Распределение температур в свариваемом металле

Распределение температур в свариваемом металле [c.224]

Практикой и исследованиями установлено, что на остаточные деформации и напряжения при сварке наряду с неравномерностью распределения температуры в свариваемом металле существенное влияние оказывает неодновременность наложения шва по длине и сечению шва, последовательность и направление выполнения швов. [c.225]

Распределение температур в свариваемом изделии зависит от мощ)юсти источника нагрева (например, дуги при электрической сварке), продолжительности нагрева, теплофизических характеристик металла и размеров изделия. [c.283]

Сварочные напряжения и деформации вызываются многими причинами, которые действуют одновременно. Наиболее важными являются неравномерное распределение температуры в свариваемом изделии, литейная усадка наплавленного металла, структурные изменения металла в зоне теплового воздействия сварочной дуги, жесткое закрепление деталей в процессе сварки. [c.299]

Используя уравнение (5) и (6), можно расчетным путем построить кривые распределения температур в основном металле при сварке (рис. 12). Каждая из точек свариваемого металла в нагреваемой зоне быстро нагревается до максимальной температуры, а затем охлаждается вследствие теплоотвода, причем по мере снижения температуры скорость охлаждения уменьшается (рис. 13). Показанная на рис. 13 кривая носит название кривая термического цикла сварки . [c.27]

Как было отмечено в гл. I, все основные способы сварки выполняются при местном нагреве свариваемого изделия сварочными источниками тепла. От температурного состояния объемов металла в месте сварки и распределения температур в свариваемом изделии в определенной степени зависит качество сварных соединений — прочность, пластичность, ударная вязкость металла шва и прилегающих к месту сварки участков металла, а также в ряде случаев и другие особые свойства металла (сопротивляемость коррозии, жаропрочность и др.). [c.132]

Распределение температуры в свариваемых деталях в зависимости от расстояния от плоскости кипящего металла [c.138]

Теплота, выделяемая по линиям АС и BD и распространяющаяся влево от АС и вправо от BD, соответствует подогреву кромок пластин шлаковой ванной. Теплота, распространяющаяся вправо от АС и влево от BD, вследствие ухода источников вперед в основном создает тепловой поток через сечение А В[, что соответствует подогреву металла ванны со стороны шлака, который имеет более высокую температуру, чем расплавленный металл в ванне. Линейная интенсивность мощности равна qj(2b ) у металлического и ш/(2Лщ) у шлакового источников теплоты. Такой нагрев предопределяет характер распределения температур в пластинах. Изотермы подходят к свариваемым кромкам под некоторым углом, отличающимся от 90 (рис. 7.22), нагрев кромок происходит задолго до их плавления. Приращение температуры в любой точке может быть подсчитано с использованием выражения (6.26) путем его интегрирования с изменением х [c.234]

Разные виды сварки плавлением оказывают различное по интенсивности тепловое воздействие на ЗТВ (рис. 1). В результате термического воздействия в зоне сварки в металле происходят деформационные и структурные изменения. Деформации в зоне теплового воздействия связаны с неравномерностью в распределении температур в направлении от оси шва к свариваемому металлу (рис. 2). Характер структурных изменений в разных участках ЗТВ будет различным в зависимости от температуры нагрева и скорости охлаждения в каждом участке. [c.406]

На характер эпюры остаточных напряжений в конструкции оказывают влияние а) распределение температур в изделии при сварке б) физико-.механи-ческие свойства свариваемого металла в) размеры деталей, особенно при малых деталях. [c.913]

На характер эпюры остаточных напряжений в конструкции оказывают влияние а) распределение температур в изделии при сварке б) физико-механические свойства свариваемого металла [c.666]

Характер распространения тепла и распределения температур в изделии зависит от погонной энергии сварки и от физических свойств свариваемого металла. [c.25]

Подогрев изделия перед сваркой уменьшает неравномерность распределения температур в зоне сварки, уменьшает скорость охлаждения металла и обеспечивает снижение величины внутренних напряжений. Температура подогрева зависит от свойств свариваемого металла. Для сталей, используемых в строительных конструкциях, температура подогрева принимается в пределах от 100 до 200°. [c.236]

В радиальном направлении температура также относительно быстро снижается по мере удаления от границы расплавленного ядра точки. Чем выше температуропроводность свариваемого металла, тем медленнее это снижение и тем меньше температурный градиент. На фиг. 29, а показаны схемы распределения температуры в осевом (Z) [c.42]

Но процесс оплавления применим не во всех случаях. Представим себе, что необходимо сварить тонкие проволочки из разнородных металлов, таких, например, как медь и сталь. Нормальная сварка методом сопротивления в этом случае невозможна, так как очень трудно будет добиться такого распределения температуры в контакте и вдоль свариваемых проволок, при котором [c.167]

Рнс. IV. . Схема плавильного пространства и кристаллизующейся сварочной ванны при электродуговой сварке под флюсом / — электрическая дуга 2 — свариваемый металл 3 — присадочная (электродная) проволока 4 — расплавленный флюс (шлак) 5 — зона газов к переноса электродных капель в сварочную ванну 6 — капли расплавленного присадочного металла 7 — жидкий металл сварочной ванны 8 — слой нерасплавленного флюса 9 — слой затвердевшего шлака на поверхности шва 10 — сварной шов II—12 — кривые распределения температур в зоне дуги и в основном металле позади и впереди дуги соответственно. [c.272]

Сварка вызывает в изделиях появление напряжений, существующих без приложения внешних сил. Напряжения возникают по ряду причин, прежде всего из-за неравномерного распределения температуры при сварке, что затрудняет расширение и сжатие металла при его нагреве и остывании, так как нагретый участок со всех сторон окружен холодным металлом, размеры которого не изменяются. Вследствие структурных превращений участков металла околошовной зоны, нагретых в процессе сварки выше критических точек, в свариваемых конструкциях возникают структурные напряжения. В отличие от напряжений, действующих на конструкцию во время ее эксплуатации и вызываемых внешними силами, эти напрял ения называют внутренними (собственными) и остаточными сварочными напряжениями. Если значения сварочных напряжений достигнут предела текучести металла, они вызовут изменение размеров и формы, т. е. деформацию изделия. Деформации могут быть временными и остаточными. Если остаточные деформации достигнут заметной величины, они могут привести к неисправимому браку. Остаточные напряжения могут вызвать не только деформацию сварного изделия, но и его разрушение. Особенно сильно проявляется действие этих напряжений в условиях, способствующих хрупкому разрушению сварного соединения, которое происходит в результате неблагоприятного сочетания концентрации напряжений, температуры и остаточных напряжений. Первые два фактора меньше поддаются изменению, чем остаточные напряжения, поэтому применяют ряд мер по предотвращению и снижению сварочных напряжений и деформаций. [c.97]

Непосредственно у линии сплавления свариваемый металл нагревается до температуры плавления. Более удаленные точки нагреваются меньше. На фиг. 8 слева приведен график распределения максимальных температур нагрева металла в различных точках околошовной зоны. Зоны металла, нагреваемые выше 723°, претерпевают структурные превращения, образуя так называемую зону термического влияния. [c.471]

Нагрев при сварке оплавлением должен быть рассмотрен в двух случаях при сварке без предварительного подогрева (сварка непрерывным оплавлением) и при сварке с подогревом. Сварка непрерывным оплавлением характеризуется очень быстрым снижением температуры при удалении от плоскости стыка (см. кривую В на фиг. 21, б). Это объясняется тем, что при оплавлении наиболее нагретая часть металла вблизи торцов свариваемых деталей непрерывно выбрасывается из зазора между ними, унося с собой большое количество тепла. К плоскости стыка при этом все время приближаются относительно холодные участки деталей. Чем выше скорость оплавления (суммарное укорочение деталей в единицу времени), тем на относительно меньшее расстояние от плоскости стыка успевает распространиться тепло вдоль свариваемых деталей и тем быстрее снижается температура по мере удаления от стыка, тем больше градиент температуры. Влияние скорости оплавления на распределение температуры вдоль одной из свариваемых деталей (малоуглеродистая сталь) к концу оплавления показано на фиг. 27, а. Температура на торцах при этом близка к температуре плавления стали (около 1500°). [c.36]

Температура нагрева является одним из важнейших параметров процесса сварки, влияющим на формирование соединения и его структуру. С повышением температуры, как было показано ранее, облегчается пластическая деформация. Ее неравномерное распределение создает условия для преимущественной деформации металла в плоскости стыка. Вместе с тем с повышением, температуры в определенном интервале усиливается неблагоприятное действие среды. Таким образом, повышение температуры одновременно положительно и отрицательно влияет на свариваемость. [c.32]

Рассмотренные модели позволяют сделать заключение о том, что в свариваемых контактах только в редких случаях получается равномерное распределение сдавливающих напряжений. Неравномерность сдавливающих напряжений определяется и размерами деталей и механическими свойствами металла при температурах сваривания. [c.27]

Как видно из рис. 89, неравные массы металла вокруг контакта следует нагревать при возможно более жестких режимах с целью наибольшей концентрации тепла в самом контакте. Однако нельзя при этом забывать и о другом — о распределении температуры вокруг контакта в свариваемых стержнях. [c.184]

Б. Расчетное определение параметров технологического процесса сварки. Основной параметр технологического процесса дуговой сварки (наплавки) — скорость охлаждения околошовного участка при температуре Т наименьшей устойчивости аустенита (т. е. в пределах 773—873° К) — практически определяют посредством номограмм, построенных по разработанным Н. Н. Рыкалиным уравнениям распределения тепла дуги в свариваемом (наплавляемом) металле. Эти номограммы (фиг. 15) выражают связь между величиной погонной энергии сварочной дуги [c.63]

Рассмотренные модели позволяют сделать заключение о том, что в свариваемых контактах только в редких случаях получается равномерное распределение напряжений сжатия. Неравномерность распределения этих напряжений определяется и формой деталей, и механическими свойствами металла при температурах сваривания. Все рекомендуемые в литературе нормы для величин таких напряжений исходят из 5 словий не только равномерного распределения напряжений, но и равенства приложенных напряжений пределу текучести металла. [c.22]

При сварке в соединениях трубопроводов и поверхностей нагрева возникают внутренние напряжения. Они обусловлены усадкой металла шва в процессе кристаллизации, неравномерностью распределения температур в зоне сварного соединения и жесткостью свариваемого узла. Остаточные сварочные напряжения отрицательно влияют на надежность работы конструкции. Уровень этих напряжений может иногда быть очень высоким и достигать величины предела текучести свариваемой стали, т. е. 25—35 кгс1мм . [c.205]

При электрошлаковой сварке соединение формируется сразу по всей толщине. Возникающие остаточные напряжения в значительной степени зависят от толщины металла. При толщинах до 100 мм усадка металла шва и высокотемпературной около-шовной зоны в направлении толщины происходит свободно, поэтому остаточные напряжения в направлении толщины незначительные. Продольные остаточные напряжения Gx достигают предела текучести металла, и их распределение в поперечном сечении подобно случаю однопроходной сварки пластин встык. При дальнейшем увеличении толщины механизм образования остаточных напряжений изменяется, так как усадка металла в направлении толщины не может при этом происходить беспрепятственно. Вследствие этого возникают значительные остаточные растягивающие напряжения ст . С ростом толщины свариваемого металла при электрошлаковой сварке наблюдается неравномерность распределения температур по толщине, вызванная теплоотдачей с поверхностей. При этом температура в глубине шва выше, чем на поверхностных участках. На стадии охлаждения это приводит к появлению растягивающих поперечных напряжений Оу в глубине металла шва. [c.429]

S-IO мм после интенсивной пластической деформации и 10 мм- после закалки. Сварное соединение включает в себя зоны, испытавшие такие термические и термомеханические воздействия, поэтому в различных зонах сварного соединения плотность дислокаций может достигать указанных значений. Характер распределения плотности дислокаций в сварном соединении может изменяться в весьма широких пределах. Он зависит от химического состава и предварительной термической обработки свариваемого металла, способа и режима сварки, условий охлаждения изделия. Так, например, максимальная плотность дислокаций в сварном соединении стали 0Х18Н10Т наблюдается в зоне, максимальные температуры нагрева которой при сварке составляли 770...870 К. [c.474]

Свойства зоны термического влияния в основном определяются термопластическим циклом, сопровождающим выполнение сварки и связанным со способом и режимом сварки. Степень сосредоточенности или распределенности источника сварочного тепла и его мощность определяют локальность расплавления металла, размеры сварочной ванны, количество тепла, отводимого в окружающий нерасплавляющийся металл, а следовательно, температурное поле в свариваемом изделии и термические циклы соответственно расположенных объемов металла. Это определяет скорости их нагрева, длительность пребывания при высоких температурах, вызывающего рост зерна и другие явления, а также скорости охлаждения, весьма важные для конечных свойств металла. Поэтому в большинстве случаев средством активного вмешательства в свойства металла зон термического влияния является правильный выбор способа сварки и режима сварки. [c.14]

В околошовной зоне при сварке меди происходят превращения, связанные с ростом зерна, а также диффузионным перемещением кислорода из основного металла в шов и изменением характера распределения легкоплавкой эвтектики Си—СигО. Обескислороживание основного металла происходит, как правило, в зоне, не превышающей 0,2 мм от границы сплавления. Эвтектика, находящаяся в свариваемом прокатанном металле в видескоагулированных включений, в зоне металла, нагревавшегося при сварке выше 1064° С (температура плавления эвтектики), начинает распространяться по границам зерен, создавая после остывания между ними хрупкие прослойки. Такое распределение эвтектики главным образом характерно для способов сварки, при которых градиент температур вблизи границы сплавления невелик (например, газовая, электрошлаковая). При изгибе таких сварных соединений они часто разрушаются по основному металлу вблизи шва, причем изломы имеют кирпичный цвет — цвет эвтектики Си — СогО. [c.358]

Диффузионная сварка титанового сплава 0Т4 со сталью 12Х18НЮТ с передачей сварочного давления за счет предварительного натяга исследована при получении соединений телескопического типа. В этом случае детали предварительно собирали с натягом, величину которого выбирали по требуемому для сварки давлению с учетом изменения за счет различия коэффициентов термического расширения и зависимости от температуры физико-механических свойств свариваемых металлов. Наличие на свариваемых поверхностях малой конусности (около 1 100) существенного влияния на качество полученного соединения вследствие неравномерности распределения давления по длине не оказывает. Собранные переходники или образцы сваривали при Т = 1073 ч- 1123 , t— = 10 мин. Соединения, в которых охватывающую деталь изготовляли из сплава 0Т4, имеющего более низкий коэффициент температурного расширения, чем сталь 12Х18Н10Т, при охлаждении разрушались с образованием зазора по интер-металлидному слою. Это свидетельствует о возникновении значительных растягивающих напряжений в зоне сварки. Прочность соединений при срезе, в которых [c.157]

Рассмотренный кратко термодеформационный цикл сварки, обусловливая появление уравновешенных упругих деформаций в зоне сварного соединения, приводит к возникновению остаточных сварочных напряжений в сварном соединении. В зонах, где должны происходить деформации сжатия, возникают растягивающие остаточные напряжения, а уравновешивающие их сжимающие напряжения соответственно появляются в зонах с деформацией растяжения. На величину и распределение остаточных напряжений кроме неравномерных деформаций изменения объема металла при охлаждении оказывают влияние и объемные изменения, протекающие ниже температуры распада аустенита. Эти изменения у различных сталей протекают по-разиому и зависят от содержания в стали углерода и легирующих элементов. На рис. 4 представлена схема распределения остаточных напряжений в сварном соединении. Уровень напряжений и размеры растянутых и сжатых зон зависят от условий сварки и состава свариваемой стали. По данным табл. 2 можно судить о роли состава стали в возникновении остаточных напряжений в сварном соединении. Экспериментально определенные величина и распределение остаточных напряжений в сварных соединениях труб с толщиной стеики 30—36 м.м из стали 15ХМ, выполненных ручной дуговой сваркой с получением металла шва близкого состава, приведены на рис. 5. [c.408]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...