Механические свойства и структура сварных соединений

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.51]

Многие весьма ответственные изделия вполне надежно работают после сварки без какой-либо термообработки. В то же время термообработка нередко заметно улучшает механические свойства и структуру сварных соединений, способствуя повыщению их работоспособности. Неоправданное назначение операции термообработки может существенно увеличить трудоемкость изготовления изделия, в особенности при серийном производстве. Вопрос о проведении послесварочной термообработки или отказе от нее решают, принимая во внимание химический состав металла, метод сварки и присадочный металл, конструктивное оформление соединений и узлов, требования к механическим свойствам, условия эксплуатации. Следует учитывать также толщину металла. При толщинах >35...40 мм исключить послесварочную термообработку для уменьшения остаточных напряжений весьма проблематично. [c.98]

Сопоставление механических свойств и структуры сварных соединений, подвергаемых отпуску при различных температурах, со свойствами литой стали (см. табл. 40) показывает, что после отпуска 700, 720 и 740°С механические свойства сварных соединений практически соответствуют механическим свойствам литой стали. Отпуск при температуре 740°С позволяет получить одновременно и наиболее высокие пластические свойства сварных соединении, что является особенно важным для обеспечения надежности работы сварных конструкций в условиях приложения длительной нагрузки при высоких температурах. [c.112]

Неоправданное назначение операции термообработки может существенно увеличить трудоемкость изготовления изделия, в особенности в условиях серийного производства. С другой стороны, применение термообработки нередко заметно улучшает механические свойства и структуру сварных соединений, способствуя повышению их работоспособности. Решение об отказе от применения термообработки или, напротив, о необходимости ее использования определяется химическим составом металла, выбором метода сварки и присадочного металла, конструктивным оформлением соединений и узлов, требованиями к механическим свойствам, условиям эксплуатации и т. д. Это решение проектировщику приходится принимать еще на стадии проработки технического проекта при выборе величины допускаемого напряжения, необходимого для выполнения расчетов на прочность. [c.29]

При сварке листов, нагартованных холодной прокаткой, использование приема прокатки шва роликами позволяет приближать прочность сварного соединения к прочности основного металла, однако пластические свойства в зоне деформации снижаются. Поэтому применительно к сварным соединениям сосудов, нагруженных внутренним давлением, использование такого метода упрочнения целесообразно только при наличии высокого запаса пластических свойств и низкой чувствительности металла к концентрации напряжений. Если же после прокатки роликами, сварное соединение проходит термообработку, то предшествующая деформация может способствовать общему улучшению формы, механических свойств и структуры сварного соединения. Улучшение формы соединения выражается в сглаживании неровностей поверхности шва, осадке (заглаживании) усиления и проплава, устранении депланации листов в стыковом соединении, т. е. в устранении основных концентраторов стыкового сварного соединения. Особенно целесообразна прокатка шва в случае, когда возникает необходимость снятия усиления или проплава шва. Обычно в условиях производства эту операцию выполняют с помощью наждачного круга, хотя гораздо проще ее можно осуществить прокаткой роликами. [c.552]

Проследим, как формируется металл шва, какие изменения структуры происходят в околошовной зоне и как структура металла шва влияет на механические свойства и надежность сварных соединений. Начнем с электродуговой и газовой сварки, так как формирование шва и околошовной зоны при этих способах сварки имеет много обш,его. [c.168]

Во многих случаях, в особенности при сварке легированных сталей и различных сплавов, требуется прежде всего получение определенных механических свойств и структуры металла около-шовной зоны и шва, которые зависят от длительности пребывания металла выше определенной температуры, скорости охлаждения в необходимом интервале температур, повторного нагрева и многих других особенностей термического цикла сварки (см. разд. IV). Поэтому оценка эффективности процесса сварки по энергетическим критериям часто оказывается второстепенной. Однако для сталей, мало чувствительных к воздействию термического цикла сварки, оценка эффективности различных режимов сварки по энергетическим затратам необходима. Следует различать сварные соединения двух основных крайних типов соединения, в которых преобладает наплавленный металл (заштрихованные участки на рис. 7.20, вверху), и соединения, образуемые преимущественно в результате расплавления основного металла (рис. 7.20, внизу). Для последнего типа соединений, например стыкового, тепловую эффективность процесса целесообразно характеризовать удельной затратой количества теплоты на единицу площади свариваемой поверхности [c.232]

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]

Показателем коррозионно-механической стойкости сварного соединения служили изменения в механических свойствах и структуре, определяемые механическими испытаниями и макро- и микроструктурными исследованиями до и после эксперимента. [c.236]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И СТРУКТУРЫ МЕТАЛЛА СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ [c.342]

Электрошлаковая сварка. При электрошлаковой сварке низкоуглеродистых легированных сталей применяют технологические приемы, позволяющие повысить скорость охлаждения сварного соединения, например сопутствующее дополнительное охлаждение зоны сварки. При этом ниже ползуна устанавливается специальное устройство, которое охлаждает водой шов и зону термического влияния, что обеспечивает получение требуемой структуры и механических свойств этого участка сварного соединения. [c.296]

Для устранения опасности образования трещин в мар-тенситных прослойках металла шва и околошовной зоны при сварке необходим подогрев до 300—400° С с замедленным охлаждением и последующее проведение высокого отпуска. Повышение температуры подогрева при сварке до 500—600° С не рекомендуется, поскольку возникает другая опасность — образование нежелательной феррито-карбидной структуры, которая сообщает шву низкие механические свойства. Последующий отпуск сварного соединения не улучшает его свойств. [c.147]

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]

Неоднородность механических свойств различных зон сварного соединения (шов, околошовная зона и основной металл вдали от шва). При сварке аустенитных сталей, во избежание возникновения горячих трещин в швах, часто вынуждены применять электроды, обеспечивающие двухфазную аустенитно-ферритную структуру металла, состав которого значительно отличается от химического состава основного материала. [c.119]

Для получения качественного сварного соединения титана в нем ограничивают содержание азота, кислорода, водорода и углерода с этой целью защищают металл шва и околошовной зоны при сварке инертными газами. Для защиты шва и околошовной зоны от воздуха применяют горелки с козырьком. Корень шва защищают плотным поджатием кромок свариваемых деталей к медной или стальной подкладке и подачей инертного газа в подкладку, изготовленную из пористого материала. Механические свойства и структуру металла шва и околошовной зоны можно регулировать выбором наиболее рациональных режимов и технологии сварки, а также последующей термической обработкой. Аргонодуговую сварку титана в инертных газах вьшолняют в среде аргона высшего и 1-го сорта постоянным током прямой полярности. [c.194]

Третья трудность состоит в необходимости получения металла шва, околошовной зоны и сварного соединения в целом с механическими свойствами, равноценными или близкими к свойствам основного металла. Поскольку для повышения стойкости металла шва против образования холодных и кристаллизационных трещин ограничивают содержание в нем углерода и некоторых легирующих элементов, достигнуть равноценности шва с основным металлом в общем случае весьма затруднительно. Литой металл шва в отличие от катаных и кованых заготовок не подвергается обработке давлением — эффективному средству создания благоприятной структуры и повышения механических свойств металла. Термообработка сварного соединения должна быть возможно более простой и одинаковой для основного металла и металла шва. [c.530]

В результате испытания сталей на свариваемость (валиковая проба и проба ИМЕТ-1) получают предельные допускаемые значения основных параметров рационального режима сварки, обеспечивающего оптимальное сочетание механических свойств и структуры металла в сварном соединении. Такими параметрами [c.62]

В описанном опыте обращали внимание на то, чтобы механические свойства и структура металла у отверстия в местах наибольшей концентрации была такая же, как и вдали от нагрева. Выносливость образцов изменялась под влиянием только одного фактора — остаточных напряжений. В реальных сварных соединениях места концентрации рабочих и остаточных напряжений совмещаются с зоной термического влияния сварки. Возникающие в этой зоне пластические деформации могут упрочнить металл, повысив его предел текучести. [c.65]

Для улучшения механических свойств и структуры металла сварного соединения деталь после сварки подвергают отжигу при температуре 750 °С и последующему охлаждению в воде до температуры 600...650°С (закалке). Выдержка при температуре отжига в зависимости от размеров детали составляет 3...5 ч, скорость нагрева не более 100 °С в 1 ч. [c.420]

Пайкой называют соединение металлических или металлизированных деталей с помощью припоя (расплавленного металла или сплава), температура плавления которого ниже температуры плавления материала соединяемых деталей. В отличие от сварки пайка сохраняет неизменными структуру, механические свойства и химический состав основного материала. Пайка вызывает значительно меньшие остаточные напряжения. В процессе пайки между соединяемыми поверхностями деталей вводится расплавленный припой, который после остывания образует шов, менее прочный, чем сварной. Качественный паяный шов можно получить только при чистых поверхностях спаиваемых деталей. Для защиты поверхности от окисления применяют флюсы, которые, защищая поверхности от окисления, повышают текучесть припоя. [c.371]

Сварные соединения из этой стали имеют высокие механические свойства и жаропрочность, если сталь перед сваркой имела мелкозернистую структуру. [c.173]

При разработке технологии сварки жаропрочных материалов особую трудность представляет, как правило, выбор сварочных материалов (электродов и сварочных проволок), обеспечивающих необходимые свойства металла шва. Для работы при высоких температурах металл шва, кроме необходимого уровня механических свойств и технологической прочности, должен обеспечивать также достаточную стабильность структуры и свойств при заданных температурах, обладать необходимым сопротивлением ползучести и жаростойкостью, а также рядом других свойств в соответствии с условиями работы данного узла. При этом критерии оценки пригодности того или иного типа сварочных материалов будут существенно зависеть от назначения данного узла конструкции. Так, например, для сварных конструкций камер сгорания газовых турбин пригодность тех или иных электродов будет определяться прежде всего жаростойкостью металла шва. Ряд сварных узлов турбин (рабочие лопатки, роторы и другие) могут работать под воздействием динамических знакопеременных напряжений. Поэтому для данных сварных соединений должна быть проверена их усталостная прочность. [c.21]

Анализ свойств сварных соединений из углеродистых и низколегированных сталей, выполненных сваркой плавлением, показал неоднородность структуры и свойств по зонам сварного соединения. В ЗТВ возникают нежелательные крупнозернистые структуры, высокие остаточные макро- и микронапряжения. Последствием структурных изменений является снижение механических и эксплуатационных свойств сварных соединений. Остаточные напряжения могут стать причинами возникновения трещин, снижают сопротивляемость хрупким разрушениям, способствуют ускорению коррозионных процессов по сравнению с основным металлом. [c.6]

Свариваемость — способность материала образовывать неразъемные соединения с требуемыми механическими характеристиками. Ее оценивают сравнением свойств основного материала со свойствами сварных соединений, количеством способов сварки, диапазоном допускаемых режимов сварки и др. Свариваемость считается тем выше, чем больше способов сварки может быть применено, шире пределы допускаемых режимов сварки. Для технологической оценки свариваемости определяют структуру, механические свойства и склонность к образованию трещин материала шва и околошовной зоны. [c.114]

Прибор для оценки структуры металлов и сплавов, сварных соединений нержавеющих сталей, для оценки твердости, пористости и других физико-механических свойств различных материалов [c.386]

Механические свойства высокохромистых мартенситных сталей и их сварных соединений определяются фактическим химическим составом и режимом термической обработки, с помощью которой можно регулировать как свойства самой мартенситной матрицы, так и конечный фазовый состав и структуру сталей (табл. 8.2). [c.332]

При дуговой сварке механические свойства металла сварного шва и прочность соединения в целом зависят от марки титана, марки присадочной проволоки, способов и режимов сварки и могут быть доведены до показателей основного металла. Титановые а-, псевдо-а- и р-сплавы хорошо свариваются, малочувствительны к изменению термических циклов сварки и могут свариваться в широком диапазоне режимов. Сварные соединения из низколегированных а-сплавов почти равнопрочны основному металлу. С повышением легирования различие в прочности и пластичности сварного соединения и основного металла возрастает. Для стабилизации структуры и снятия остаточных напряжений применяют для а-сплавов послесварочный отжиг. [c.476]

Структура и механические свойства металла трубопроводов контролируются по вырезанным образцам в соответствии с [40]. Если механические свойства или структура образцов окажутся неудовлетворительными, то труба, из которой проводилась вырезка, должна быть удалена и проверено удвоенное количество вырезок из других труб той же партии. При неудовлетворительных свойствах металла этих вырезок возможность дальнейшей эксплуатации трубопровода и режимы его работы определяются технической комиссией, назначенной районным энергетическим управлением. Возможность дальнейшей эксплуатации паропровода с рабочей температурой 450 °С и выше и периодичность наблюдений после 100 тыс. ч работы устанавливаются экспертно-технической комиссией по результатам исследований металла, дефектоскопии сварных соединений, литья и других деталей паропровода. [c.388]

Аустенитные стали и сплавы работают в условиях самых различных температур, нагрузок и сред. Поэтому и к сварным соединениям этих сталей и сплавов предъявляются самые разнообразные требования, в зависимости от назначения сварной конструкции. Получение заданных механических свойств, требуемой жаропрочности, стойкости сварных швов против жидкостной или газовой коррозии определяется, естественно, прежде всего композицией шва, его структурой и термической обработкой. Но очень многое зависит и от технологии и техники сварки. [c.230]

Жаропрочные свойства (длительная прочность) сварных соединений в исходном до эксплуатации состоянии зависят от структуры основного металла - теплоустойчивой стали, а также от структурной, химической и механической неоднородности металла по зонам, обусловленной тепловыми условиями сварки и послесварочной термообработки. [c.73]

Механические свойства и структура сварных соединений из литой стали 15ХШ1ФЛ. Механические свойства сварных соединений определялись путем исследования различных сечений толстостенных сварнолитых соединений литой стали 15Х1М1ФЛ следующего химического состава С—0,16%, Si—0,21%, Мп—0,55%, Сг— 1,3 %, Мо-1,1%, V—0,3 %, N1— 0,6%, S—0,016%, Р—0,19%. [c.108]

Механические свойства и структура сварных соединений из кованой стали 15Х1М1ФА- Механические свойства, структура и режимы термической обработки сварнокованых соединений стали 15Х1М1ФА определялись при сварке толстостенных поковок стали, химический состав которых и механические свойства приведены в табл. 41 и 42. [c.112]

Механические свойства и структура сварных соединений из стали 15Х2М2ФБС. Механические свойства и структура сварных соединений определялись на образцах после сварки и термической обработки толстостенных сварнокованых и сварнолитых соединений из материала промышленных плавок. Химический состав, режим термической обработки и механические свойства свариваемых сталей приведены в табл. 56, [c.131]

Вопросы точности и стабильности размеров конструкции, конечно, не исчерпываются выбором способа сварки. Существенным является учет сварочных деформаций и напряжений, назначение технологических мероприятий по их уменьшению. Эти вопросы решают на стадии рабочего проектирования как с целью обоснования значений допусков и припусков, так и с точки зрения целесообразности проведения термообработки. Применение термообработ1Ш, с одной стороны, улучшает механические свойства и структуру сварных соединений, способствуя повышению их работоспособности. С другой стороны, многие весьма ответственные изделия вполне надежно работают после сварки без ка-кой-либо термической обработки. Неоправданное назначение операции термообработки может существенно увеличить трудоемкость изготовления изделия, в особенности в условиях серийного производства. Вопрос о необходимости термообработки после сварки решают, принимая во внимание химический состав свариваемого и присадочного металла, способ сварки, конструктивное оформление соединений и узлов, требования к механическим свойствам, условия эксплуатации и т.д. [c.432]

Стабильность свойств и структуры сварных соединений. Стабильность металла шва и сварных соединений исследовались Л. М. Яровинским [14] путем изучения преврашений, происходящих в карбидной фазе металла, наплавленного электродами ЦЛ-20 под воздействием высоких температур. Полученные данные сопоставлялись с механическими свойствами околошовной зоны после длительной выдержки при аналогичных температурах. При этом испытания металла шва производились после однократного и трехкратного отпуска при температуре 700°С. [c.97]

Комплексные методы испытания. Эти методы предназначены для оценки изменений механических свойств и структуры основного металла в зоне термического влияния. Их можно разделить на две группы образцы сварных соединений образцы, на которых имитируется термическое воздействие сварки. К первой группе можно отнести валиковую пробу (ГОСТ 13585—68), ко второй — методику ИМЕТ-1 и торцовую пробу (метод Кузмака). [c.20]

В сварных соединениях углеродистых и легированных закаливающихся сталей образуется шов с литой структурой и химическим составом, как правило, отличным от основного мрталла. Механические свойства отдельных зон сварного соединения в целом могут изменяться для одного и того же металла в зависимости от исходной структуры, химического состава присадочной проволоки, режима сварки и последующей термической обработки. В случае сварки стали в состоянии отжига минимальный предел прочности сварного соединения определяется прочностью основного металла, при сварке предварительно упрочненной закалкой стали - прочностью зоны отпуска, а при сварке стали с последующей упрочняющей термической обработкой сварного соединения - прочностью металла шва. [c.431]

При электрошлаковой сварке низкоуглеродистых легированных сталей применяют технологические приемы, позволяющие повысить скорость охлаждения сварного соединения, например сопутствующее дополнительное охлаждение зоны сварки. При этом ниже ползуна устанавливается специальное душирующее устройство — спреер, которое, перемещаясь со скоростью сварки, охлаждает водой шов и зону термического влияния. Скорость охлаждения металла околошовного участка зоны термического влияния удается повысить до Шв/s =3,5- 4,0 °С/с, что обеспечивает получение требуемых структуры и показателей механических свойств этого участка сварного соединения [12] (табл. 10.16). [c.203]

Различные условия кристаллизации сварочной ванны приводят также к структурной неоднородности отдельных зон сварных соединений /5/, то есть к появлению прослоек, отличающихся своей структурой. Связь между структурой химически однородных сталей и сплавов и их механическими свойствами устанавливается в металловедческих исследованиях. В некоторой степени это может быть перенесено и на сварные соединения, например, для способов сварки без присадочного металла (контактная стьшовая, точечная, шовная и другие способы сварки давлением, когда соединение поверхностей производится с образованием или литого ядра из основного металла, или за счет плавления и деформации торцев). Однако в большинстве случаев для сварных соединений приходится учитывать совместное влияние химической и структурной неоднородности. [c.14]

Технологические особенности сварки, т. е. высокая температура нагрева, малый объем сва рочной зоны, спе-цифячность атмосферы над сварочной ванной и др., вызывают, как известно, целый ряд нежелательных последствий. К ним относятся резкая неоднородность зоны сварного соединения между металлом шва и основным металлом по химическому составу, структуре и механическим свойствам, изменение структуры и свойств основного металла в околошовной зоне, образование газовых пор в наплавленном металле, возникновение значительных сварочных напряжений, следствием которых может являться появление трещин и т. д. Свариваемость определяется двумя сторонами — металлургической и тепловой. [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...