Кристаллизация металла сварного шва

Прохождение упомянутых дисциплин предполагает достаточно глубокое изучение студентами таких вопросов, как классификация способов сварки, теоретические основы источников теплоты, используемых при сварке, физико-металлургические и тепловые процессы при сварке, процессы кристаллизации металла сварного шва и технологическая прочность сварных соединений и т. п. [c.3]

Рассмотрены также вопросы о влиянии предварительного подогрева изделий Тд на температурный режим сварочной ванны и влиянии параметров режима сварки на скорость кристаллизации металла сварного шва. Получены теоретические зависимости, определяющие это влияние. В частности показано, что при сварке металлов, у которых [c.23]

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при дуговой и газовой сварке подчиняется общим законам кристаллизации металлов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов. Специфика кристаллизации металла сварного шва заключается в большой скорости процесса. Скорость охлаждения сварного шва исчисляется обычно десятками и сотнями градусов в секунду. Специфика заключается еще и в том, что кристаллизация протекает на готовых центрах кристаллизации, которыми служат оплавленные кристаллиты основного металла, ограничивающие ванну жидкого металла. [c.168]

Изучение упомянутых дисциплин предполагает достаточно глубокое изучение студентами таких вопросов, как классификация способов сварки, теоретические основы источников теплоты, используемых при сварке, физико-металлургические и тепловые процессы при сварке, процессы кристаллизации металла сварного шва и технологическая прочность сварных соединений и т.п. Поэтому основное внимание в данном учебнике уделено технологии сварки плавлением, а по сварочному оборудованию приведены только сведения, дополняющие курс источников питания. В разделах по технологии сварки авторы не стремились привести все данные о сварочных материалах, режимах и т.п., учитывая, что эти данные имеются в справочной литературе, и уделили основное внимание освещению основ выбора технологии. [c.7]

Сварные соединения после сварки имеют неоднородную структуру металла, что является следствием неравномерного нагрева различных зон сварного соединения. Поэтому механические (прочность, твердость, пластичность) и специальные (коррозионная стойкость, жаропрочность, хладостойкость) свойства различных зон сварного соединения становятся неодинаковыми. Такое положение усугубляется наличием остаточных сварочных напряжений, которые образуются при кристаллизации металла сварного шва. Эти напряжения могут вызвать нежелательные изменения формы и размеров сварных соединений и появление в них трещин, что приводит иногда к разрушению сварных соединений. Остаточные сварочные напряжения снижают также механические и специальные свойства сварных соединений. Поэтому для ответственных сварных соединений необходимы такие технологические операции, которые улучшают структуру и свойства сварных соединений. [c.205]

Шлакообразующие составляющие служат для защиты расплавленного металла от воздействия кислорода и азота воздуха, образуя шлаковые оболочки вокруг капель электродного металла, проходящих через дугу, а также шлаковый покров на поверхности наплавленного металла шва. Шлаковый покров служит также для замедления скорости остывания, что способствует выделению из шва неметаллических включений и улучшает условия кристаллизации металла сварного шва. [c.127]

Вторичная кристаллизация металла сварного шва. Процесс первичной кристаллизации заканчивается образованием столбчатых кристаллитов. При о-х, см/сек сварке сплавов на основе [c.528]

Рис. 20.4. Схема кристаллизации металла сварного шва и развития трещины [14]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛА СВАРНОГО ШВА [c.36]

Сварочная металлургия отличается от других металлургических процессов высокими температурами термического цикла сварки и малым временем существования сварочной ванны в жидком состоянии, т. е. в состоянии, доступном для металлургической обработки металла сварного шва. Кроме того, специфичны процессы кристаллизации сварочной ванны, начинающиеся от границы сплавления, и образования измененного по своим свойствам металла зоны термического влияния. [c.313]

Металл сварного шва химически неоднороден. Хотя кристаллизация протекает очень быстро, диффузионные процессы, связанные с различной растворимостью углерода и примесей в жидком и твердом металле, успевают развиться, так как высокая температура обусловливает большую диффузионную подвижность атомов. [c.170]

Горячие трещины возникают в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Они проходят по границам зерен. Горячие трещины, выходящие на поверхность сварного аустенитно-го шва, бывают заполнены шлаком. Следовательно, они образуются при температуре выше 1200° С, когда шлак еще жидкий. При кристаллизации и охлаждении сварочной ванны вследствие усадки металла и неравномерного прогрева в металле сварного шва возникают растягивающие напряжения. Усадка аустенитной [c.252]

В наплавленном металле сварного шва и в отливках азот полезен тем, что тугоплавкие нитриды способствуют образованию центров кристаллизации и устранению столбчатой кристаллизации [147]. [c.194]

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при-электродуговой сварке подчиняется общим законам кристаллизации металлов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллизации и роста кристаллов [1, 12, 36]. Специфика заключается в большой скорости процесса. Для наплавленного металла характерно типичное для литого материала дендритное строение с расположением осей дендритов (кристаллов древовидной формы) в направлении отвода тепла (обычно перпендикулярно к границе раздела твердой и жидкой фаз). [c.145]

Металлы как кристаллические вещества при данных температуре и давлении характеризуются строго определенным пространственным расположением атомов, т. е. металл в твердом состоянии при данной температуре имеет энергетически устойчивое кристаллическое строение с минимумом свободной энергии, которой обладает атом или комбинация атомов. Нагрев или охлаждение вносят в состояние атомов энергетические изменения, а это может привести к перестройке в их взаимном расположении с минимумом свободной энергии. Следовательно, изменение температуры приводит к изменению свободной энергии. Однако до определенных температур нагрева металл остается кристаллическим телом. Повышение температуры приведет к дальнейшему изменению энергетического состояния атомов, близкому к энергетическому состоянию жидкости. При увеличении нагрева цельность металлической решетки нарушается, а в отдельных участках могут сохраняться отдельные группировки относительно закономерно построенных атомов. В силу энергетических условий они не могут быть устойчивыми, поэтому происходит их систематическое разрушение и образование. Эти группировки атомов в процессе кристаллизации становятся центрами кристаллизации. Чем меньше этих центров, тем из более крупных кристаллов будет состоять металл при переходе из жидкого состояния в твердое. Следовательно, условия плавления металла оказывают влияние на процесс кристаллизации и соответственно на свойства металла сварного шва. Однако из-за большого перегрева металла в сварочной ванне к моменту кристаллизации останется очень мало указанных центров кристаллизации или они вообще будут отсутствовать. Поэтому в сварочную ваину необходимо вводить искусственные центры кристаллизации, природа и количество которых зависят от условий сварки и используемых сварочных материалов, состава основного и присадочного металлов. [c.5]

Расплавленный металл сварочной ванны может насыщаться кислородом, находящимся в инертном газе, в виде свободного кислорода и паров воды. Поэтому для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации расплавленного металла сварного шва в сварочную ванну через присадочный материал должны [c.224]

В процессе кристаллизации и последующего охлаждения металл сварного шва пластически деформируется под действием растягивающих напряжений, возникающих из-за несвободной усадки литого металла. На первых стадиях затвердевания расплавленной ванны, когда жидкая фаза свободно перемещается между растущими кристаллитами, пластичность металла, определяемая свойствами жидкости, высока. По мере увеличения [c.109]

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]

Горячие или кристаллизационные трещины образуются главным образом в металле сварного шва в процессе его кристаллизации во время пребывания в температурном интервале кристаллизации С лик— сол). когда возникающие внутренние напряжения достаточны, чтобы вызвать разрушение по границам зерен. Горячие трещины наблюдаются при сварке высоколегированных сталей, алюминиевых и медных сплавов. [c.490]

Поверхность сварного шва при электродуговой и газовой сварке имеет характерное чешуйчатое строение (рис. 19). Его можно обнаружить также на продольном шлифе специальным травлением, которое предназначено для выявления первичной кристаллизации металла. Чешуйчатое строение металла сварного шва связано с прерывистым характером кристаллизации. [c.29]

В интервале температур 1400—950° С в сварном шве могут образоваться горячие трещины. Они сравнительно часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина образования горячих трещин заключается в неоднородности состава и свойств кристаллов металла сварного шва при высоких температурах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких и прочных при высоких температурах составляющих. Легкоплавкие примеси оттесняются на периферию дендритов и в междендритные промежутки. Металл по границам дендритов может находиться либо в жидком состоянии, либо, если кристаллизация закончилась, то, находясь в твердом состоянии, он обладает пониженной прочностью и пластичностью. При возникновении растягивающих напряжений, превышающих предел прочности, по границам дендритов возникают горячие трещины. Это очень опасный дефект сварного шва, который может привести к внезапному хрупкому разрушению при эксплуатации. [c.210]

Горячие трещины образуются в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Они проходят по границам зерен. Трещины, выходящие на поверхность шва, бывают заполнены шлаком. Это свидетельствует о том, что они образуются при температуре выше 1200° С, когда шлак еще жидкий. При кристаллизации и охлаждении сварочной ванны вследствие усадки металла и неравномерного прогрева в металле сварного шва возникают растягивающие напряжения. Усадка сталей аустенитного класса и коэффициент линейного расширения их больше, чем у углеродистой или низколегированной стали, в 1,5—2 раза в зависимости от температуры. Поэтому напряжения, возникающие при кристаллизации и охлаждении сварного шва таких сталей, тоже высокие. [c.217]

Растворимость углерода и других примесей в жидкой стали значительно выше, чем в твердой. Когда металл расплавляется и образуется жидкая ванна, в нее устремляются углерод, фосфор и сера. Тонкий слой основного металла, примыкающий к жидкой ванне, обедняется примесями. Жидкий металл по границе с твердым насыщается ими. Когда начинается кристаллизация, тонкий слой кристаллов, образовавшихся из жидкости с повышенной концентрацией примесей, захватывает эти примеси. За этим слоем расположен слой, содержание примесей в котором приблизительно равно среднему содержанию их в жидком металле сварочной ванны. Третий слой примыкает к временной границе раздела между жидким и твердым металлом, образующейся при перерыве кристаллизации. Из него примеси успевают продиффундировать в жидкий металл. В слое, примыкающем к временной границе раздела, содержание примесей снижается, а в жидком металле — повышается. Таким образом, каждая чешуйка металла сварного шва состоит из трех слоев нижнего — с повышенным содержанием примесей, среднего — с нормальным средним содержанием примесей и верхнего, обедненного примесями. [c.116]

При кристаллизации и охлаждении сварочной ванны из-за усадки металла и неравномерного прогрева в металле сварного шва возникают растягивающие напряжения. Усадка сталей аустенитного класса и коэффициент линейного расширения их больше, чем у углеродистой или низколегированной стали (в 1,5—2 раза в зависимости от температуры). Поэтому напряжения, возникающие при кристаллизации и охлаждении сварного шва таких сталей, тоже высокие. [c.124]

Условия протекания процесса первичной кристаллизации в значительной степени определяют свойства литого металла и, в частности, металла сварного шва. Кристаллизация металла сварочной ванны отличается от кристаллизации слитка, в силу того, что I) сварочная ванна находится одновременно под воздействием нагрева сварочной дугой и охлаждения со стороны твердого металла. Жидкий металл ванны, соприкасаясь с более холодным основным металлом, очень быстро охлаждается 2 жидкий металл сварочной ванны окружен твердым металлом свариваемого изделия, нагретым до различных температур 3) средняя скорость кристаллизации металла шва равна скорости перемещения ванны, т. е. скорости сварки. [c.163]

Микроструктура металла сварного шва, зависящая главным образом от первичной кристаллизации, влияет на его свойства. При одинаковом химическом составе, но при различном характере первичной структуры швы могут обладать различными механическими свойствами, различной склонностью к образованию трещин, различными коррозионными и иными свойствами. [c.69]

При сварке изделий из трудносвариваемых жаропрочных сталей и сплавов на относительно высоких скоростях достигаются максимальная скорость кристаллизации металла сварного шва и минимальное термическое воздействие сварочного нагрева на основной металл в околошовной зоне. [c.455]

Однако несмотря на литую структуру, швы, выполненные на незакаливающихся сталях под флюсом и в защитных газах и имеющие оптимальный для данной марки стали химический состав, обладают высокими механическими свойствами без всякой термической обработки. Это объясняется тем, что в отличие от слитка сварной шов обычно содержит меньше азота, серы, фосфора и углерода, а также тем, что вследствие специфических особенностей процесса первичной кристаллизации металл сварного шва отличается более тонкой, чем слиток, структурой (более мелким зерном), меньшей зональной и внутрикристаллитной ликвацией. [c.69]

Совместное действие легирующих элементов на конечную структуру оценивают по соотношению rэкв/Niэкв, называемому хромоникелевым эквивалентом, и с помощью структурных диаграмм Шеффлера (рис. 10.10). На этой диаграмме структура стали определяется соотношением координат СГэкв и Ы1экв. Стали, попадающие в области А, Ф и М, имеют стабильно аустенитную, ферритную или мартенситную конечную структуры соответственно. Стали, попадающие в переходные области А + Ф, А + М, А + М + Ф, обладают смешанной структурой. Соотношение А + Ф дифференцировано количественно с помощью ряда веерообразно расположенных линий. Цифры над этими линиями указывают количество высоколегированного феррита (8-Ре с ОЦК-решет-кой), содержащегося в стали наряду с аустени-том (у-Ре). Эта структурная диаграмма описывает структуры, получаемые после кристаллизации металла сварного шва. Для других состояний металла (прокат, поковка, литье) существуют аналогичные диаграммы, количественно отличающиеся от приведенной на рис. 10.10. [c.50]

В процессе кристаллизации металла сварного шва часть растворенного водорода не успевает выделиться из него и образует пористость. Остающаяся в сварочной ванне часть водорода может быть весьма значительной. Это приводит к большей степени пересыщенности раствора водорода в алюминии по сравнению с его растворами в других металлах. [c.72]

При сварке углеродистой стали, которую часто ведут без подогрева, у корня шва располагаются наиболее мелкие дендриты. Поверхность сварного шва при электродуговой и газовой сварке имеет характерное чешуйчатое строение, что связано с прерывистым характером кристаллизации. Специфика процесса охлаждения приводит к прерывистой кристаллизации и формированию слоистого строения наплавленного металла. При медленном охлаждении слоис-стость уменьшается. В швах с меньшей толщиной стенки слоистое строение выражено сильнее, чем в швах с большим поперечным сечением. Металл сварного шва химически неоднороден. Хотя кристаллизация протекает очень быстро, диффузионные процессы, связанные с различной растворимостью углерода и примесей в жидком [c.145]

Возникшая хрупкая трещина по металлу сварного шва (приварки бандажа к стенке резервуара) вошла в стенку резервуара. Это стало возможным вследствие недостаточной хладостойкости металла сварного шва. Излом сварного шва - хрупкий кристаллический. Металл сварного шва, соединяюш,ий бандаж и стенку, характеризуется структурой крупностолбчатых кристаллитов первичной кристаллизации. Внутренняя структура этих кристаллитов представляет верхний бейнит (рис. 2,19) с пониженным сопротивлением хрупкому разрушению. Каждый случай достоверного анализа причин разрушения металлоконструкции является основой для разработки мероприятий по недопущению в дальнейшем повторения подобных событий. [c.40]

Кристаллизация металла сварного соединения. Сварное соединение образуется из металла сварного шва (расплавленный основной и электродный металл) и, участков основного металла, црилегающих к сварному шву (рис. 1). При ручной сварке покрытыми электродами металл шва в среднем состоит из 30—50% основного и 70—50%, электродного металла. [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...