Особенности кристаллизации металла сварочной ванны

Сварку можно выполнять непрерывно горящей или импульсной дугой. Импульсная дуга благодаря особенностям ее теплового воздействия позволяет уменьшить протяженность околошовной зоны и коробление свариваемых кромок, а также сваривать металл малой толщины при хорошем формировании шва. Особенности кристаллизации металла сварочной ванны при этом способе сварки способствуют дезориентации структуры, уменьшая вероятность образования горячих трещин. Однако эта же особенность может способствовать образованию околошовных надрывов при сварке высоколегированных сталей. Для улучшения формирования корня шва используют поддув газа, а при сварке корневых швов на металле повышенных толщин - специальные расплавляющиеся вставки. [c.375]

Особенности кристаллизации металла сварочной ванны [c.128]

Образование трещин, пор и неметаллических включений в сварных швах тесно связано с характером кристаллизации металла сварочной ванны, развитием в нем зональной и дендритной химической, а также физической неоднородности и, в конечном счете, с образованием той или иной микроструктуры. Поэтому в первую очередь кратко остановимся на существующих представлениях о механизме и особенностях кристаллизации металла сварочной ванны. [c.270]

Кристаллизация металла сварочной ванны. При сварке плавлением сварочную ванну можно условно разделить на два участка головной, где происходит плавление основного и дополнительного металлов, и хвостовой, где происходит затвердевание расплавленного металла. Переход металла сварочной ванны из жидкого состояния в твердое называют кристаллизацией. Отличительные особенности кристаллизации сварочной ванны [c.24]

Электрошлаковая сварка. Важнейшая особенность способа - пониженная чувствительность к образованию горячих трещин, что позволяет получать чисто аустенитные швы без трещин. Это объясняется специфическими особенностями электрошлаковой сварки малой скоростью перемещения источника нагрева и характером кристаллизации металла сварочной ванны, отсутствием в стыковых соединениях угловых деформаций. Однако малая концентрация нагрева и скорость сварки, повышая длительность пребывания металла шва и околошовной зоны при повышенных температурах, увеличивают его перегрев и ширину околошовной зоны. [c.371]

При монтаже лифтов зимой, особенно в северных районах страны, сварку приходится вести при низких температурах. В этом случае необходимо соблюдать дополнительные условия, так как повышается скорость охлаждения и кристаллизации металла сварочной ванны, затрудняется выход газов и окислов на поверхность шва, что может привести к образованию трещин. [c.257]

При дуговой сварке процесс кристаллизации металла сварочной ванны имеет следующие особенности [c.69]

Кристаллизация металла сварочной ванны второго типа. Схематическое продольное и поперечное сечение кристаллизующегося металла в сварочной ванне второго типа показано на рис. 104. Для ванны подобного типа характерны такие особенности кристаллизации [c.273]

Электрошлаковая сварка. Из-за специфических особенностей этого способа сварки (малая скорость перемещения источника нагрева и направленная кристаллизация металла сварочной ванны) понижается вероятность образования в шве горячих трещин и уменьшаются угловые коробления изделия. Однако увеличенная ширина околошовной зоны, длительное пребывание свариваемого металла при повышенных температурах приводят к необратимым изменениям в структуре и свойствах сварных соединений. В результате снижаются прочностные и пластические свойства металла, а в околошовной зоне теплоустойчивых сталей могут возникать локальные разрушения. В околошовной зоне коррозионностойких сталей может наблюдаться ножевая коррозия, для предотвращения которой следует выполнять термическую обработку изделий (закалка или стабилизирующий отжиг). Применение флюсов не исключает угара легирующих элементов, поэтому в ряде случаев необходимо поверхность шлаковой ванны защищать инертным газом. Короткие швы на металле большой толщины рекомендуется сваривать пластинчатым электродом, а протяженные швы — проволочным. [c.309]

Повышаются механические свойства наплавленного металла, ликвидируются такие внутренние дефекты, как шлаковые включения, непровары, трещины, газовые поры и пр. благодаря использованию способа принудительного формирования шва, надежной защите жидкого металла от окружающей среды и особенно благоприятным условиям кристаллизации металла сварочной ванны. [c.207]

Следовательно, главной особенностью макроструктуры аустенитных швов является их столбчатое, транс-кристаллитное строение. Металл сварного шва можна рассматривать в виде совокупности столбчатых кристаллитов аустенита. Ориентация столбчатых кристаллитов зависит от режимов сварки, направления теплоотвода, скорости охлаждения и кристаллизации, объема сварочной ванны и пр. Поэтому существующее в технике огромное разнообразие типоразмеров аустенитных швов приводит к множеству вариантов их макроструктуры. Но столбчатая макроструктура швов является их характерной особенностью (рис. 7.47) [58, 59 . [c.280]

В. ОСОБЕННОСТИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛА В СВАРОЧНОЙ ВАННЕ [c.302]

Особенности металлургических процессов при дуговой сварке под слоем плавленых флюсов. При дуговой сварке под слоем плавленого флюса следует различать высокотемпературную зону, охватывающую плавящийся торец электрода, капли металла, проходящие дуговой промежуток, и активное пятно дугового разряда в сварочной ванне, и низкотемпературную зону — хвостовая часть ванны, где температура приближается к температуре кристаллизации металла (см. рис. 9.40). [c.369]

При уменьшении погонной энергии как за счет скорости сварки (рис. 109, кривая /), так и за счет сварочного тока (кривая 2) электрохимическая гетерогенность уменьшалась. Это объяснялось увеличением скорости охлаждения, что вызывало большие отклонения от равновесных условий формирования структуры и оказывало суш,ественное воздействие на процесс кристаллизации сварочной ванны. При этом уменьшалось время пребывания металла в твердо-жидком состоянии, в связи с чем снижалась ликвация элементов, особенно серы и фосфора, что в свою очередь приводило к уменьшению химической неоднородности. Увеличение скорости охлаждения также снижало структурную неоднородность и приводило к изменению структуры. [c.242]

Успехи в разработке новых марок флюсов объясняются достижениями в области развития теории металлургических процессов автоматической сварки и наплавки, основой для которой послужили новейшие достижения советской науки, в первую очередь физики. Радиоактивные изотопы дали возможность понять физическую сущность сварочных процессов под слоем флюса, внести ясность во многие вопросы взаимодействия жидких металлов и шлаков, изучить главнейшие особенности процессов первичной кристаллизации сварочной ванны, которые определяют качество и долговечность металла шва, а тем самым — и сварного соединения в целом. [c.124]

В процессе быстрой кристаллизации сварочной ванны в результате резкого охлаждения возникает внутри-зеренная и особенно межзеренная ликвация. В конечный момент кристаллизации, когда жидкого металла остается мало, в нем сосредоточивается много относительно легкоплавких примесей. Ввиду того что процесс кристаллизации протекает в неравновесных условиях, содержание примесей может быть значительно большим, чем ожидается из анализа диаграмм состояния. Кристаллизация последних прослоек жидкого металла с большим содержанием легкоплавких компонентов может растянуться на относительно большой интервал температур. [c.183]

Характерной особенностью электронно-лучевОй сварки при высокой мощности являются большие скорости переноса жидкого металла из зоны плавления в зону кристаллизации. В верхней части сварочной ванны жидкий металл выносится на поверхность свариваемого изделия и образует усиление, площадь поперечного сечения которого достигает 10... 15 % общей площади поперечного сечения проплавления. Электронно-лучевой сварке толстого металла присущи колебания глубины проплавлений, но при правильной фокусировке и стабильных параметрах пучка они не превышают 5 % общей глубины проплавления. [c.428]

Главной особенностью совместной кристаллизации двух фаз в сварочной ванне, будь то первичный феррит, карбидная или иная эвтектика, является двухфазное строение металла шва и, что особенно важно, измельчение и дезориентация его структуры. [c.110]

На меди обеспечивается достаточно чистая поверхность реза, но в зависимости от режимов плазменной резки на поверхности реза (особенно в нижней части) могут быть рыхлоты, возможно образование кислородной эвтектики Си — СизО. Причем, если процесс кристаллизации идет в восстановительной среде, содержащей водород, то могут появиться микротрещины в литом слое, т. е. возникает водородная болезнь меди [77]. В связи с этим при сварке меди и ее сплавов необходимо сварочную ванну тщательно раскислять еще в жидком состоянии с тем, чтобы в металле шва и в зоне сплавления не появились трещины и поры. [c.110]

Применение керамического флюса дает возможность вводить в сварочную ванну модификаторы, позволяющие регулировать процессы кристаллизации и физические свойства наплавленного металла. Хорошие результаты дает способ сварки в защитных газах (аргона, гелия), особенно при сварке малых толщин. Сварку проводят вольфрамовым электродом на постоянном токе прямой поляр-, ности. В качестве присадочного металла применяют прутки из меди, содержащей кремний, олово, марганец. [c.498]

Процесс диффузии при сварке с подогревом металла способствует расширению зоны сварки за счет диффузионного перемещения атомов, в результате чего создается прочное соединение либо при разнородных соединениях появляются хрупкие прослойки. Особенно большое значение на прочность сварного соединения при сварке плавлением имеет кристаллизация. Обычно сварной шов при сварке плавлением -имеет литую структуру, иногда измененную последующими нагревами. В связи с высоким нагревом металла при сварке плавлением можно получить крупнозернистую литую структуру, вызывающую в ряде случаев ухудшение свойств сварного соединения. При сварке плавлением легкоплавких металлов для улучшения структуры металла рекомендуется вводить в сварочную ванну модификатор, способствующий образованию новых центров кристаллизации, в связи с чем прочность сварного шва значительно увеличивается. При сварке тугоплавких металлов модификаторы, как правило, менее действенны. [c.252]

При быстрой кристаллизации сварочной ванны благодаря резкому охлаждению наблюдается внутризеренная и, особенно, межзеренная ликвация. В конечный. момент кристаллизации, когда жидкого металла остается мало, в нем сосредоточивается много относительно легкоплавких примесей. Так как кристаллизация протекает в неравновесных условиях, содержание примесей может быть значительно большим, чем ожидается из анализа диаграмм состояния. [c.125]

Обычно рассматривается поперечное сечение шва н его размеры, которые указаны на рис. Х.4. Площади Ра и Рпр являются условными, так как металл шва образуется кристаллизацией расплавленного металла единой сварочной ванны. Размеры и форма сварного шва оказывают большое влияние на его стойкость против возникновения кристаллизационных трещин, на вероятность появления в шве дефектов и прочность сварного соединения, особенно при динамических нагрузках (см. главы П, IV). Например, при коэффициенте формы провара г з = Ь//х=1,3—6 вероятность образования в шве кристаллиза- [c.292]

При сварке плавлением происходят два процесса — плавление металла и его последующая кристаллизация. Это означает, что все закономерности процессов литейного производства, изложенные в предыдущем параграфе, имеют место и в данном случае, хотя их проявление осложнено особенностя.ми процесса сварки. Эти особенности связаны в основном со значительно более быстрым охлаждением расплава, чем прн получении отливок, так как расплав (сварочная ванна) имеет очень малый объем и непосредственно контактирует с большой массой твердого металла, способного очень быстро отводить тепло. Состав металла в образующемся сварном шве всегда отличен от основного металла, даже если сварка велась без присадочного материала, только за счет сплавления кромок соединяемых частей. Это вызвано тем, что всегда, при сварке металл насыщается кислородом и азотом, водородом из-за разложения влаги воздуха, различными примесями из загрязнений на свариваемых кромках. Если же используется присадочный материал в виде электрода из сплава иного состава, чем основной металл, то шов приобретает совершенно отличный от основы состав, при этом материал может быть очень неравномерным по составу из-за неполного перемешивания. [c.128]

Особенности образования сварочной ванны. В процессе сварки дуга перемещается вдоль свариваемых кромок и образует подвижную сварочную ванну (рис. 2.5), в передней части которой ab ) протекает процесс плавления, а в хвостовой части (dkn) — кристаллизация металла. По мере продвижения дуги и сопутствующей ей ванны происходит непрерывное формирование сварного шва. [c.101]

Несмотря на то что химическое сродство марганца и хрома находится приблизительно на одном уровне, как показывают приближенные термодинамические расчеты, в сварочной ванне реакция (Д) может протекать наиболее интенсивно, особенно вблизи температуры кристаллизации металла. [c.210]

Пористость наплавленного металла при сварке никеля обусловлена особенностями растворения водорода, кислорода и азота в сварочной ванне и ее дегазации в процессе охлаждения и кристаллизации. [c.374]

Это объясняется следующими специфическими особенностями строения и условий кристаллизации высоколегированных швов сильно развитой транскристаллитной направленной первичной микроструктурой увеличенной литейной усадкой кристаллизующегося металла значительными растягивающими напряжениями, действующими на сварочную ванну в процессе ее затвердевания многокомпонентным легированием, усиливающим вероятность появления малых количеств легкоплавкой эвтектической составляющей на границах дендритов в момент завершения кристаллизации сварочной ванны. [c.587]

Специфические особенности процесса лазерной сварки, заключающиеся в большой концентрации энергии, высокой скорости сварки, малом объеме сварочной ванны, высокой скорости кристаллизации металла шва, обеспечивают возможность сварки в различных пространственных положениях. Это существенно расширяет технологические возможности процесса лазерной сварки. [c.429]

Сварка чугуна сопровождается выделением газов из сварочной ванны, что приводит к образованию пор в наплавленном металле. Водород, азот, водяной пар и оксид углерода могут поступать в ванну из окружающего атмосферного воздуха, присадочных материалов или образуются в результате реакций в жидком металле, например при выгорании углерода. Важнейшими причинами возникновения пор являются повышенная растворимость газов в жидком металле и ее резкое падение при остывании металла, в особенности при его кристаллизации. [c.90]

Особенности первичной кристаллизации металла при сварке. Кристаллизация металла в сварочной ванне протекает в таких специфических условиях [c.269]

Газоэлектрическая сварка используется в нескольких вариантах а) неплавящимся вольфрамовым электродом непрерывно горящей или импульсной дуго11 [68] б) плавящимся металлическим электродом. Первый вариант процесса применяется для выполнения протяженных швов на относительно тонкостенных элементах, стыковых соединений труб небольшого диаметра (примерно до 60 мм), а также для наложения корневых валиков в разделке при выполнении сварки толстостенных элементов. В качестве защитной среды преимущественно исполь-.чуется аргон иногда с добавкой водорода. Особенности кристаллизации металла сварочной ванны прп импульсно-дуговой сварке позволяют улучшить формирование шва, способствуют дезориентации столбчатой его структуры, а также уменьшить тепловое воздействие на околошовные зоны. Последнее обстоятельство приводит к минимальному короблению свариваемых кромок, отсутствию провисания зоны проплавления, а также повышает сопротивляемость шва образованию горячих (кристаллизационных и полигонизационных) трещин. Однако и.м-пульсный процесс сварки некоторых аустенитных (в особенности, литых) сталей может повести к образованию околошовных надрывов. [c.96]

При кристаллизации металла сварочной ванны азот образует почти со всеми металлами соединения — нитриды различной степени устойчивости (см. рис. 9.33). Особенно устойчивые нитриды образуют -металлы IVB, VB, VIB групп периодической системы. Нитриды железа Fe4N, Fe2N образуют очень хрупкие игольчатые кристаллы, разрушение которых приводит к зарождению холодных трещин (замедленное разрушение). Из промышленных металлов только медь не дает устойчивых нитридов и поэтому ее можно сваривать в атмосфере азота (см. п. 10.3). [c.403]

Специфические особенности этого способа сварки (малая скорость перемещения источника нагрева и характер кристаллизации металла сварочной ванны) понижают вероятность образования в шве горячих трещин и уменьшают угловые коробления изделия. Однако увеличенная ширина околошовной зоны и длительное пребывание ее металла и металла шва при повышенных температурах приводят К необратимым изменениям в структуре и свойствах сварных соединений. В результате снижаются прочностные и пластические свойства металла, а на теплоустойчивых сталях 8 околошовной зоне могут возникать локальные разрушения. При сварке коррозионных сталей в околошовной зоне может наблюдаться ножевая коррозия, для пред-отпргщення которой следует выполнять термическую обработку изделий (зака.г ку или стабилизирующий отжиг). Применение флюсов не [c.393]

Высокое качество сварного соединения достигается за счет надежной защиты расплавленного металла от взаимодействия с воздухом, его металлургической обработки и легирования расплавленным флюсом. Наличие шлака на поверхности шва уменьшает скорость кристаллизации металла сварочной ванны и скорость охлаждения сварного соединения. В результате металл шва не имеет пор, содержит пониженное количеетво неметаллических включений. Улучшение формы шва и стабильности его размеров, особенно глубины проплавления, обеспечивает стабильность химического состава и других свойств по всей длине шва. [c.116]

ЗТВ. Кристаллизация металла сварочной ванны приводит к образованию однофазной аустенитной структуры металла с ГЦК-решеткой, обладающей повышенным коэффициентом линейного сокращения, высокой релаксационной стойкостью и ликвационной неоднородностью. Это 5 величивает протяженность кристаллизационного и диффузионно-дислокаци-онного температурных интервалов хрупкости ТИХ) и ТИХг соответственно, повышает сварочные деформации и напряжения и, тем самым, обусловливает пониженную свариваемость никелевых сплавов, особенно низкую у сверхжаропрочных сплавов. [c.81]

Условия кристаллизации металла сварных швов значительно отличаются от условий кристаллизации металла в отливках и слитках. Характерными особенностями кристаллизации металла шва являются а) сравнительно малый объем жидкого металла сварочной ванны, его высокая температура и интенсивное охлаждение б) наличие на дне, по бокам и в хвостовой части сварочной ванны готовых центров кристаллизации в виде крупных полуоплавленных зерен основного металла, выросших вследствие воздействия высокой температуры дуги в) одновременные нагрев металла передней части сварочной ванны перемещающейся дугой и охлаждение хвостовой ее части со стороны твердого металла, что обусловливает прямую зависимость скорости кристаллизации ванны от скорости сварки г) зависимость направленности кристаллизации металла сварочной ванны от формы криволинейной поверхности раздела расплавленного и твердого металлов (т. е. от формы провара), что в свою очередь зависит от режима сварки д) замедленное охлаждение верхней части сварочной ванны при сварке под флюсом и в некоторой степени при сварке толстопокрытыми электродами е) воздействие на кристаллнзую- [c.270]

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]

Металлургические особенности сварки характеризуются процессами плавления и кристаллизации свариваемых металлов, протекающими в сварочной ванне, во взаимодействии с газами и шлаками. Отличительными особенностями процессов сварки от металлургических процессов, протекающих в плавительных печах, являются высокая температура сварочной дуги, малый объем расплавленного металла, кратковременность пребывания металла в жидком состоянии, быстрое изменение температурного режима. В этих условиях происходит интенсивное окисление элементов металла. Высокая температура сварочной дуги вызывает диссоциацию газов, т.е. распад молекул кислорода, азота и водорода на атомы [c.35]

В процессе быстрой кристаллизации сварочной ванны в результате резкого охлаждения возникает внут-ризеренная и особенно межзеренная ликвация. В конечный момент кристаллизации, когда жидкого металла остается мало, в нем сосредоточивается много относительно легкоплавких примесей. Ввиду того, что процесс кристаллизации протекает в неравновесных условиях, содержание примесей может быть значительно большим, чем ожидается из анализа диаграмм состояния. Кристаллизация последних прослоек жидкого металла с большим содержанием легкоплавких компонентов может растянуться на относительно большой интервал температур. Если в этом интервале температур возникнут растягивающие напряжения, приводящие к взаимному смещению кристаллов, а жидкого металла не хватит для заполнения промежутка между кристаллами, то образуется горячая трещина. Она может иметь как микроскопические, так и макроскопические размеры. [c.252]

Аустенитно-ферритные и ферритно-аустенитные швы. Феррит дендритной формы, видимый на микрошлифе сварного шва, является, как уже указывалось, первичным б-ферритом, который образуется в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Это обстоятельство указьГвает на необходимость критического подхода к диаграмме состояния сплавов Р е—Сг—Ni—С, которая, как и диаграмма состояния железо—углерод отражает явления, происходящие в условиях равновесной кристаллизации и не учитывает специфических особенностей сварки — чрезвычайно больших скоростей нагрева и охлаждения металла. Отсутствие превращения б Y -> а в сварных швах при охлаждении в обычных условиях не исключает возможности превращения двухфазных аустенитно-ферритных швов в однофазные путем соответствующей термической обработки. [c.129]

Важнейшей особенностью ЭШС, обусловленной специфическими для этого способа сварки термическим циклом, малой скоростью перемещения источника нагрева, характером кристаллизации сварочной ванны, отсутствием, как правило, угловых деформаций, является высокая стойкость металла шва против образования горячих трещин. При ЭШС без особых ухищрений удается получить свободные от трещин чистоаустенитные швы на сталях и сплавах, которые лишь с большим трудом поддаются сварке под флюсом или ручной электродуговой сварке. При ЭШС, например, вовсе нет необходимости следить за обязательным наличием первичного феррита в металле шва. При ЭШС во многих случаях нет нужды столь строго ограничивать содержание фосфора и других вредных примесей в шве. При ЭШС, наконец, если говорить о получении швов без горячих трещин, нет нужды применять неокислительные флюсы-шлаки, столь необходимые при сварке под флюсом или ручной электродуговой сварке. [c.325]

Сварка сталей. Обычно сварку малоуглеродистой низколегированной стали осуществляют под флюсом или в СОг, но иногда оказывается целесообразным использовать сварку плавящимся электродом в среде инертных газов, например при малой толщине материала. Углеродистые стали, особенно кипящие, весьма склонны к пористости, основной причиной которой является реакция взаимодействия углерода с кислородом [С]-Ь[0]5 С0 . Окислению сварочной ванны способствуют примеси в газе в виде свободного Ог и паров НгО. Развитию пористости способствует также водород и азот, растворенные в металле шва (см. гл. XIV). Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей (51, Мп, Т1). В целях предупреждения пористости при сварке углеродистой стали целесообразно использовать присадочный материал с повышенным содержанием элементов раскислителей — Св-08ГС, Св-08Г2С и т. д. (Устранение пор при сварке углеродистых сталей может быть также достигнуто путем добавки к аргону 5% Ог, что способствует интенсивному кипению ванны жидкого металла с образованием СО до начала кристаллизации металла шва). [c.368]

Наиболее заметно слоистое строение у сварных швов, выполненных плавящимся электродом, когда металл поступает в ванну отдельными каплями. Особенно ярко это проявляется при малых объемах сварочной ванны, переменной скорости движения электрода, неравномерной толщине покрытия или слоя флюса. Слоистое строение не влияет на характер и направление кристаллизации. Даже при периодических остановках и оплавлении фронта твердой фазы на гранях нерасплавившихся частей кристаллов образуются двухмерные зародыши, ориентирующие кристаллографически дальнейший рост кристаллов. Каждый столбчатый кристаллит состоит из нескольких неполноценных дендритов. Процесс роста последних в сварном шве описывается такой же схемой, что и при кристаллизации слитков и отливок. Как правило у границы сплавления дендриты имеют ствол и не-. разветвленные ветви первого порядка. В направлении к центру сварного шва дендриты укрупняются, причем их первоначальная толщина увеличивается в несколько раз, и разветвляются с образованием осей высшего порядка. [c.522]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...