Влияние процесса сварки и формы сварных соединений

Влияние процесса сварки и формы сварных соединений [c.413]

Упругая и пластическая (остаточная) деформация металла в зоне сварного соединения, связанная с локальным нагревом при сварке плавлением, оказывает в ряде случаев решающее влияние на формирование качественного сварного соединения. Деформация происходит под действием внешних сил. При упругой деформации после устранения этой внешней силы форма и размеры металлической конструкции восстанавливаются, а при пластической — остаются неизменными. В процессе сварки и охлаждения металл сварного соединения подвергается сложному температурно-деформационному воздействию. После остывания в зоне шва и прилегающих к нему небольших участков основного металла остаются высокие напряжения и соответствующие упругие деформации. Механизм пластической де- [c.6]

Высоколегированные стали и сплавы составляют значительную группу конструкционных материалов. К числу основных трудностей, которые возникают при сварке указанных материалов, относится обеспечение стойкости металла шва и околошовной зоны против образования трещин, коррозионной стойкости сварных соединений, получение и сохранение в процессе эксплуатации требуемых свойств сварного соединения, получение плотных швов. При сварке высоколегированных сталей могут возникать горячие и холодные трещины в шве и околошовной зоне. С кристаллизационными трещинами борются путем создания в металле шва двухфазной структуры, ограничения в нем содержания вредных примесей и легирования вольфрамом, молибденом и марганцем, применения фтористо-кальциевых электродных покрытий и фторидных сварочных флюсов, использования различных технологических приемов. Присутствие бора может привести к образованию холодных трещин в швах и околошовной зоне. Предотвращение их появления достигается предварительным и сопутствующим подогревом сварного соединения свыше 250 — 300 °С. С помощью технологических приемов можно также предотвратить кристаллизационные трещины. В ряде случаев это достигается увеличением коэффициента формы шва, увеличением зазора до 1,5 — 2 мм при сварке тавровых соединений. Предварительный и сопутствующий подогрев не оказывает заметного влияния на стойкость против образования кристаллизационных трещин. Большое влияние оказывает режим сварки. Применение электродной проволоки диаметром 1,2 — 2 мм на умеренных режимах при минимально возможных значениях погонной энергии создает условия для предотвращения появления трещин. Предпочтение следует отдавать сварочным материалам повышенной чистоты. При сварке аустенитных сталей проплавление основного металла должно быть минимальным. Горячие трещины образуются [c.110]

В сварных соединениях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, от формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках изучается на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. [c.222]

Существенное влияние на характеристики процесса оказывают методы и режимы сварки, свойства сталей, геометрические размеры и форма стыкуемых деталей, качество их подготовки для сварки. Для большинства технологий в зоне соединения деталей происходит концентрированное приложение электрической или газовой энергии, которая расплавляет концы стыкуемых деталей и присадочный материал. Высокое качество сварного соединения в значительной мере зависит от создания большой локальной концентрации энергии. Поэтому основным требованием к ее источникам является обеспечение минимально возможных перегревов расплавленного и остающегося в твердом состоянии металла. Такими возможностями обла-192 [c.192]

Техника сварки плавящимся электродом, В зависимости от свариваемого материала, его толщины и требований, предъявляемых к сварному соединению, в качестве защитных газов используют инертные, активные газы или смеси защитных газов (см. табл. Х1.1). Ввиду более высокой стабильности дуги применяется преимущественно постоянный ток обратной полярности от источников с жесткой внешней характеристикой. Помимо параметров режима на стабильность горения дуги, форму и размеры шва большое влияние оказывает характер расплавления и переноса электродного металла в сварочную ванну. Характер переноса электродного металла зависит от материала и диаметра электрода, состава защитного газа и ряда других факторов. Рассматривая процесс сварки в углекислом газе, можно отметить, что при малых диаметрах электродных проволок (до 1,6 мм) и небольших сварочных токах при короткой дуге с напряжением до 22 В процесс идет с периодическими короткими замыканиями, во время которых электродный металл переходит в сварочную ванну. Частота замыканий достигает 450 в 1 с. При этом потери на разбрызгивание обычно не превышают 8% (область А на рис. XI.15). При значительном возрастании сварочного тока и увеличении диаметра электрода (область В на рис. XI.15) процесс идет при длинной дуге с образованием крупных капель без коротких замыканий. Область Б является переходной, в которой возможно появление крупных капель и их переход с короткими замыканиями и без них. При сварке на режимах областей Б к В обычно ухудшаются технологические свойства дуги и, в частности, затрудняется переход электродного мета.пла в сварочную ванну при сварке в потолочном положении. Дуга недостаточно стабильна, а разбрызгивание повышено. [c.311]

Электроды и ролики являются инструментом, осуществляющим непосредственный контакт машины со свариваемыми деталями. Электроды в процессе точечной и роликовой сварки выполняют следующие основные функции сжимают детали, подводят ток, отводят тепло, выделяющееся в деталях при сварке, и перемещают детали (при роликовой сварке). Форма и размеры рабочей поверхности, контактирующей с деталями, и вся конструкция электродов в целом оказывают значительное влияние на качество сварных соединений и производительность процесса. [c.5]

Электроды точечных и роликовых сварочных машин оказывают весьма большое влияние на процесс формирования и конечные размеры сварных соединений (размеры литой зоны). Известно, что одни и те же размеры литой зоны могут быть получены для большинства металлов при достаточно большом числе различных сочетаний параметров режима сварки (например, длительность сварки, усилия электродов). Напротив, необходимые размеры литой зоны можно обеспечить только при вполне определенных форме и размере рабочей поверхности электродов или их отклонениях от номинальных значений в очень незначительных пределах. [c.47]

Сварное соединение можно разделить на три основные зоны, имеющие различные микроструктуры А — зона основного металла, Б — зона термического влияния, В — зона иеталла шва (рис. 38). Металл шва (наплавленный металл) пмеет структуру литой стали. Зоной термического влияния называют прилегающий к шву участок основного металла (околошовная зона), в котором произошли структурные фазовые превращения (изменение формы и размера зерен) вследствие нагрева в процессе сварки, до температуры выше критической (723°С). При ручной дуговой сварке штучными электродами ширина зоны термического влияния составляет 3—6 мм. Обычно зона термического влияния имеет низкие механические свойства, поэтом у качество сварного соединения частично определяется свойствами и протяженностью зоны термического влияния. [c.84]

Под сварным соединением понимается металл шва и околошовная зона основного металла. Околошовной зоной называется узкий участок основного металла вдоль шва, который в процессе сварки не расплавлялся, но подвергался воздействию высоких температур. V некоторых сталей на участке околошовной зоны при нагреве до критической температуры (723°С) и выше происходят структурные фазовые превращения (изменение формы и размеров зерен). Это явление называется вторичной кристаллизацией. Участок околошовной зоны таких сталей, на котором произошла вторичная кристаллизация, называется зоной термического влияния. При ручной дуговой сварке покрытыми электродами ширина зоны термического влияния может составлять 3—6 мм. В металле шва могу [c.88]

Форма и размеры металлической ванны оказывают существенное влияние на качество сварного соединения и определяются режимом сварки. Режим электрошлаковой сварки характеризуется величиной тока (или скоростью подачи электрода), напряжением сварки, скоростью сварки и толщиной металла, приходящейся на электрод (частное от деления толщины свариваемого металла на число электродов). На процессе формирования могут сказаться величина зазора, состав флюса, глубина шлаковой ванны, скорость поперечного перемещения электрода, вылет и диаметр сварочной проволоки. Обычно эти параметры режима изменяются мало. [c.216]

Выбор режима сварки. Элементы режима сварки оказывают существенное влияние на форму и состав шва, и путем изменения их значения можно достичь желаемого результата при различном их сочетании. Основная задача, возникающая перед технологом при выборе режима сварки, сводится к определению такого сочетания элементов режима, при котором обеспечивается требуемое качество сварного соединения при максимальной производительности и минимальной стоимости процесса. [c.222]

Однако влияние большого числа параметров на процесс сварки не может быть учтено в аналитической форме. Например, механические свойства сварного соединения (в частности, предел прочности при растяжении и относительное удлинение) зависят от температуры сварки, приложенного давления, длительности вьщержки, состава и свойств промежуточных слоев. В этих условиях трудно однозначно оценить воздействие каждого параметра и тем более их совместное влияние на качество сварки. [c.188]

Сцепление твердых металлов с расплавленными. Процессы сцепления между двумя металлами, один из которых находится в твердой, а другой в жидкой фазе, служат отличительным признаком пайки, однако и в условиях сварки они оказывают большое влияние на качество сварных соединений. Так, от смачиваемости основного металла расплавом зависит форма шва, а следовательно, г-г и вибропрочность сварных со-единений. [c.54]

В сварных конструкциях предел выносливости зависит от материала, технологического процесса сварки, формы конструкции, а также от рода усилия и характеристики цикла нагружения. Влияние технологического процесса сварки на прочность при переменных нагрузках обычно изучают на образцах стандартного типа, имеющих стыковые швы. В образцах со снятым усилением концентрация напряжений практически отсутствует. Как показали результаты многочисленных опытов, в таких обработанных сварных образцах из низкоуглеродистых и ряда низколегированных конструкционных сталей отношение 011/0-1 0,9, где 0 1 — предел выносливости образца из основного металла при симметричном цикле 0 — предел выносливости стыкового сварного соединения. Значения предела выносливости при автоматической сварке более стабильны, чем при ручной. Это объясняется лучшим качеством сварных швов. [c.138]

Степень совместного влияния процесса сварки и формы сварного соединения в случае статических нагрузок наиболее просто можно оценить по второй критической температуре хрупкости (рис.11.2.2). При этой температуре прочность сварного соединения или элемента сварной конструкции, оцениваемая по номинальному (среднему) напряжению разрушения становится равной пределу текучести о. ,. В таком подходе отражены как бы два физических факта. Во-первых, наступление разрушения до общей текучести сечения с концентратором часто отождествляется с понятием хрупкого разрушения. Во-вторых, разрушение при напряжениях указывает на то, что при некотором увеличении концентрации напряжений в условиях понижеьшой темпе- [c.413]

Режимом сварки называют совокупность характеристик сварочного процесса, обеспечивающих получение сварных соединений заданных размеров, формы и качества. При ручной дуговой сварке к характеристикам режима относятся диаметр электрода, сила сварочного тока, напряжение на дуге, скорость перемещения электрода вдоль шва, род тока и его полярность и ряд других показателей. При газовой сварке под режимом в основном понимают тепловую мощность газового пламени, вид пламени, скорость нагрева, способ сварки. Режим сварки оказывает большое влияние на качество и форму сварного шва. Размеры и форма шва в значительной степени предопределяют стойкость металла шва против возникновения кристаллизационных трещин, плавность перехода от основного металла к металлу шва и вероятность образевания подрезов, непроваров, наплывов и других дефектов. Влияние факторов режима сварки на размеры и форму шва выражается по-разному. [c.87]

Наличия остаточных растягивающих напряжений, всегда возникающих после остывания конструкции, еще недостаточно, чтобы вызвать хрупкое разрушение даже при значительной толщине сваренных элементов. Дополнительным фактором должна бьггь концентрация напряжений, вызванная либо формой сварного соединения, либо дефектами сварки, либо низким качеством металла по сплошности. Высокий отпуск существенно снижает остаточные напряжения, но, конечно, не устраняет концентраторы напряжений. Необходимость введения высокого отпуска зависит от степени концентрации напряжений. При умеренной концентрации напряжений отпуск не является необходимым. Однако дополнительным отрицательным фактором может послужить концентрация пластических деформаций при сварке, в, особенности если она сопровождается деформационным старением металла. Здесь отрицательное влияние концентраторов проявляется дважды сначала в процессе сварки, вызывая концентрацию пластических деформаций и изменение механических свойств, затем во время эксплуатации, вызывая концентрацию рабочих напряжений. [c.420]

Сварочные деформации и напряжения возникают вследствие локальной пластической деформации отдельных зон сварного соединения из-за неравномерного разогрева при сварке. Металл в зоне максимального нагрева (шов и зона термического влияния), претерпевший пластическую дeфqpмaцию сжатия при нагреве, после полного охлаждения получает остаточное укорочение. Это укорочение приводит к изменению формы и размеров всей сварной заготовки. Абсолютное укорочение (ААВ и ADQ линейных элементов (АВ и D ) пропорционально их длине в зоне пластической деформации (AB D) (рис. 5.58, а, б). В соответствии с этим основные закономерности процесса развития перемещений в сварных изделиях сводятся к следующему 1) абсолютное укорочение возрастает с увеличением зоны пластической деформации, т.е. с увеличе- [c.291]

Здесь следует отметить, что в сварных соединениях прочность сцепления металлической основы и включений, расположенных в зоне термического влияния, может уменьшаться в результате высокотемпературного нагрева в процессе сварки, приводящего к изменению механических свойств матрицы. Это определяет пониженное сопротивление листового проката и сварного соединения к СР, что послужило основанием для отнесения СТ к дефектам сварных соединений типа холодных трещин. В условиях низкой пластичности формирование слоистой макротрещины проходит без макропластиче-ских деформаций (рис. 4.3, а) с образованием слоисто-хрупкого разрушения [15]. В более пластичной основе включение деформируется в форму линзы, а затем происходит разрушение основы (рис. 4.3, б). Очевидно, что во втором случае поверхность разрушения при движении СТ будет иметь вязкий вид, что означает повышенное сопротивление СР (слоисто-вязкое разрушение). [c.94]

При ручной газовой сварке сварщик держит в правой руке сварочную горелку, а в левой — присадочную проволоку. Пламя горелки направлено на свариваемый металл так, чтобы кромки находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2—4 м м от конца ядра. Нельзя касаться поверхности расплавленного металла концом ядра, так как это вызовет науглероживание металла сварочной ванны. Направление движения горелки и наклон наконечника к свариваемому шву оказывают п5)ямое влияние иа производительность и качество сварки. Изменяя угол наклона наконечника, можно регулировать скорость нагрева свариваемых кромок. Чем больше угол наклона горелки, тем больше тепла будет передаваться от пламени металлу, тем быстрее он будет нагреваться и тем выше производительность процесса сварки. Однако с целью получения качественного сварного соединения необходимо выбирать и сохранять в процессе сварки оптимальную скорость нагрева свариваемых кромок. Практически это определяется углом наклона мундштука горелки к изделию при сварке заданных толщин металла (рис. 37). Регулирование скорости плавления кромок и присадочной проволоки, а также объем жидкой ванны и формирование шва достигают соответствующим перемещением сварочного пламени по шву и выполнением определенных двилсений (рис. 38). Основным движением является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные и круговые движения концом мундштука являются вспомогательными и служат для регулирования скорости нагрева и расплавления кромок, а также способствуют образованию яуж-ной формы шва. Первый способ применяют при сварке [c.100]

Для перемещения отдельных сегментов макромолекул достаточны температуры, характерные для высокоэластического состояния, когда возможно микроброуновское (обратимое) движение, обусловливающее ориентацию молекул в направлении действия силы. Перемещение же молекул в целом (макроброуновское движение) происходит при температуре вязкотекучего состояния, что вызывает восстановление в зоне сварного шва структуры, характерной для всего объема полимера. Степень и скорость свободной диффузии молекул полимера при образовании сварного соединения зависит от таких факторов, как межмолекулярное взаимодействие, совмещае-мость полимеров, влияние растворителей, пластификаторов, а также факторов, способствующих протеканию процесса сварки температуры, давления и длительности контакта. Большое влияние на диффузионные процессы при сварке оказывают такие факторы, как относительная молекулярная масса, форма молекулы полимера, содержание полярных групп, способность полимера кристаллизоваться, его вязкость и т. д. [c.25]

Оптимальный режим, зависящий от свариваемого материала, толщины и формы изделия, состояния контактируемых поверхностей и целого ряда других факторо.в, определяется в каждом конкретном случае экспериментально. В процессе сварки возможны отклонения от оптимального режима, что может быть вызвано, например, колебаниями напряжения питающей сети, нагревом волновода, изменением давления, выходо.м колебательной системы из резонанса и т. д. В связи с этим важно оценить влияние изменения того или иного параметра на прочность сварного соединения. [c.64]

Однако в сварных соединениях присутствуют и другие факторы, существенно влияющие на их пределы вьшосливости. Эго остаточные напряжения, радиусы закруглений в зоне концентрации напряжений, форма поверхности углового шва (плоская, вьшуклая, вогнутая), угол наклона поверхности шва вблизи концентратора, соотношения катетов, степень неоднородности механических свойств у концентратора, зависящая от режима сварки, и другие факторы. Если значе1шя этих факторов не указаны в чертежах, не обеспечиваются технологическим процессом и не контролируются с целью их соблюдения, учет их в расчетах локальных напряжений проводить бесполезно. В таких случаях эти факторы следует относить к технологическим, а их влияние на прочность должно учитываться в конкретных значениях локальных пределов выносливости и их рассеянии при лабораторных испытаниях сварных образцов. В тех случаях, когда значения каких-либо из перечисленных факторов точно вьшолняются и контролируются, целесоофазно отражать их влияние в нормативных значениях локальных пределов вьшосливости, а не в значениях [c.348]

Контроль качества соединения в процессе ДС металлов и их сплавов можно осуществлять также измерением электросопротивления зоны контакта. При этом пропускают электрический ток через эту зону. Падение напряжения на участке, прилегающем к стыку, больше, чем в основном металле, так как электросопротивление зоны сварки более высокое из-за наличия в ней дефектов в виде непроваров, окисных включений и др. Величина этого сопротивления зависит от формы, размеров дефектов и их концентрации [10, 20]. В основе этого способа контроля лежит корреляция зависимостей электросопротивления, предела прочности и других эксплуатационных критериев качества сварного соединения от длительности времени сварки (рис. 4). При проведении контроля обычно используется четырехконтактный метод, позволяющий избежать ошибок в измерении электросопротивления, обусловленных нестабильностью контакта между щупом и изделием. Для уменьшения влияния термоэлектродвижущей силы, возникающей в зоне высокой температуры между изделием и выводными проводниками, последние изготовляют из того же материала, что и соединяемые детали изделия. Для измерения электросопротивления можно использовать микроомметр типа М246 или потенциометр типа Р348. С помощью измерения электросопротивления проводился активный контроль ряда сварных соединений СтЗ + СтЗ, сталь 45 4 сталь 45, СтЗ + медь + никель АД1, СтЗ + медь, СтЗ + никель и др. [c.247]

Большинство неразъемных соединений получают сваркой плавлением с использованием мощного теплового источника — электрической дуги. При этом основной металл и электрод плавятся, образуя жидкую ванну. Температуры сварочной ванны и примыкающего металла достигают высоких значений. После кратковременного нагрева следует достаточно быстрое охлаждение, т.е. возникает своеобразный термический цикл, который определяет строение сварного шва и околошовной зоны. При сварке углеродистой стали структура околошовной зоны (зоны термического влияния) формируется в соответствии с диаграммой состояния Fe — ГезС (рис. 10.2). Шов имеет структуру литого металла, которая образуется в процессе первичной кристаллизации. Из-за направленного отвода теплоты кристаллы здесь приобретают столбчатую форму, вытянутую перпендикулярно линии сплавления. [c.288]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...