Свойства металлов при высоких температурах. Распределение температур при сварке

Неравномерное распределение температуры. Электродуговая сварка характеризуется высоким и быстрым разогревом небольшого объема металла, который при расширении оказывает давление на прилегающий к нему нагретый металл. Это давление будет возрастать с повышением температуры и может вызвать коробление изделия. При температуре около 600° разогретые объемы металла станут пластичными в такой степени, что не смогут уравновешивать упругие сжимающие воздействия окружающих холодных масс металла и претерпят пластические деформации сжатия. После прекращения действия источника нагрева нагретые и наплавленные объемы металла начнут охлаждаться и уменьшаться в объеме. При какой-то определенной температуре охлаждающийся металл восстановит свои упругие свойства и, уменьшая свой объем, получивший пластические деформации сжатия, будет стягивать прилегающие слои металла, вызывая деформацию изделия или коробление его. Деформация, которую получило изделие в процессе сварки и последующего охлаждения, называется остаточной. Величина остаточной деформации определяет величину отклонения размеров и формы изделия от проектных. [c.299]

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]

Диаграмма построена по результатам сварки на автомате под слоем флюса элементов из малоуглеродистых сталей. На фигуре кривая 4 указывает на распределение температуры по длине шва. Кривая несимметрична относительно положения источника тепла. Она круто падает в зоне, где сварочный процесс не производился, и полого — в зоне, где шов уже наложен. Экспериментальная кривая соответствует выводам по вопросу теплового поля при сварке, приведенным в пункте 2 гл. УП. Кривая 3 выражает величину г наплавленного металла шва в разных его точках в зависимости от температуры. Пластичность металла повышается в зоне высокой температуры, однако в интервале 850—1000° имеет место небольшой провал пластичности . При 1400° (при температуре солидуса) пластичность падает почти до нуля. При дальнейшем повышении температуры до температуры ликвидуса пластические свойства восстанавливаются. Кривая 2 выражает величину предела прочности металла при высоких температурах. При Т = 475° предел прочности ав = 22,5 кГ1мм , т. е. немного меньше половины Ов при комнатной температуре. [c.122]

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]

Нормализация и отжиг после сварки приводят к заметному снижению прочностных свойств и разупрочнению наплавленного металла, что проявляется в значительном снижении его твердости (фиг. 26, а, б). Исследование микроструктуры показывает, что различные варианты термической обработки сказываются на изменении величины зерна структурных составляющих перлита и феррита. Однако наиболее благоприятное распределение структурных составляющих имеет место после отпуска при температуре 680°С. В этом случае структура наплавленного металла состоит из равномерно расположенного феррита и мелкодисперсного перлита. Сварные соединения, выполненные электродами ЦУ-2ХМ на толстостенных отливках (200 мм) из стали 20ХМЛ с соблюдением установленных термических режимов сварки, отличаются высоким качеством и отсутствием дефектов. [c.73]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...