Особенности затвердевания металла сварного шва

Особенности затвердевания металла сварного шва [c.514]

Таким образом, при всех способах сварки под действием энергии активации металл в зоне соединения изменяется, происходит его деформация и (или) плавление с последующим затвердеванием. Металл может взаимодействовать с окружающей атмосферой, компонентами шлаков, происходит изменение его структуры. Поэтому сварные соединения, как правило, отличаются от основного металла структурой, химическим составом металла и механическими свойствами. Особенно велики эти отличия при сварке плавлением. [c.9]

Плавление основного металла и особенности затвердевания сварного шва. При сварке плавлением расплавляются кромки основного металла и присадочный металл, подаваемый в сварочную ванну. Плавление происходит в плавильном пространстве, которое при сварке протяженных швов перемещается вдоль кромок. [c.518]

Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий — 0,01 7о- Высокая теплопроводность меди (почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании медн пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. Та- [c.17]

Горячие или кристаллизационные трещины образуются при высокой температуре в период кристаллизации сварного соединения. На их образование влияют высокая скорость охлаждения и, как следствие, увеличение темпов деформации в сочетании с неблагоприятным химическим составом. Увеличенное содержание углерода, серы, меди и некоторых других элементов вызывает их межкристаллитную ликвацию, в результате чего замедляется затвердевание жидкого сплава между кристаллами. Это ослабляет их связь и при термической деформации приводит к образованию макроскопических трещин. Неблагоприятная форма сварного соединения также может вызвать образование горячих трещин. Это хорошо видно на примере конструкции, металл которой не был склонен к образованию горячих трещин (рис. 9.8). Однако горячие трещины возникали в швах, приваривающих к тумбе бобышки сплошного сечения ввиду большой жесткости данного узла. Изменение конструкции бобышки устранило этот дефект (рис. 9.8, б, узел Л). Горячие трещины, несмотря на их незначительную величину, могут вызывать ослабление сварного соединения и его разрушение, особенно при переменных или динамических нагрузках. [c.128]

Отличительной особенностью процесса сварки является резкий местный нагрев и охлаждение. При охлаждении и затвердевании происходит уменьшение объема металла, вызывающее образование усадочных раковин, и возникновение остаточных напряжений. Величина возникающих внутренних напряжений может превзойти предел прочности металла, что вызовет появление трещин в сварном соединении. Трещины являются самым серьезным пороком в сварном соединении, так как их исправление требует сложной подготовки, подбора режи- [c.46]

Различают трещины горячие или кристаллизационные, возникающие при температуре конца затвердевания или немного ниже, и холодные. причиной которых являются термические н структурные напряжения. Первые обычно возникают в металле шва и распространяются по границам или стыкам столбчатых кристаллов [4], [5], вторые— в околошовной зоне [6], но могут распространяться также в основном и наплавленном металле, особенно при сварке легированных и среднеуглеродистых сталей. Трещины могут быть наружными и внутренними, макро- и микроскопическими. На фигуре показано типичное расположение холодных трещин а сварных швах [c.129]

При пластической сварке требуется тщательная обработка торцов свариваемых частей торцы должны быть перпендикулярны оси, на них не должно быть ржавчины, масла и других загрязнений. Перед сваркой поверхпости рекомендуется промыть четыреххлорнстым углеродом. Если сварка будет производиться не сразу после подготовки, обработанную поверхность покрывают антикоррозийной не растворяющейся в воде смазкой (например, солидолом, вазелином п т. п.), которая перед сваркой удаляется четыреххлористым углеродом. Обработка поверхностей шлифованием не рекомендуется, так как характеристики пластичности и вязкости сварного соедипения получаются при этом недостаточно постоянными. При пластической сварке отсутствуют пороки, связанные с расплавлением и последующим затвердеванием металла усадочные раковины, рыхлость, трещины, окисления. Расход ацетилена и кислорода при этом меньще, чем при сварке оплав.тением. При п.тастической сварке величина укорочения детали может быть точно выдержана, что затруднительно при сварке оплавлением. Пластическая сварка особенно пригодна для соединешш деталей диаметром свыше 70 мм или сечений сложной формы, например двутаврового и т. п. [c.313]

Таким образом, условия плавления металла влияют на процесс последующей кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Рассматривая влияние условий плавления на последующую кристаллизацию и свойства, необходимо остановиться на роли неметаллических включений и карбидов неизбежно присутствующих в сталях и металле сварочной ванны И те, и другие, сохраняясь после расплавления в жидком металле также могут служить центрами несамопроизвольной кристалли зации. На практике несамопроизвольную кристаллизацию ис пользуют для модификации — измельчения кристаллитов при затвердевании. Модифицирующее действие таких включений сохраняется только в том случае, если они не растворяются в ванне расплавленного металла. В связи с этим представляют интерес температуры плавления и растворения твердых и тугоплавких включений, которые могут находиться в стали при ее нагреве и плавлении. Поведение этих включений при плавлении особенно большое значение имеет для сварки, так как продолжительность пребывания металла при высоких температурах в твердом и жидком состояниях очень невелика. [c.28]

Пора сварного шва возникает вследствие большого количества выделяю-пщхся ггри сварке газов, неуспевающих вы-де.шгься наружу к моменту затвердевания металла шва. Особенно это наблюдается при выполнении глубоких швов. [c.210]

Увеличение температурного интервала хрупкости и снижение высокотемпературной межкристаллитной пластичности и прочности при сварке конструкционных и высоколегированных сталей могут быть обусловлены, как отмечалось, сегрегацией серы, фосфора, кремния, ниобия в пограничных слоях дендритов вследствие микроскопической ликвации либо сохранением (образованием) по границам дендритов и кристаллитов в процессе кристаллизации шва хрупких и непластичных химических соединений. Чем выше степень развития в металле шва дендритной химической неоднородности по элементам, снижающим высокотемпературную межкристаллитиую пластичность и прочность металла, а также чем больше количество и, особенно, протяженность непластичных соединений, выделившихся (образовавшихся) по границам дендритов и кристаллитов в процессе затвердевания металла, тем больше склонность сварного шва к образованию горячих трещин. [c.283]

Особенностями металлургических процессов при сварке плавлением являются весьма высокие температуры и кратковременность всех процессов. На рис. 153 показана структура зоны влияния (строение сварного шва) после затвердевания и распределение температуры в малоуглеродистой стали в зоне термического влияния. Наплавленный металл 1 (участок 0—1) имеет столбчатое (дендритное) строение, характерное для литой стали при ее медленном затвердевании. Если наплавленный металл или соседний с ним участок 1 был сильно перегрет, то при охлаждении на участке 2 зерна основного металла (низкоуглеродистой стали) имеют игольчатую форму, образуя грубоигольчатую структуру. Этот участок имеет крупнозернистую структуру и обладает наибольшей хрупкостью и весьма низкими механическими свойствами. На участке 3 температура металла не превышает 1000° С. Здесь имеет место нормализация, структура получается мелкозернистой с повышенными механическими свойствами по сравнению с основным металлом. На участке 4 происходит неполная перекристаллизация стали, так как температура нагрева находилась между критическими точками Ас1 и Асз. На этом Участке наряду с крупными зернами феррита образуются и мелкие зерна феррита и перлита. [c.338]

Швы контактной точечной сварки, которой сварены штампованные детали кузова, не дают плотного соединения. Они подвержены интенсивной коррозии, особенно на изгибах листов с малыми радиусами скругления, в местах перенапряжения металла и особенно при попадании влаги. От попадания влаги, грязи сварные швы загерметизированы пластизолем Д-4А после грунтовки кузова. Затвердевание пласти-золя осуществляется во время сушки после окраски. [c.227]

Проникновение атомов распадающихся молекул в сварочную ванну вызывает химические реакции и образование химических соединений, легко растворимых в жидком металле. После затвердевания и кристаллизации растворенные соединения приводят к повышенной хрупкости сварного соединения. Источниками насыщения шва вредными веществами могут быть окружающий воздух, ржавчина, масло, влага, минералы, входящие в состав сварочных материалов. Отчасти борьба с загрязнениями заключается в очистке поверхности, сушке и прокаливании материалов для удаления из них влаги, а значит, кислорода и водорода. Отчасти образованию прочного шва способствует то, что большинство растворимых примесей легче стали, поэтому в жидком металле они всплывают на поверхность шва еще до его затвердевания. Но даже при оптимальных условиях сварки, вряд ли можно надеяться на прочность соединения, которая бы составляла выше 60% от прочности основного металла. А так как в бытовых условиях поверхности свариваемых изделий часто не поддаются вообще никакой очистке, то реально прочность швов еще меньще. Особенно неустойчивы сварные соединения при ударных нагрузках, вибрации, к изгибу по месту шва. [c.142]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...