Влияние на свойства металла шва - скорости охлаждения

На свойства сварного соединения наряду с химическим свойством металла шва значительное влияние оказывает структура металла шва и околошовной зоны. В зависимости от химического состава и скорости охлаждения структура металла шва может быть самой разнообразной. Сварной шов, выполненный тонкопокрытыми электродами, имев Т мелкозернистую структуру. В структуре преобладает феррит и перлит. При сварке толстопокрытыми электродами в связи с меньшей скоростью охлаждения металл шва имеет более крупнозернистую столбчатую структуру, состоящую из зерен [c.19]

Рис. 153. Влияние скорости охлаждения на механические свойства металла шва.

Неметаллические включения (рис. 88), представляющие пустоты в металле шва, заполненные неметаллическими веществами (шлаками, окислами), как правило, присутствуют в металле сварных швов. Их состав, количество, размер, форма и распределение в металле шва могут оказать заметное влияние на механические свойства сварных соединений. Неметаллические включения можно разделить на включения, которые образуются в металле сварочной ванны в результате различных физико-химических процессов, и на включения, вносящиеся в сварочную ванну извне. Большинство неметаллических включений относится к первой группе и их образованию способствует обогащение жидкого металла примесями вследствие ликвационных явлений и понижение совместной растворимости примесей при охлаждении металла сварочной ванны. Извне неметаллические включения могут быть внесены в результате перехода в сварочную ванну части расплавленного покрытия в виде отдельных капель или вместе с электродным металлом за счет перехода окислов (соединение металла с кислородом), находящихся на поверхности свариваемых деталей, или неполного удаления шлако вой корки с поверхности предыдущего валика. Размеры неметаллических включений влияют на скорость их удаления из расплавленного металла и в значительной степени- на механические характеристики сварного соединения. Зародыши включений могут увеличиваться [c.235]

Теоретические и экспериментальные исследования тепловой кинетики и распределения температур в сварных швах привели к выводу формул [245], позволяющих определить температуру в любой точке температурного поля. Однако зависимость последнего от большого числа факторов вносит в расчеты значительные погрешности, и поэтому распределение температур в зависимости от времени чаще всего определяется зкспериментально. Приходится учитывать общую энергию электрической дуги, способ сварки, толщину листа, расположение шва (горизонтальное, вертикальное или потолочное), количество, скорость и последовательность наложения валиков друг на друга, применение промежуточного охлаждения и т. д. Из теплофизических свойств металла основное влияние на температурное поле имеет теплопроводность. С повышением теплопроводности уменьшается ширина сенсибилизированной зоны й сокращается время сенсибилизации. Для образования зоны, склонной к межкристаллитной коррозии, имеет значение не только тепло, подведенное дугой к основному материалу через жидкую металлическую ванну наплавленного металла, но и процесс его затвердевания и охлаждения. Если весь процесс плавления металла при сварке разделить [c.232]

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]

Значительное влияние на механические свойства металла шва оказывает скорость охлаждения последнего (см. рпсунок), что объясняется изменением количества и строения перлитной фазы. Увеличение скорости охлаждения приводит к возрастанию прочностных и к снижению пластических свойств металла шва. Ударная вязкость металла шва уменьшается с ростом скорости охлаждения. Однако критическая температура перехода металла однослойного шва в хрупкое состояние практически не зависит от скорости охлаждения. [c.30]

Изменение напряжения на дуге оказывает влияние на коэффициенты наплавки и расплавления, площади наплавки и прославления, химический состав и механические свойства металла щва. Как и при других способах сварки, увеличение напряжения на дуге вызывает уменьшение коэффициентов расплавления и наплавки. При повышении напряжения незначительно снижается глубина проплавления и увеличивается ширина шва. Это приводит к незначительному снижению доли электродного мг-талла в шве. В связи с изменением соотношения доли электродного и основного металла в шве изменяется и химический состав металла шва. С увеличением напряжения усиливается выгорание кремния и марганца, а содержание углерода увеличивается. Изменение химического состава в свою очередь влияет на механические свойства металла шва. Помимо этого на химический со-с в еталла шва оказывают влияние содержание вред- азов в металле шва, скорость охлаждения расплав-металла и др. Установлено, что с увеличением на-1ия снижаются нластические свойства (относитель-Синение и сужение) и ударная вязкость металла шв ределы прочности и текучести также несколько по-н-нйшются. Основной причиной этого является наличие в м 1 е шва растворенных газов (кислорода и азота). 0 ж 1ение содержания кислорода и азота происходит при увеличении напряжения, т. е. при удлинении дуги. Вредные газы при удлиненной дуге легче попадают в сварочную ванну и дольше взаимодействуют с каплями электродного металла. [c.17]

Изменение скорости сварки оказывает влияние на ко-эффицигнты наплавки и расплавления, потери металла, форму поперечного сечения шва и механические свойства металла шва. С увеличением скорости сварки уменьшаются коэффициенты расплавления и наплавки, потг-ри металла на угар, испарение и разбрызгивание, площади наплавки и проплавления. Уменьшение площади наплавления происходит быстрее, чем площади проплавления (снижается доля наплавленного металла в металле шва). Прочностные свойства металла шва несколько повышаются, а пластические снижаются. Изменение ме-ханичзских свойств металла шва связано с увеличением скорости охлаждения металла шва и ухудшением газовой защиты расплавленного металла. [c.18]

Существенное влияние скорости охлаждения металла шва на его механические свойства связано с известными в металловедении особенностями распада переохлажденного аустенита, с образованием вместо равновесного перлита (содержащего 0,83 % С) псевдоэвтектоида, имеющего неравновесный состав и более мелкую структуру. Кроме того, наряду с уменьшением количества углерода в псевдоэвтектоиде феррит обогащается углеродом, становится также неравновесным и изменяет свои свойства. Измельчаются зерна псевдоэвтектоида и феррита. [c.245]

Как видно из данных табл. 6.7 и рис. 6.5 скорость охлаждения для низкоуглеродистых сталей оказывает большое влияние на их механические свойства. При повышении содержания марганца это влияние усиливается. Поэтому даже при сварке горячекатаной низкоуглеродистой стали марки СтЗкп при указанных выше условиях не исключена возможность получения в сварном соединении закалочных структур. Если сталь перед сваркой прошла термическое упрочнение - закалку, то в зоне термического влияния шва на участках рекристаллизации и старения будет наблюдаться отпуск металла, т.е. снижение его прочностных свойств. Уровень изменения этих свойств зависит от погонной энергии, типа сварного соединения и условий сварки. [c.266]

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]

Сила тока при сварке подбирается в каждом отдельном случае, экспериментально в зависимости от толщины металла я диаметра электродов так, чтобы разогрев стали был минималь ным, а скорость охлаждения шва и зоны термического воздействия — максимальной. Процесс сварки следует вести возможно быстрее, не задерживая электрода, так как при длительнол нагреве сталь ухудшает свои противокоррозийные свойства-Увеличение скорости сварки сопровождается измельчением первичной структуры швов, благоприятно сказывающейся на их коррозионной стойкости. Скорость охлаждения оказывает влияние Нс1 характер первичной кристаллизации и на полноту выделения избыточной фазы по границам зерен аустенита. Чем медленнее остывает сварной шов, тем большее количество избыточной фазы выпадает по границам зерен. При этом сварку необходимо выполнять короткой дугой, так как при длинной дуге образуются поры в сварных швах и сильно выгорают ле,-гируюшие элементы, что может снизить качество швов и также уменьшить сопротивление коррозии. [c.101]

Первый участок представляет собой частично расплавленный при сварке металл. Температурный интервал этого участка при содержании в свариваемом чугуне 3% углерода определяется температурами 1240ч-ПбО° С. При сварке без подогрева скорость охлаждения такого металла ( 3% С —2,5% 51) приводит к получению белого чугуна. На структуру и свойства металла этой зоны в некоторой степени может влиять состав сварочных материалов, в частности, вводя через них в металл шва графитизаторы (С, 51, N1 и др.), можно усилить процесс графитизации в первом участке зоны термического влияния. [c.350]

Для выполнения этих условий в качестве основного критерия расчёта параметров технологии и режимов однопроходной и многослойпо11 сварки длинными участками следует принимать скорость охлаждения 1У околошовной зоны, выбираемую в зависимости от толщины металла и конструкции соединения внутри интервала скоростей АИ овт (и соответствующих им длительностей в котором обеспечивается оптимальное сочетание механических свойств зоны термического влияния и шва. Для предупреждения опасности образования холодных трещин должна назначаться с учётом которая в зависимости от типа ст 1лп и жесткости сварного соединения может в большей или меньшей мере ограничивать диапазон приемлемых скоростей охлаждения внутри интервала АИ (см. грунны а я б сталей на рис. 153). Значения А и устанавливают методами, указанными выше (п. 1). [c.250]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...