Характерные зоны сварных соединений

Характерные зоны сварных соединений [c.490]

Рис. 13.1. Характерные зоны сварных соединений, отражающие степень влияния сварочного термического цикла

На рисунке условно выделены характерные зоны сварного соединения, выполненного сваркой плавлением для рассмотренного выше наиболее общего случая. [c.332]

Рис 5 1 Характерные зоны сварных соединений [c.95]

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]

КИМ прослойкам (разупрочненным зонам сварных соединений оболочковых конструкций) в большинстве сл чаев характерно широкое многообразие геометрических форм (см. рис. 2.7,6— ). При этом бьшо показано, что предельная несущая способность соединений с такими прослойками существенно зависит от конструктивно-геометрических пара- [c.130]

В рассматриваемом случае оценки прочности труб большого диаметра магистральных трубопроводов, когда для эксплуатационных разрушений характерным является появление продольных трещин в зоне сварного шва трубы, вырезка образцов должна производиться в зоне сварного соединения. Так как в процессе работы трубопровода под действием периодических сбросов и подъемов внутреннего давления осуществляется циклическое нагружение в условиях плоского деформированного состояния, причем уровень окружных напряжений существенно превышает продольные, элемент тонкостенной оболочки (какой является труба магистрального трубопровода) в зоне продольного сварного шва оказывается в условиях, близких к повторному растяжению — сжатию. Наличие напряжений сжатия при пульсирующем нагружении трубы внутренним давлением обусловлено появлением в зоне концентрации (у продольного сварного шва) остаточных напряжений сжатия. Все перечисленное выше обосновывает необходимость постановки экспериментов в условиях циклического растяжения — сжатия на образцах, вырезанных в окружном направлении из зоны сварного соединения трубы (рис. 3.2.4, а). [c.156]

Отмеченное обстоятельство дает возможность использовать для расчетной оценки кривые малоцикловой прочности материала, полученные при жестком нагружении. На рис. 3.3.11 приведены экспериментальные данные. Характерно, что независимо от типа материала и зон сварного соединения данные по долговечности образцов при жестком нагружении образуют единую полосу разброса. [c.175]

Четвертой зоной сварного соединения, которой при исследовании хрупких трещин часто пренебрегают, является зона теплового влияния (ЗТВ), для нее характерны заметные изменения микроструктуры. [c.131]

Для хромистых сталей, содержащих 17, 25 и 28% хрома, тоже характерна большая склонность к межкристаллитной коррозии главным образом в зонах сварных соединений или на основном металле после высокотемпературного нагрева и быстрого последующего охлаждения. Наибольшую стойкость к общей и межкристаллит-ной коррозии эти стали приобретают после повторного отжига при 760—780 °С, который можно осуществить только для малогабаритных изделий. При введении в эти стали титана или ниобия также повышается их сопротивляемость межкристаллитной коррозии. [c.22]

Особенности электрохимической коррозии сварных соединений. Неравномерный нагрев металла при сварке приводит к геометрической, химической, структурной, механической неоднородности и неоднородности напряженного состояния в различных зонах сварного соединения. Поэтому для сварного соединения характерна электрохимическая гетерогенность всех видов мак-ро-, микро- и субмикроскопическая. [c.67]

Согласно этой гипотезе, механизм образования холодных трещин можно описать следующим образом. В процессе охлаждения в околошовной зоне сварного соединения закаливающихся сталей образуется характерная мартенситная структура металла и сложное напряженное состояние, обусловленное суммированием сварочных и структурных напряжений. Для большинства конструкционных сталей, при сварке которых наблюдается образование холодных трещин, структурные превращения в околошовной зоне заканчиваются в основном при охлаждении до температур порядка 150° С. К этому моменту завершается и формирование напряженного состояния в сварных соединениях из этих сталей. [c.245]

Можно также искусственно вызвать химическую неоднородность металла зоны сварки, введя предварительно в нахлестку соединения рентгеноконтрастный материал (РКМ), имеющий высокий коэффициент ослабления рентгеновских лучей. РКМ в виде суспензии порошка вольфрама или прокладки — фольги толщиной 0,1—0,2 мм вводят в нахлестку при сборке деталей. При расплавлении металла в ядре порошок вольфрама перемещается на периферию. При просвечивании на рентгенограмме видно светлое кольцо, соответствующее диаметру литого ядра. Если литое ядро не образовалось, то порошок равномерно распределен в нахлестке и светлого кольца нет. При наличии литой зоны сварные соединения с РКМ в виде прокладки также дают на рентгенограмме характерную светотеневую картину. При контроле с использованием РКМ повышается трудоемкость изготовления сварного узла, поэтому применение его рекомендуется только для ответственных соединений. При контроле ответственных сварных соединений рентгеновскому просвечиванию подвергают технологические образцы и готовые сварные узлы. [c.120]

Характерной особенностью сварного соединения, выполненного импульсной лазерной сваркой, является малое сечение шва, т.е. малый размер литой зоны. В сочетании с кратковременностью воздействия импульса это приводит к высоким скоростям охлаждения шва и ОШЗ. Скорость охлаждения в литой зоне достигает 10. ..10 К/с, что вызывает образование мелкодисперсных и дендритных структур с развитой междендритной микронеоднородностью. Размеры ОШЗ, т.е. зоны термического влияния, незначительны и обычно не превышают 100... 150 мкм. Структура металла в этой зоне неоднородна. [c.425]

Приспособление, имеющее целью снизить сварочные деформации изделия, должно обладать повышенной жесткостью. При этом надо иметь в виду следующее. Усилия от усадки оказываются настолько большими, что предотвратить продольное или поперечное сокращение зоны сварного соединения за счет жесткости закрепления в приспособлении обычно не удается. Поворот сечений может быть ограничен в более значительной степени и поэтому основное внимание следует обращать на предотвращение изгиба свариваемого изделия. С учетом вышесказанного можно выделить три характерных случая. [c.299]

Рис. 113. Расположение образцов для определения механических свойств характерных участков сварного соединения а-на ударную вязкость вдоль кристаллитов, б-поперек кристаллитов, в-на участке перегрева зоны термического влияния, г-круглые разрывные образцы в металле шва

Одним из характерных дефектов является также пористость, связанная преимущественно с насыщением сварного соединения водородом вследствие различной растворимости газов в твердом и жидком состояниях, перемещения водорода из основного металла в зону сварки, реакций взаимодействия с примесями. Отмеченные обстоятельства требуют очень высокой культуры производства при сварке цветных металлов и их сплавов. [c.132]

Исследование микроструктуры. Исследование микроструктуры дает возможность более глубоко изучить структуру основного металла и характерных зон сварного соединения, чем исследование макроструктуры. По микроструктуре обследуемого объекта можно установить 1) характер изменения структуры металлов и сплавов после деформации, различных видов термической обработки и других технологических операций, а также коррозионных или эрозионных воздействий на материал рабочей среды в аппарате 2) установить форму и размер структурных составляющих, микроскопических трещин и т.п. повреждений металла 3) структуру наплавленного металла, структуру, образовавшуюся в зоне термического влияния 4) примерное содержание углерода в основном и наплавленном металле и в различных участках шва 5) приблизительный режим сварки и скорость ох.1тажде-ния металла шва и зоны термического влияния 6) количество слоев сварного шва и дефекты шва и структуры. [c.308]

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]

Во-вторых, следует выбратб критическое состояние, при котором решение о напряженно-деформированном состоянии по мере роста нагрузки Р должно бьггь остановлено для определения Р . Это критическое состояние может быть установлено только с привлечением опытных данных, полученных на простейших сварных соединениях с обработкой результатов испьгганий с помощью ЭВМ путем решения упругопластических задач. Анализ условий разрущения сварных соединений усложняется тем, что заранее неизвестно направление движения трещины. Поэтому наиболее перспективными представляются критерии разрушения, не связанные с ориентацией концентратора напряжения, а, опирающийся на инварианты НДС, усредненные по объему некоторой локальной вьюоконапряженной зоны. С целью формулировки и экспериментальной проверки таких критериев для статического и циклического напряжения в работе [ 129] предлагается методика испытания и моделирования серии образцов, имитирующих различные схемы нагружения характерных зон сварных соединений (рис. 11.3.1). [c.422]

Разрушения труб в эксплуатации по своему внешнему виду соответствуют разрушениям под действием внутреннего давления при статическом нагружении до разрыва. При этом трещины, как и при статическом разрыве, образуются в продольном направлении [10]. Характерно, что появление эксплуатационных трещин, как правило, происходит в зоне сварного соединения. Длина разрывов в процессе эксплуатации, как и при статическом разрыве, может составлять до нескольких метров. Однако рассмотрение характера мест разрушения показывает существенные отличия эксплуатационных разрывов труб от разрывов при статическом нагружении. Основной особенностью эксплуатационных разрывов является отсутствие значительных пластических деформаций [10] как в месте разрыва, так и по периметру трубы. Излом имеет выраженные зоны очага разрушения и дорыва. [c.137]

Рис. 1.12. Характерная неоднородность микроструктуры зон сварного соединения теплоустойчивых хромомолибденованядиевых сталей

Водородное растрескивание стали также наблюдается в зоне сварных соединений, где возникают значительные внутренние напряжения, локализующие проникающий в сталь атомарный водород рис. 2.009). Подобное разрушение характерно и для металла (сталь 16ГС) околошовной зоны сварного корпуса де-сорбера сероочистки рис. 2.0W), а также плакирующего слоя сварного шва (Св. —06Х25Н12Т) биметаллических коксовых камер рис. 2.011), контактирующих со средой влажного сероводорода. [c.153]

Трещины по околошовной зоне, имеющей пониженное сопротивление ползучести, развиваются при температурах выше 500 °С. Трещины образуются в зоне термического влияния сварки на расстоянии 2—4 мм от линии сплавления, развиваясь параллельно ей либо отклоняясь в основной металл. Такие трещины развиваются с наружной стороны сварного соединения по кольцевому периметру щва, Наличие мягкой малопрочной прослойки шириной 0,5—2 мм является характерной особенностью сварных соединений из термически упрочняемой хромомолибденованадиевой стали. Механические свойства металла таких соединений обычно удовлетворительные. Трещины по мягкой прослойке распространяются интеркристаллически и развиваются довольно медленно (за 70—100 тыс. ч). Основная причина таких повреждений — действие напряжений, превышающих допустимые и обусловленных конструктивными концентраторами напряжений (сварные соединения литых деталей с трубами, соединения элементов разной толщины, угловые щвы тройников), нарушениями трассировки и неправильной работой опорно-подвесной системы трубопроводов. Меры по предупреждению таких повреждений — снижение концентрации напряжений и улучшение условий эксплуатации трубопроводов. [c.226]

Если шов и околошовная зона представляют собой упругоанизотропные среды, помимо прямого отражения ультразвука от границы сплавления на ней наблюдаются также преломление и трансформация волн и появление ложных сигналов. Особенно это характерно для сварных соединений из сталей аустенитного класса. Н. Т. Азаровым и др. показано, что если скорость поперечных волн в шве на 18—20% ниже, чем в основном металле, на границе сплавления волна преломляется (рис. 7.71, а) и фиксируется интенсивный сигнал от донной поверхности. В частности, в сталях 08Х15Н52Т с присадком из стали ЭП-659 при прозвучивании ПЭП с р=40° на /=2,5 МГц этот сигнал по величине почти равен сигналу от бесконечной плоскости, нормальной лучу. На рис. 7.71,6, в приведены другие возможные причины появления ложных сигналов. [c.306]

Местные избирательные виды корро- и1и характерны для сварных соединений высоколегированных сталей и сплавов цветных металлов. Типич-НЫЛ1 примером является межкристал-литная коррозия аустенитных и хромоникелевых сталей, которая развивается в трех зонах в основном металле, нагреваемом при сварке до (>00 — 900 С, в сварном шве и в основном металле близ линпи сплавления в узкой зоне, нагреваемой до температур оолее 1250° С (ножевая коррозия) [18, 25]. Точечная коррозия типична для пассивирующихся металлов (хром, алюминий, хромоникелевые стали и др.) и возникает в результате повреждения в отдельных участках пассивной пленки. В свар-ных соедпнениях точечной коррозии подвержена преимущественно зона термического влияния в связи с ослаблением иленкп прп нагреве. [c.131]

На отполированную поверхность среза сварного шва наносят тонкий слой растворителя, который через определенное время смывают водой или органическими растворителями вместе с растворимой частью материала. Промывка шлифа способствует удалению продуктов деструкции с его поверхности и выявлению характера микроструктуры. Время действия растворителя для каждого материала также выбирают опытным путем. Затем различные зоны сварного соединения на срезе и их надмолекулярные образования, выявленные травлением, изучают на металлографическом микроскопе МИМ-8М в светлом поле. Чтобы можно было утверждать, что полученное изображение не является продуктом химической реакции полимера с растворителем, необходимо получить абсолютно идентичное изображение структуры сварного шва при действии различных растворителей. На рис. 41, г представлена полученная этим методом микроструктура двух характерных зон (1—2) сварного стыка образцов из материала на основе полиамида (Х80). Видно, что в зонах стыка преимущественной формой кристаллизации является сферолитная структура, при этом размеры сферолитных образований в различных зонах неодинаковы. Это объясняется различными условиями нагрева и охлаждения материала этих зон при сварке. А размеры сферолитных образований обусловлены, как и в случае кристаллизации низкомолекулярных веществ, соотношением между скоростью возникновения зародышей сферолитов и скоростью их роста. Таким образом, технологические и термические параметры сварки позволяют регулировать образование определенных структур в характерных зонах стыка. [c.88]

Характерной особенностью сварного соединения из алюминиевых сплавов (АК6, АМгбТ) является значительная высадка металла в стыке и резко выраженное искривление волокон (фиг. 100). В зоне термического влияния заметна значительная деформация зерен. По линии стыка наблюдается скопление мелких частиц [c.158]

При сварке глубокозакаливающихся сталей не удается одним лишь выбором режима сварки избежать закалки нй мартенсит. Практически при всех режимах сварки в околошовной зоне сварного соединения глубокозакалнвающейся стали возникает мартенситная структура. Эпюра сварочных напряжений, изображенная на рис. VIII.38,а (кривая /), остается характерной и для других режимов сварки. С увеличением погонной энергии сварки ширина мартенситной прослойки и, соответственно, область распространения напряжений сжатия возрастают. [c.459]

Для сварных соединений характерна неоднородность механических свойств металла в различных зонах сварного соединения. Поэтому хладостойкость металла определяют в нескольких местах сварного соединения по вязкости при ударном изгибе надрезанных образцов. Надрез располагают в различных зонах. В многослойных швах возможна неоднородность свойств по высоте поперечного сечения вследствие различных условий охлаждения металла и сегрегации вредных примесей по мере укладки отдельных слоев. Соответственно образцы изготовляют из корневой, верхней и средней частей шва. Для швов, выполненных за малое число проходов, такое различие свойств, как правило, не наблюдается. В однопроходных швах, как указывалось выше, на сопротивляемость металла шва разрушению оказывает влияние направление кристаллитов, формирующееся в процессе его кристаллизации. Наиболее слабым участком обычно является ось шва. Располагая надрез по оси шва, свойства металла определяют по работе разрушения при движении трещины как по направлению сварки, так и в противоположном направлении. Непровар в шве создает концентрацию пластиче- [c.171]

Характерные диаграммы с - V образцов, с поверхносгаой трещиной в основном металле ИМВ2 приведены на рис.7.5.7,о, распределение пластических удлинений 8 при расположении трещины в различных зонах сварного соединения показаны на рис.7.5.7, б,в,г. Особенностью разрушения всех образцов из сплава ИМВ2 является страгивание трещины при крайне низких значениях пластической составляющей 8 порядка 0,01 мм, что соизмеримо с точностью измерений неровностей поверхности разрыва (0,01 мм) Поэтому при определении положения точки б на диаграмме а - V считали, что 8 = 0,02 мм для всех испытанных образцов. [c.226]

При электрошлаковой сварке чугуна применяют фторидпые обессеривающие и пеокислительпые флюсы. Замедленное охлаждение металла шва и околошовной зоны, характерное для элект-рошлаковой сварки, позволяет получать сварные соединения без отбеленных и закаленных участков, трещин, пор и других дефектов. Электрошлаковая сварка обеспечивает вполне удовлетворительные механические свойства сварных соединений из чугуна и хорошую их обрабатываемость. [c.333]

Для тсплообмепнон аппаратуры характерны соединения труб с трубной решеткой. Сборку трубного пучка начинают со сборки каркаса, включающего трубпую решетку / и стяжки 2, на которых с помощью гаек закрепляют перегородки 3 (рис. 8.51). В собранный каркас последовательно заводят U-образпые трубки 4. Конструктивное оформление сварного соединения с трубной доской может быть различным (рис. 8.52, а—д). В большинстве случаев трубы пропускают через отверстия в трубных досках и приваривают круговыми швами с наружной стороны (рис. 8.52, а—в). Технологически это наиболее просто, однако при этом сварные швы оказываются в зоне максимальных рабочих напряжений, действующих в трубной доске. С целью облегчения условий выполнения сварного соединения и его работы в эксплуатации применяют приемы сварки по отбортовке-проточке (рис. 8.52, а) или с расплавлением специально проточенного в доске выступа (рис. 8.52, о), или же производят перед сваркой развальцовку концов труб (рис. 8.52, б). Варианты без пропуска труб через трубную доску (рис. 8.52, г, д) выводят сварные швы из зоны действия максимальных рабочих напряжений, но технология их выполнения сложнее [c.282]

Толстостенные сосуды (,s>40 мм) обычно сваривают из вальцованных нлп штампованных листовых заготовок, сварипаем1.1х продольными и кольцевыми стыковыми швами. На рис. 8.53 изображена конструкция гидравлического баллона из стали 22К с толщиной стенок 150 мм. Соединения выполнены электрошлаковой сваркой. Угловые швы использованы только для крепления основания к нижнему днищу. Для котельных сосудов характерно большое число штуцеров, к которым стыковыми швами приваривают трубы. Как правило, днища делают выпуклыми с отбортовкой, обеспечивающей вывод сварных соединений из зоны действия значительных напряжений изгиба. Сосуды с внутренним диаметром менее 500 мм, например камеры котлов, допускается изготавливать с плоскими днищами. [c.282]

Кристаллизационные трещины образуются, как правило, в сварном шве н реже в зоне полуоплавленных зерен. На рис. 12.45 представлены характерные места расположения горячих кристаллизационных трещин в сварном соединении. Подсолидусные трещины возникают в интервале температур второго минимума пластичности, расположенного ниже температуры солидуса. Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям. Такие скопления вакансий сильно ослабляют границы и создают предпосылки для возникновения зародышей разрушения. Необходимые условия для возникновения разрушения — межзе-ренная деформация или проскальзывание, возникающие как следствие воздействия термодеформационного цикла сварки. О наличии такого вида деформации свидетельствуют смещения кристаллизационных слоев на поверхности сварных швов (рис. 12.46). Смещения нередко сопровождаются значительной пластической деформацией в пограничных областях. Если по гра- [c.481]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...