Свойства металлов, влияющие на свариваемость

Трещиностойкость сварных соединений одной и той же толщины, выполненных сваркой под флюсами в среде углекислого газа, практически одинакова (рис. 6). Однако на величину трещиностойкости и температуру перехода в вязкое состояние заметно влияет число свариваемых слоев. В данном случае определяющими факторами, очевидно, являются изменение пластических свойств металла шва под воздействием термомеханического цикла сварки при последующих проходах, а также увеличение толщины сварного соединения в связи с ростом количества слоев, приводящее к повышению степени стеснения пластических деформаций в области вершины дефекта. [c.286]

В значительной степени технологичность конструкций сварных деталей зависит от поведения материала при местном нагреве до температуры плавления. При этом изменяются физико-механические свойства металла в связи со структурными изменениями, фазовыми превращениями и изменением размера зерна. Указанные изменения зависят от химического состава исходного металла и состояния металла перед сваркой. При сварке в околошовных зонах появляются высокие внутренние напряжения, которые вызывают коробление детали и способствуют появлению трещин. На образование трещин в околошовных зонах в некоторой степени влияют конструктивные факторы свариваемых деталей, толщина свариваемых деталей, вид сварки, размеры и расположение сварных швов, жесткость крепления деталей при сварке и др. [c.120]

При сварке среднеуглеродистых и легированных сталей глубина проплавления свариваемых кромок влияет на качество сварных соединений еще и потому, что она сказывается на механических свойствах металла шва. В этих случаях химический состав электродного металла заметно отличается от химического состава свариваемого металла. Поэтому изменение глубины проплавления кромок свариваемого металла влияет на долю основного металла в металле шва, что изменяет его химический состав и тем самым механические свойства. [c.254]

На эти процессы влияют следующие основные факторы а) размеры и форма свариваемых изделий, теплофизические свойства металла б) эффективная тепловая мощность сварочной дуги и характер ее перемещения по изделию. [c.44]

На свойства металла зоны сплавления металла шва с основным влияет не только состав, по и размер зерен свариваемого ме-96 [c.96]

Марганец весьма мало влияет на свариваемость стали при содержании его в малоуглеродистой проволоке приблизительно до 1%. Марганец является хорошим раскислителем. При содержании марганца в малоуглеродистой проволоке до 1,1% предел прочности металла шва достигает максимального значения без существенного изменения пластических свойств металла. Если же в присадочной проволоке наряду с высоким содержанием марганца наблюдается повышенное содержание углерода, то металл сварного шва становится склонным к закалке и образованию холодных трещин. При повышенном содержании марганца и относительно высоком содержании серы в сварном шве образуется тугоплавкий сульфид марганца МпЗ, весьма слабо растворяющийся в жидком железе и иногда остающийся в металле шва в виде дисперсных шлаковых включений. Однако введение Мп в шов используют иногда для подавления отрицательного влияния 5, способствующей образованию горячих трещин при сварке. Связывание 5 в тугоплавкий сульфид Мп5 препятствует образованию сернистой эвтектики. При сварке малоуглеродистой стали с этой целью предусматривают содержание Мп в шве из расчета > 30% 5. В стержнях для сварки серого чугуна содержание марганца как элемента, способствующего отбеливанию чугуна, ограничивается 0,5—0,6%. [c.161]

Когда нет необходимого оборудования или когда процесс вакуумного раскисления не подходит по каким-либо причинам, добавляют элементы, которые сами реагируют с кислородом, такие, как кремний, алюминий, титан, ниобий, ванадий или цирконий (марганец также действует как раскислитель). Эти металлы, особенно когда они присутствуют в избытке, оказывают значительное влияние на окончательные свойства стали. Наиболее часто используется в качестве раскислителя кремний, который присутствует в виде твердого раствора в феррите и оказывает заметное влияние на ударную вязкость при низкой температуре. Алюминий влияет на свойства стали по-разному. Он очищает зерна стали от кислорода и реагирует с азотом, увеличивая тем самым ударную вязкость углеродистых сталей, но, будучи добавлен в заметном количестве, способствует графитизации и ослаблению границ зерен, действуя тем самым на прочность и свариваемость. Окись алюминия, которая является продуктом реакции с кислородом, может оставаться в стали во, взвешенном состоянии, образуя неметаллические включения. Другими возможными раскислителями могут быть титан, цирконий, ниобий и ванадий, которые в одних случаях могут оказаться полезными, а в других— вредными, поэтому использование этих элементов ограничивается созданием определенных сортов сталей, где их влияние проявляется с положительной стороны. [c.51]

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]

Легирующие элементы титановых оплавов в наибольшей степени влияют на изменение пластических свойств сварного шва и зоны термического влияния. Пластические свойства многих оплавов, содержащих хром, марганец, железо, молибден, ванадий и другие элементы, снижаются вследствие закалки металла из Р-области. При этом происходит превращение с образованием а -фазы, которая обладает более дисперсным строением и большей хрупкостью. В работе [107] исследована свариваемость некоторых двойных сплавов титана. Наиболее резкое изменение свойств в шве наблюдалось (рис. 20) в сплавах с хромом, молибденом, кобальтом. Введение олова и циркония практически не влияло на свойства шва. [c.82]

Оптимальный расход углекислого гааа зависит от конструкции горелки, ее положения относительно свариваемой детали и типа соединения. Увеличение расхода газа сверх минимально необходимого очень слабо влияет на устойчивость дуги, химический состав металла шва (фиг. 125) и свойства сварных соединений. [c.458]

Вторую группу составляют испытания С. с разрушением шва для выявления искусства сварщиков или качества материалов. При этих испытаниях пользуются обычными методами металловедения, каковы испытания растяжением, проба ударом, на разрыв и пр., а также металлографического исследования. Следует однако при всех этих испытаниях учитывать, что сваренный предмет имеет три зоны (наваренный и основной металл и переходная зона) с различными свойствами и что часто незначительные и неопасные недостатки сильно влияют на результаты испытаний. Так, испытание растяжением дает показательные результаты только в том случае, когда разрыв имеет место по сварочному шву. Для достижения этого утолщения в месте С. обычно удаляют до получения равномерной толщины по всей длине образца. В СССР размеры и способ изготовления образца для испытаний С. растяжением устанавливает ОСТ 2406. Для получения разрыва в месте С. целесообразно несколько ослаблять сечение шва в образце. Правильное определение величины удлинения места С. при пробе на разрыв возможно только при помощи самых точных измерительных инструментов и при большом навыке. Зона самого шва, имеющего литую структуру, удлиняется совершенно иначе, нежели переходная зона с грубо кристаллич. структурой, а эта зона в свою очередь имеет иное удлинение, нежели материал в зоне основного материала свариваемого предмета. Б. ч. полу- [c.121]

Выбор частоты является центральным моментом определения режима. Частота не может быть связана с каким-либо одним фактором или условием сварки. На ее выбор влияют теплофизические, магнитные, электрические свойства свариваемого материала, наличие оксидов, возможные фазовые превращения в нем, толщина металла, размеры поперечного контура заготовки, предельная мощность источника, удобство канализации высокочастотной энергии, необходимость экранирования сварочных устройств. С учетом всего комплекса требований и условий чаще всего используют частоту 440 кГц при работе с заготовками толщиной 0,8... 14 мм. [c.520]

Флюсы и присадочные материалы. Исследование присадочных материалов и флюсов при сварке чугуна природным газом имеет большое значение для решения проблемы использования природных газов. Для сварки необходимы присадочные материалы и и флюсы, которые обеспечивают хорошую свариваемость и обрабатываемость сварного шва. При сварке чугуна в широко распространенных способах (электродуговом, газовом с использованием ацетилена) применяют флюсы, содержащие разнообразные компоненты без анализа их количественного состава. Это отрицательно влияет на образование структур сварного шва, способствует возникновению отбеленных участков, увеличению усадки и появлению трещин в околошовной зоне. С внедрением в сварочное производство разработанного нами способа сварки серых чугунов с использованием природного газа как заменителя ацетилена были исследованы и внедрены флюсы, обладающие хорошими раскислительными свойствами, обеспечивающие хорошую графитизацию и легкую обрабатываемость наваренного металла. [c.123]

Следует отметить, что на механические свойства низкоуглеродистой стали сварка влияет незначительно. При сварке же конструкционных сталей в зоне термического влияния происходят структурные изменения, снижающие качество сварного соединения. При этом в металле шва образуются закалочные структуры и даже трещины. Значительно снизить термическое влияние процесса сварки на металл шва и околошовной зоны и получить качественное сварное соединение можно правильным выбором режима и техники сварки, а также хорошей подготовкой кромок свариваемых частей. [c.44]

Процесс распространения теплоты в металле зависит от ряда факторов эффективной тепловой мощности дуги, характера ее перемещения, размера и формы свариваемого изделия, теплофизических свойств материала. Изменение этих факторов влияет на нагрев изделия, что можно оценить по изменению формы изотерм температурного поля. Так, с увеличением мощности дуги области металла, нагретые до определенных температур, расширяются (рис. 3.4). Увеличение скорости перемещения дуги приводит к сужению таких областей в направлении, перпендикулярном оси шва, и сгущению изотерм впереди дуги. [c.44]

Если процесс сварки давлением с нагревом осуществлять в вакууме, то поверхность металла будет не только предохраняться от дальнейшего загрязнения, например, окисления, ной очищаться в результате процессов десорбции, возгонки или диффузии в глубь соединяемых металлов. Указанным способом можно достичь установления металлической связи по поверхности контакта. Однако в ряде случаев установление связи не обеспечивает требуемой прочности и качества соединений. Надежность и прочность соединения возрастают, если зона соединения расширяется и приобретает объемный характер. Расширение зоны соединения осуществляется в результате дальнейшего массопереноса — взаимной диффузии. В зависимости от температуры сварки диффузионные процессы влияют на рекристаллизацию и образование переходной зоны. При значительном отличии физических и химических свойств свариваемых материалов эта зона может являться зоной перестройки химических связей и состава. В ней может также происходить постепенное изменение типа и параметров кристаллических решеток и ряда физических свойств соединяемых материалов (от свойств, присущих одному из соединяемых материалов, до свойств, присущих другому). Таким образом, получение монолитного соединения при сварке давлением невозможно без образования связей на атомарном уровне, возникших в результате сближения контактных поверхностей в процессе пластической деформации. Надежность и прочность соединения возрастают при расширении зоны соединения путем взаимной диффузии при нагреве соединяемых материалов. [c.16]

Испытание механических свойств металла шва и сварного соединения при различных температурах, определение стойкости против коррозии и других специальных характеристик в соответствии со стандартом на эти испытания. Свариваемость стали в определенной мере зависит от ее химического состава. Углерод, определяю-ш,ий многие свойства стали, оказывает влияние и на ее свариваемость. Содержание его до 0,25% не влияет на свариваемость стали, поэтому все низкоуглвродистые стали обладают хорошей свариваемостью. Содержание углерода более 0,25% ухудшает свариваемость. Высокоуглеродистые стали сваривают, применяя специальные технологические приемы. Марганец при обычном содержании его в стали до 0,8% на свариваемость не влияет. Однако в процессе сварки марганцовистых сталей (1,2% и более марганца) могут появиться трещины, так как марганец способствует образованию закалочных струк- [c.97]

Выделяющееся при сварке тепло уходит в основном в свариваемый металл через околошовные участки, называемые зоной термического влияния. От обычной термической обработки нагрев и охлаждение металла сварного соединения в зоне термического влияния отли-чается кратковременностью теплового воздействия и нагревом до высоких температур. Нагрев и охлаждение /V. металла околошовной зоны оказывают серьезное влия-ние на его свойства, вызывая различные структурные изменения. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла шва и металла зоны тер мического влияния. Зона термического влияния при сварке покрытыми электродами составляет около 6 мм (участки перегрева — 2,2 мм, нормализации — 1,6 мм, неполной перекристаллизации — 2,2 мм). Сварные соединения разрушаются главным образом в зоне термического влияния в следствие потери основным металлом пластических свойств. [c.17]

Серьезной проблемой свариваемости среднелегированных сталей является пониженная сопротивляемость швов образованию горячих трещин. Это связано с необходимостью сохранения в шве повышенных концентраций углерода и других легирующих элементов для получения требуемых свойств металла шва. Известно, например, что С, 51 и Р способствуют образованию межкристаллитных легкоплавких сернистых прослоек, снижают сопротивляемость горячим трещинам Мп (> 4,5%) и N1 (> 2,5%). В то же время, добавки Сг, Мо, У, V и Т1 влияют весьма благотсорно. Поэтому при сварке среднелегированных сталей следует тщательно выбирать [c.335]

Идея точечной сварки с термической обработкой между электродами была впервые выдвинута в 1935 г. в СССР Н. В. Гевелингом. Наиболее целесообразный цикл термической обработки при точечной сварке сварка—охлаждение между электродами — повторный нагрев (фиг. 102). В результате быстрого охлаждения стали в зоне сварки возможна закалка. При повторном нагреве в этой зоне осуществляется более или менее полный отпуск, вследствие чего твердость понижается, а пластические свойства металла повышаются. При нагреве электрическим током структурные превращения в стали идут очень быстро (см. гл. Ill), в связи с чем кратковременный повторный нагрев длительностью 0,1—3 сек. (в зависимости от толщины свариваемого материала) существенно влияет на структуру и механические свойства стали. Хрупкость сварной точки [c.143]

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]

У казкдого свариваемого материала в ЗТВ будут свои, характерные для этого материала, структурные участки. Наиболее наглядна эта структурная неоднородность ЗТВ при сварке плавлением низкоуглеродистой стали (рис. 16). Непосредственно к металлу щва примыкает участок неполного расплавления 1. Это тонкая (в несколько микрон) переходная полоска от металла шва к основному металлу, состоящая из частично оплавленных зерен основного металла. Металл участка неполного расплавления химически неоднороден, в нем концентрируются напряжения. Этот участок сильно влияет на свойства соединения в целом. За ним следует участок перегрева 2. В нем металл нагревается до температуры выше [c.29]

ГИП ликвидирует такие дефекты, как рассеянную газовую и микроуса-дочную пористость, зональные рыхлоты, микротрещины. В зоне залеченного дефекта образуется структура, близкая к деформированному металлу, но значительно мельче, чем структура основного металла отливки. Такое сочетание структуры в одной отливке н" только положительно влияет на ее механические свойства (табл. 7), но и значительно повышает циклическую прочность, коррозионную стойкость, свариваемость, обрабатываемость резанием и другие технологические и эксплуатационные характеристики. [c.488]

Технологические возможности дуговой сварки можно значительно расширить, если применить пульсирующую сварку (ее называют также импульснодуговой сваркой, сваркой модулированным током). Сварка пульсирующей дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который устанавливают по определенной программе, зависящей от свойств свариваемого металла, его толщины, пространственного положения сварки. Скорость нарастания и спада электрической мощности дуги, частоту и амплитуду ее пульсации можно изменять в довольно широких пределах. Изменяя параметры сварки пульсирующей дугой, можно эффективно воздействовать на форму и размеры сварочной ванны, на временные и остаточные деформации, в широких пределах изменять кристаллизацию металла и таким образом влиять на свойства сварных соединений. При этом способе сварки более эффективно используется поверхностное натяжение расплавленного металла, что позволяет улучшить условия формирования шва в различных пространственных положениях. [c.198]

Основная проблема свариваемости титана и его сплавов связана с влиянием термического цикла сварки на их свойства. Сварочный нагрев в ряде сплавов титана приводит к образованик> стабильных и метастабильных структур, вызывающих охрупчивание металла, рост зерен в околошовной области и т. п. Все этс отрицательно влияет на механические свойства соединений. [c.82]

Эти свойства в основном определяются ВЫСОКО чувствительностью тугоплавких металлов к элементам внедрения (рис. 1), которые влияют на большинство технологических характеристик деформируемость в холоднои[ п горячем состоянии, обрабатываемость резанием и особенно на свариваемость. [c.343]

Для того чтобы сталь удовлетворяла всем перечисленным требованиям, необходимо соблюдение определенных условий на всех стадиях ее производства, начиная с выплавки. Эти условия влияют не только на состав и структуру стали, но и на ее. механические и термические свойства, сопротивление деформации, штампуемость и свариваемость, окисляемость и эмалируемость. Часто,сталь различных плавок и, тем более, выплавленная или прокатанная на различных заводах в неодинаковой степени обладает нужными свойствами, поэтому важно, чтобы металл для эмалирования поступал с одного металлургического завода. Сталь для эмалирования следует изготовлять на заводах, применяющих наиболее совершенные технологические процессы выплавку стали с использованием кислородного дутья, непрерывную разливку, скоростной нагрев перед прокаткой или нагрев с применением защитных покрытий, предупреждающих поверхность стали от окисления, совершенную термообработку и отделку поверхности. [c.98]

Сущность импульсно-дуговой сварки заключается в том, что на обеспечивающий горение дежурной дуги постоянный ток силой /деж, имеющей малое значение, накладывают пульсирующий ток частотой 30..,100 имп/с, сила которого /св в 6,.,8 раз превышает силу основного тока. Дуга пульсирует с заданным соотношением длительностей импульса и паузы — соответственно и и ta Сплошной шов получнется расплавлением отдельных точек свариваемых заготовок с определенным перекрытием. Повторное возбуждение импульса и пространственная устойчивость дуги обеспечиваются благодаря горению в промежутках между импульсами и паузами маломощной дежурной дуги, которая во время паузы не оказывает существенного влияния на глубину проплавления. Меняя параметры /деж, /св, /я и п режима, можно в широких пределах изменять условия плавления и кристаллизации основного и электродного металлов и тем самым влиять на свойства шва. [c.215]

Электродуговая С. При дуговой С. используется тепло вольтовой дуги, получаемой между углем и углем, между углем и металлом или между металлом и металлом. Обычно для С. применяют металлич. дугу, причем работают как постоянным, так и переменным током. Темп-ра вольтовой дуги 3 ООО—3 800° вольтова дуга постоянного тока развивает максимум тепла у положительного электрода, тогда как у отрицательного электрода на /-400° ниже, благодаря этому С. постоянным током обладает тем преимуществом, что к положительному полюсу можно присоединять более тугоплавкий из свариваемых предметов, например при С. предметов из стали с низким содержанием углерода более толстый предмет соединяют с положительным полюсом при сварке стали с большим содержанием углерода, наоборот, соединяют с положительным полюсом присадочный стержень. Наибольшее сопротивление имеет место в момент зажигания дуги при пуске тока напряжение зажигания для металлической дуги составляет ок. 65 V. Однако при самой С. напряжение снижается, и в зависимости от толщины электрода его целесообразно поддерживать в пределах 15—24 V. Для употребляемых в большинстве случаев электродов толщиной в 4 мм наиболее подходящим согласно данным практики является напряжение в 18 V. Так. обр. вольтова дуга имеет падающую характеристику, зависящую от длины дуги. Переход металла в вольтовой дуге происходит следующим путем жидкий металл стремится всегда от тонкого электрода присадочного прутка) к более массивному свариваемому предмету. Полагают, что металл притягивается последним вследствие перевеса в поверхностном напряжении. Магнитные силы при этом не могут йметь никакого влияния, так как раокаленное железо не обладает магнитными свойствами равным образом не влияет на переход материала и сила тяжести, в противном случае не представилось бы возможным производить потолочную С. Переход присадочного материала совершается большими или малыми каплями, что точно установлено новейшими изысканиями. Впервые это было выявлено из диаграммы силы тока и напрял ения процесса С., полученных при помощи осциллографа (фиг. 27). При этом было установлено, что сначала напряжение и сила тока немного колеблются, оставаясь в общем постоянными, что следует объяснить клокотанием капли на электроде, но затем напряжение внезапно падает, причем связанное с этим короткое замыкание свидетельствует о происшедшем в этот момент соединении между электродом и свариваемым предметом через посредство перенесенной капли. Эти выводы были подтверждены [c.108]

Общие сведения. С развитием новых отраслей техники тугоплавкие металлы и их сплавы благодаря высоким жаропрочности, коррозионной стойкости в ряде агрессивных сред и другим свойствам находят все более широкое применение. К тугоплавким металлам, использующимся для изготовления сварных конструкций, относятся металлы IV, V и VI групп периодической системы Менделеева ниобий, тантал, цирконий, ванадий, титан, молибден, вольфрам и др. Эти металлы и сплавы на их основе обладают рядом общих физико-химических и технологических свойств, основными из которых являются высокие температура плавления, химическая активность в жидком и твердом состоянии при повышенных температурах поотношению к атмосферным газам, чувствительность к термическому воздействию, склонность к охрупчиванию, к интенсивному росту зерна при нагреве выше температуры рекристаллизации. Пластичность сварных соединений тугоплавких металлов, как и самих металлов, в большей мере зависит от содержания примесей внедрения. Растворимость азота, углерода и водорода в тугоплавких металлах показана на рис. 1. Содержание примесей внедрения влияет на технологические свойства тугоплавких металлов и особенно на их свариваемость. Взаимодействие тугоплавких металлов с газами и образование окислов, гидридов и нитридов вызывают резкое охрупчивание металла. Главной задачей металлургии сварки химически активных тугоплавких металлов является обеспечение совершенной защиты металла и минимального содержания в нем вредных примесей. Применение диффузионной сварки в вакууме для соединения тугоплавких металлов и их сплавов является весьма перспективным, так как позволяет использовать наиболее совершенную защиту металла от газов и регулировать термодеформационный цикл сварки в благоприятных для металла пределах. [c.150]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...