виду их значение для рекристаллизации металла, подвергшегося деформации в процессе сварки, для химической неоднородности в различных участках зоны сварки и для проникания в зону сварного шва водорода. [c.67]

Изучение строения металла сварного соединения проводят путем выявления его структуры на специально приготовленных шлифах поперечных и продольных сечений. При этом различают макро- и микроструктуру. Макроструктуру выявляют при осмотре невооруженным глазом или при небольших увеличениях с помощью луп или бинокулярных микроскопов. При этом устанавливают общий характер строения металла (столбчатое, зернистое), форму провара, наличие дефектов (поры, трещины, включения и т.п.). Микроструктура металла шва характеризует его тонкое строение, выявляемое на шлифах с помощью металлографических микроскопов с высоким разрешением (строение кристаллитов, наличие ячеисто-дендритной неоднородности, микродефектов). [c.60]

Строение сварного соединения, обусловленное металлургическими процессами сварки и неравномерным нафевом основного металла, характеризуется зонами литым металлом шва МШ, зоной (фаницей) сплавления ЗС сварного шва с основным металлом, зоной термического влияния ЗТВ и основным металлом ОМ, не затронутым нафевом, вызывающим структурные изменения (рис. 1.12). [c.37]

Слои основного металла, непосредственно примыкаюшие к сварочной ванне, перегреты и приобретают крупнсиернистую структуру. Крупнозернистое строение получает и металл шва, кристаллизующийся на крупных зернах застывающего металла кромок. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления основного металла с крупнозернистой структурой, характерной для перегретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соединения. [c.90]

U — схема строения (/ — металл шва 2 — линия сплавления 3 — участок роста зерна 4 — участок, на котором возможно выпадение вторичных карбидов 5 — основной металл) б — микроструктура сварного соединения из стали Х18НШТ. Х100 (слева основной металл, справа металл шва. имеющий дендритное строение) [c.251]

Формирование микроструктуры металла шва при сварке протекает в три этапа в последовательности образование 5-феррита при кристаллизации из жидкой фазы, образование ауспенита в результате 5 -> у-прев-ращения и последующий распад аустенита в результате у —> а-превра-щения. При оценке качества и работоспособности сварных соединений ориентируются на величину аустенитного (первичного) зерна и продукты распада аустенита. Последнее представляет собой преимущественно бей-нит ориентированного и/или зернистого строения. [c.37]

Наиболее высокие значения длительной прочности приходятся на сварные соединения стали 12Х1МФ умеренной прочности (табл. 1.11). По сварным соединениям стали 15Х1М1Ф максимальные жаропрочные свойства (длительная прочность, коэффициент прочности при ползучести) реализуются при умеренной прочности - 525. .. 617 МПа основного металла и оптимальной сварочной технологии. Последнее обеспечивает получение наиболее благоприятной микроструктуры сварного шва, оцениваемой баллом 2 [24], с долей крупнозернистого строения [c.77]

Большинство неразъемных соединений получают сваркой плавлением с использованием мощного теплового источника — электрической дуги. При этом основной металл и электрод плавятся, образуя жидкую ванну. Температуры сварочной ванны и примыкающего металла достигают высоких значений. После кратковременного нагрева следует достаточно быстрое охлаждение, т.е. возникает своеобразный термический цикл, который определяет строение сварного шва и околошовной зоны. При сварке углеродистой стали структура околошовной зоны (зоны термического влияния) формируется в соответствии с диаграммой состояния Fe — ГезС (рис. 10.2). Шов имеет структуру литого металла, которая образуется в процессе первичной кристаллизации. Из-за направленного отвода теплоты кристаллы здесь приобретают столбчатую форму, вытянутую перпендикулярно линии сплавления. [c.288]

Наиболее опасными дефектами в сварном соединении являются трещины (рис. 89). Появлению трещин в металле шва могут способствовать поры и неметаллические включения. Процесс разрушения начинается с образования зародышевой трещины, поэтому наличие в металле трещин является фактором, предрасполагающим к разрущению. Разрушение любого металла состоит из нескольких этапов — зарождение трещины, ее устойчивый рост и достижение критической длины, нестабильное развитие трещины. Существуют трещины двух типов — горячие и холодные. Стенки горячих трещин обычно сильно окислены, а у холодных — блестящие, чистые. Горячие трещины имеют межкристаллит-ное строение, в то время как холодные трещины, в основном, проходят через тело кристаллов. Горячие трещины обычно расположены в металле шва и могут образоваться в процессе кристаллизации металла под действием растягивающих напряжений, возникающих в процессе охлаждения сварного соединения. Холодные трещины чаще всего возникают в околошовной зоне, и реже в металле шва. В основном они образуются при сварке изделий из средне- и высоколегированных сталей перлитного и мартенситного классов. Но они могут появиться и в сварных соединениях из низколегированных сталей иерлитно-ферритного класса и высоколегированных сталей аустенитного класса. [c.237]

Присущие электрошлаковому процессу большой объем ванны жидкого металла и замедленная ее кристаллизация, а также склонность аустенитного металла к сильной транскристаллизации приводят к тому, что металл шва в сварном соединении аустенитных сталей обладает крупностолбчатым строением. Это усиливает мик-роструктурную неоднородность металла шва и тем самым увеличивает склонность его к межкристаллитной коррозии. Поэтому, если от сварного соединения требуется стойкость против межкристал- [c.298]

Дуговая сварка плавлением при помощи электрической дуги или других источников тепловой энергии широко распространена благодаря простоте соединения частей металла путем местного расплавления соединяемых поверхностей. Расплавление основного и присадочного металла облегчает их физические контакты, обеспечивает подобно жидкостям смешивание металлов в жидкой сварочной ванне, одновременно удаляя оксиды и другие загрязнения. Происходят металлургическая обработка расплавленного металла и его затвердевание, образуются новые межатомные связи. В кристаллизуемом металле образуется сварной шов (рис. 1.2, в). Свойства сварного шва и соединения в целом регулируются технологией расплавления металла, процессом его обработки и кристаллизации. Взаимная растворимость в л<идком состоянии и образование сварного шва характерны для однородных металлов, например для стали, меди, алюминия и др. Более сложным оказывается соединение разнородных материалов и металлов. Это объясняется большой разницей их физико-химических свойств температуры плавления, теплопроводимости и др., а также несходством атомного строения. Некоторые металлы, например железо и свинец и др., не смешиваются при расплавлении и не образуют сварного соединения другие — железо и медь, железо и, никель, никель и медь хорошо смешиваются при сварке образуют твердые растворы. Для соединения металлов, не поддающихся смешиванию при расплавлении, применяют особые виды сварки и методы ее выполнения. [c.8]

По рис. 171 можно определить оптимальный температурный интервал сварки. При оптимальных параметрах процесса сварки в зоне совместной кристаллизации сварного соединения образуется мартенсит в оторочке троостита на фоне феррита видманштетто-вого строения (рис. 172,а). Последующий отжиг приводит к полной перекристаллизации металла сварного шва (рис. 172,6). Структура зоны шва, переходной зоны и основного металла становится одинаковой, состоящей из равноосных зерен феррита и перлита. [c.307]

На рис. 156 показано сечение шва и микроструктуры отмеченных характерных зон сварного соединения. На рис. 157 приведена схема структуры металла сварного соединения наплавленного металла, зоны термического влияния и основного металла. На левой половине рисунка схематично изображена структура металла при высоких температурах, отвечающих завершению первичной кристаллизации. Здесь шов имеет крупностолбчатое строение и рядом с ним находится зона крупных зерен основного металла в состоянии аустенита (участок перегрева). Далее размер зерен аустенита уменьша- [c.290]

При различных методах сварки плавлением кристаллическое строение металла шва, связанное с условиями перехода сварочной ванны из жидкою состояния в твердое, является одним из факторов, определяющих качество и свойства этого участка сварного соединения. Во многом образование сварочной ванны и ее кристаллизация зависят, как показано в работах А. А. Ерохина, Г. Л. Петрова, И. К. Походни, Н. П. Прохорова и др., от технологии сварки, однако существуют общие закономерности плавления и кристаллизации, имеющие важное значение для образования металла шва при дуговой сварке плавлением. [c.26]

Макроисследование сварных соединений позволяет выявить строение металла шва, непровары, шлаковые включения, трещины, газовые поры и другие дефекты, видимые невооруженным глазом или при небольшом увеличении. [c.185]

Многослойной сваркой обеспечивается повышенная прочность металла шва и всего сварного соединения по сравнению с однослойной получается меньший участок перегретого металла в зоне термического влияния сварного соединения, достигается нормализация (отжиг) нижележащих слоев при наплавке последующих. Толщина слоя подбирается такой, чтобы металл предыдущего слоя приобретал мелкозернистое строение. Для сварки незакаливаю-щейся стали толщина слоя многослойного шва составляет 3-8 мм в зависимости от толщины и размеров изделия. Металл верхнего слоя шва рекомендуется отжечь газовым пламенем без присадочного металла. [c.73]

Строение зоны влияния при ручной дуговой сварке малоуглеродистой стали схематически показано на рис. 27. Рядом с наплавленным металлом расположена зона сплавления, с которой граничит участок перегрева. Здесь основной металл уже не нагревается до температуры плавления, хотя температура нагрева его достаточно высока и лежит в пределах ПОО—1500 , что вызывает значительный рост зерен металла на данном участке, и почти всегда сопровождается образованием зерен игольчатой (видманштеттовой) структуры. Эта часть шва обычно является наиболее слабым местом и здесь металл будет обладать наибольшей хрупкостью, хотя и не будет влиять существенно на прочность сварного соединения в целом, за исключением тех случаев, когда перегрев значителен. [c.65]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...