Изменение свойств металла сварных соединений

При применении в связи с эксплуатационной необходимостью металлов с пониженной свариваемостью проектировать конструкции следует с учетом этого свойства. Для сведения к минимуму неблагоприятных изменений свойств металла сварного соединения и исключения в нем дефектов необходимо применять виды и режимы сварки, оказывающие минимальное термическое и другие воздействия на металл, и проводить технологические мероприятия (подогрев, искусственное охлаждение и др.), снижающие влияние на него сварочных воздействий. Термическая обработка после сварки (нормализация, закалка с отпуском и др.) может в значительной степени устранять неоднородность свойств в сварных заготовках. Прочность зоны сварного соединения может быть повышена механической обработкой после сварки прокаткой, проковкой и др. [c.288]

Изменение свойств металла сварных соединений [c.457]

Сварка плавлением — высокотемпературный процесс, сопровождающийся изменением состава металла сварного соединения, а следовательно, и его свойств, в результате взаимодействия с окружающей средой (атмосферой). Высокая восстановительная активность металлов приводит к образованию оксидов, нитридов и гидридов, а так как скорость химических реакций и диффузионных процессов при температурах сварочного цикла очень высокая, то даже в очень ограниченное время могут произойти существенные и нежелательные изменения состава металла шва. Широкое применение сварки в различных отраслях промышлен- [c.367]

Контактной сварке поддаются почти все известные металлы и их сплавы, но сварные соединения различных металлов имеют разное качество, это объясняется изменением свойств в сварном соединении и в прилегающих к нему зонах. [c.23]

Металл шва и основной металл зоны термического влияния, в котором произошли какие-либо структурные изменения, называются сварным соединением. Механические, коррозионные и другие свойства сварного соединения могут существенно отличаться от свойств основного металла. При равенстве показателей механических свойств сварного соединения и исходного металла сварное соединение равнопрочно основному металлу. [c.4]

Магнитоупругий метод определения остаточных напряжений основан на зависимости магнитной проницаемости объема металла от значения действующего в данном объеме остаточного напряжения. Этот метод можно использовать лишь для металлов, обладающих магнитными свойствами. Достоверные результаты получают при измерении остаточных одноосных напряжений в основном металле сварного соединения. Применение этого метода для определения остаточных напряжений в шве и околошовной зоне может приводить к заметным погрешностям. Это объясняется тем, что магнитная проницаемость в шве и околошовной зоне после сварки изменяется по сравнению с ее значением до сварки не только под действием возникших остаточных напряжений, но и вследствие изменения химического состава шва, роста зерна, изменения структуры околошовной зоны и других явлений. [c.424]

Решение этой проблемы - задача не простая. Прежде всего, наибольшую сложность в эту проблему вносят концентраторы напряжений, в том числе различные дефекты сварных соединений и основного металла, которые приводят к крайне неравномерному распределению напряжений и деформаций, возникновению локализованных пластических деформаций, изменению свойств металла из-за деформационного охрупчивания и старения и др. Кроме того, в расчетах ресурса безопасной эксплуатации необходимо учитывать повреждаемость металла во времени, что дополнительно усложняет решение подобных задач. Особую сложность представляет оценка ресурса элементов оборудования при одновременном действии нескольких повреждающих во времени факторов с учетом различного рода дефектов, в том числе и трещиноподобных. Заметим также, что практически открытой остается проблема старения металла в процессе эксплуатации оборудования. [c.329]

При наличии дефектов и повреждений оборудования, характеристики которых не удовлетворяют требованиям научно-технической документации, и изменении свойств металла, не предусмотренном ТУ, оценивают фактическую нагружен-ность конструкций и согласно [36, 57, 65, 88, 92, 105, 125-132] проводят дополнительный расчет прочности их элементов с учетом выявленных негативных факторов. При этом уточняют механизмы повреждений металла оборудования, его ПТС (в том числе основные), устанавливают критерии предельного состояния элементов конструкций. Основными ПТС, как правило, являются дефекты сварных соединений несплошности в основном металле оборудования коррозионные повреждения [c.166]

Результаты исследований показали, что длительное влияние статических напряжений и среды не вызывает существенных изменений механических свойств и коррозионного растрескивания. В то же время циклическими испытаниями установлено, что у образцов сварных соединений значение условного предела выносливости значительно меньше, а интенсивность снижения коррозионноусталостной прочности больше, чем у основного металла. Металлографические исследования свидетельствовали о том, что разрыхления и трещины возникают главным образом по границам зон термического влияния. Это обусловлено тем, что циклическая нагрузка интенсифицирует коррозию под напряжением по сравнению со статической, в большей степени приводя к неоднородности физикомеханических и электрохимических свойств в металле сварного соединения. Трещины распространяются преимущественно внутрикристаллитно, что говорит [c.236]

К преимуществам этого способа относятся малый расход энергии, незначительное изменение свойств металла в зоне сварного соединения, высокая производительность, возможность автоматизации. К недостаткам способа следует отнести относительно ограниченное количество сплавов, обладающих необходимой пластичностью (5 > 30 %), а также снижение несущей способности сварных соединений из-за глубоких вмятин на поверхности, оставляемых пуансонами. [c.256]

При дуговой сварке механические свойства металла сварного шва и прочность соединения в целом зависят от марки титана, марки присадочной проволоки, способов и режимов сварки и могут быть доведены до показателей основного металла. Титановые а-, псевдо-а- и р-сплавы хорошо свариваются, малочувствительны к изменению термических циклов сварки и могут свариваться в широком диапазоне режимов. Сварные соединения из низколегированных а-сплавов почти равнопрочны основному металлу. С повышением легирования различие в прочности и пластичности сварного соединения и основного металла возрастает. Для стабилизации структуры и снятия остаточных напряжений применяют для а-сплавов послесварочный отжиг. [c.476]

В связи с изложенными факторами проводят эксплуатационный контроль температурного режима, термических перемещений и со стояния металла. Эксплуатационный контроль металла включает наблюдение за ростом остаточной деформации, изменениями структуры и механических свойств, состоянием сварных соединений и сохранением сплошности металла в местах конструктивных и эксплуатационных концентраций напряжения. Возможности эксплуатационного контроля металла должны быть предусмотрены при проектировании, монтаже, ремонтах и эксплуатации теплосилового оборудования. При длительной эксплуатации при высоких температурах я давлении свойства металла паропроводов и котлов изменяются, что проявляется в развитии процесса ползучести, окалинообразования, усталости, коррозии, эрозионного износа, а также в снижении работоспособности. Эксплуатационный контроль металла котлов и трубопроводов проводят в соответствии с требованиями Инструкции по контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов И 34-70-013—84 Минэнерго. [c.210]

Основные факторы, определяющие повышенную склонность сварных соединений к коррозии под напряжением, следующие структурно-химические изменения свойств металла под действием сварки остаточные сварочные напряжения технологические и конструктивные концентраторы напряжений [c.514]

В металле, подвергнутом сварке, возникают необратимые физико-химические процессы, определяющие надежность конструкции в целом. Под действием сварки происходит а) изменение свойств металла вследствии процессов плавления и кристаллизации в сварном шве, структурных, фазовых изменений и разупрочнения в зоне термического влияния б) ухудшение напряженного состояния ввиду возникновения полей собственных упругих остаточных напряжений и пластических деформаций, геометрической технологической и конструктивной неоднородности в) концентрация в зоне сварного соединения различного вида неоднородностей — химической, структурной, фазовой собственных напряжений и деформаций геометрической, связанной как с опасностью возникновения технологических концентраторов, так и наличием конструктивных концентраторов. Как следствие указанных видов неоднородности возникает неоднородность механических, электрохимических и физических свойств, что определяет повышенную чувствительность сварных соединений к воздействию эксплуатационных сред, особенно в условиях сложного напряженного состояния. [c.122]

Принятый здесь метод учета осреднения местных напряжений может быть использован при расчетном определении значений эффективных коэффициентов концентрации напряжений. Предложенные формулы позволяют учитывать влияние формы и размеров сварных соединений. Изменение свойств металла околошовной зоны может быть учтено выбором соответствующей структурной характеристики материала. Другие факторы, оказывающие влияние на прочность сварных соединений (например, остаточные напряжения), могут также быть учтены соответствующим расчетом. Таким образом, предложенные здесь формулы при дополнительном учете других факторов могут найти свое практическое применение. [c.157]

К преимуществам холодной сварки относятся малый расход энергии (приблизительно в 10 раз меньший, чем при сварке плавлением), простота рабочего инструмента, высокая производительность, легкость автоматизации, незначительное изменение свойств металла (кроме наклепа). Поэтому сопротивление сварных соединений коррозии близко к сопротивлению основного металла сварные соединения обладают высокой электропроводностью. [c.582]

При наличии дефектов и повреждений, превышающих требования НТД, и изменении свойств металла, выходящих за пределы ТУ, проводят оценку фактической нагруженности объекта и уточненные расчеты прочности элементов конструкции согласно [30, 31, 35, 36, 45, 49, 88, 97, 99, 100, 101, 110, 129, 130] с учетом имеющихся дефектов и повреждений, изменений свойств металла и режимов нагружения. При этом уточняют механизмы повреждений и ПТС, устанавливают определяющие ПТС и критерии предельного состояния. Основные ПТС дефекты в сварных соединениях несплошности в основном металле оборудования коррозионные повреждения трещины в основном металле и сварных соединениях толщина стенки оборудования и его элементов твердость эрозионный и кавитационный износы водородное и коррозионное растрескивания деформация оборудования или его элементов. Дополнительными ПТС являются механические характеристики металла оборудования и его элементов химический состав характеристики макро- и микроструктуры коэффициенты запаса прочности. [c.223]

Следует отметить, что на механические свойства низкоуглеродистой стали сварка влияет незначительно. При сварке же конструкционных сталей в зоне термического влияния происходят структурные изменения, снижающие качество сварного соединения. При этом в металле шва образуются закалочные структуры и даже трещины. Значительно снизить термическое влияние процесса сварки на металл шва и околошовной зоны и получить качественное сварное соединение можно правильным выбором режима и техники сварки, а также хорошей подготовкой кромок свариваемых частей. [c.44]

Следует учитывать влияние температуры эксплуатации сварных конструкций на изменение пластических и вязких свойств соединений. При достаточно низких температурах, например ниже —60° С, часто наблюдается переход металла сварных соединений из пластичного в хрупкое состояние. При этом остаточные напряжения, выз- [c.109]

Отличительная особенность сварного соединения металлов о полиморфным превращением в твердом состоянии — получение вторичных мелких зерен в пределах крупных первичных кристаллитов, образовавшихся при переходе из жидкого состояния в твердое. Свойства (прочность и вязкость) благодаря этому улучшаются, происходит плавное изменение свойств металла шва (см. рис. 3.15, I, II) в соответствии с характером образовавшихся фаз. [c.56]

Для сварных соединений важно, что по границам зерен диффузионные процессы идут активнее, чем по телу зерна, что связано с большей плотностью несовершенств кристаллического строения по границам зерен. В результате этого сосредоточение по границам зерен различного рода примесей и, прежде всего, углерода, водорода и серы определяет возможность значительного изменения свойств металла этих зон, их поведения при деформации и разрушении. Состояние границ зерен для сварных соединении имеет большее значение, чем для свариваемого металла в связи с наличием крупных литых кристаллов в металле шва и выросшего зерна в околошовной зоне. [c.61]

Образование сварного соединения при ультразвуковой сварке происходит без расплавления металла на свариваемых поверхностях. При этом не происходит значительного разогрева изделий, образования литой структуры сварной точки, уменьшающей прочность соединения, изменения свойства металла вблизи места сварки и др. Отсутствие расплавленного металла при ультразвуковой сварке позволяет избежать выплесков, которые являются помехой при изготовлении ряда изделий контактной сваркой. Так, например, при сварке радиоламп выплески являются серьезным недостатком электрической точечной сварки. При выплеске на детали лампы может осаждаться металл, служащий источником шума в приборе, а иногда и причиной брака лампы. [c.72]

Наиболее характерными особенностями соединения сварных конструкций являются а) изменение свойств металла под воздействием термического цикла сварки в сочетании с пластической деформацией б) наличие концентраторов напряжений. Кроме того, значительное влияние на состояние металла оказывают остаточные напряжения. [c.251]

Дефекты сварных соединений разделяют на три основные группы изменение заданных размеров или отсутствие литой зоны соединяемых деталей (для способов сварки с расплавлением металла) нарушение сплошности металла в зоне соединения (внутри и снаружи) изменение свойств металла в зоне соединения. [c.137]

Для оценки свариваемости проводят ряд испытаний, выбор которых обусловлен назначением сварной конструкции и теми изменениями в структуре и свойствах, которые происходят в материале под влиянием сварки. Так, при сварке сплавов с широким интервалом кристаллизации под действием возникающих при затвердевании растягивающих напряжений возможно образование кристаллизационных горячих трещин, являющихся весьма серьезным дефектом. Стойкость металла сварных соединений против кристаллизационных трещин — один из важнейших показателей свариваемости. [c.84]

Практика изготовления и эксплуатации сварных конструкций располагает, к сожалению, большим числом примеров разрушений из-за концентраторов в местах, где сварка вызывала заметные изменения свойств металла. На рис. 5.11 представлены примеры неудовлетворительного или неудачного проектирования и изготовления сварных соединений, которые явились очагами разрушений при низких температурах. На рис. 5.11, а—г показаны элементы, которые перед сваркой не были соединены между собой. Элементы на [c.173]

В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шза и зоны термического влияния. [c.351]

На рис. 18 показано, как распределяется максимальная температура в сварном соединении, схематичная структура разных зон соединения, изменение температуры (термические циклы) в этих зонах и свойства металла. [c.29]

Повреждения поверхностей нагрева котлов в большинстве случаев менее опасны для персонала и оборудования, чем повреждения барабанов, гибов и сварных соединений трубопроводов, но более многочисленны, снижают надежность выдачи пара и горячей воды потребителям и наносят ощутимый экономический ущерб. Однако при развитии этих, повреждений возможны угрозы здоровью персонала и случай исправностей смежного оборудования. Повреждения на трубах и сварных соединениях экранов, фестонов и конвективных пучков происходят вследствие изменения свойств металла при общих и локальных перегревах, заводских дефектов и вальцовочных соединениях, сварных стыках и гибах, наружной и внутренней коррозии, механических повреждений. Наружная высокотемпературная коррозия в большинстве случаев отмечается на котлах сверхкри-тического давления при сжигании высокосернистого мазута или углей с большим содержанием серы. Низкотемпературная - при сжигании мазута на котлах, температура металла стенок которых менее 100 С. Такие режимы могут возникать на некоторых типах водогрейных котлов и на паровых котлах низкого давления. В результате контакта металла стенок труб с отложениями продуктов сгорания при температуре менее 100 С возникает интенсивная сернокислотная коррозия, приводящая к общему утонению стенок. [c.195]

Механизм разрушения при статических нагрузках принято связывать с изменением локальных механических свойств в зонах дефектов. Причиной этих изменений может являться деформационное старение, а также повышение хрупкости металла сварных соединений вследствие обогащения его водородом и повышения содержания углерода. Явления деформационного старения могут наблюдаться в областях пластических деформаций, возникающих в зонах дефектов при остывании или при повторных нагревах металла шва (термопластические деформации), а также при предварительных нагружениях, когда в вершинах концентраторов напряжений развива- [c.20]

Выделяющееся при сварке тепло уходит в основном в свариваемый металл через околошовные участки, называемые зоной термического влияния. От обычной термической обработки нагрев и охлаждение металла сварного соединения в зоне термического влияния отли-чается кратковременностью теплового воздействия и нагревом до высоких температур. Нагрев и охлаждение /V. металла околошовной зоны оказывают серьезное влия-ние на его свойства, вызывая различные структурные изменения. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла шва и металла зоны тер мического влияния. Зона термического влияния при сварке покрытыми электродами составляет около 6 мм (участки перегрева — 2,2 мм, нормализации — 1,6 мм, неполной перекристаллизации — 2,2 мм). Сварные соединения разрушаются главным образом в зоне термического влияния в следствие потери основным металлом пластических свойств. [c.17]

Большинство металлоконструкций и корпус реактора, а также значительная часть оборудования контуров ЯППУ из-за высокой радиоактивности не могут подвергаться контролю методами, преду сматривающими непосредственный доступ персонала. Даже если они доступны на непродолжительное время, то работы по контролю требуют значительных суммарных доз облучения персонала, участвую щего в контроле. Поэтому проектом и инструкциями По эксплуатадии оборудования должны быть заранее предусмотрены такие методы контроля, которые обеспечивали бы надежное и своевременное выявление дефектов на оборудовании и минимальное облучение персонала при его проведении. Из-за малого опыта эксплуатаций в атомной энергетике еще недостаточны знания закономерностей воз> никновения и развития дефектов в металле и сварных соединениях оборудования ЯППУ, а требования, предъявляемые к надежности конструкций, как правило, выше, чем в других отраслях промышлен- ности ввиду высокой потенциальной опасности ЯППУ как источника радиоактивных излучений. Поэтому особенно важное значение имеют контроль и техническое освидетельствование оборудования еще до пуска в работу, когда оно нерадиоактивно. НеобходЯк а также тщательная фиксация исходного состояния оборудования, чтобы иметь возможность контролировать весь процесс изменения свойств металла или появления и развития дефектов ва время эксплуатации. [c.362]

Появление трещины в концентраторе. Наиболее распространенной характеристикой оценки прочности металла, сварного соединения или детали в присутствии концентратора является среднее разрушающее напряжение Оср.р, определяемое в случае растяжения и среза отношением разрушающей силы Яр к площади ослабленного сечения или отношением разрушающего момента Мр к моменту сопротивления V при изгибе. Однако оценка свойств только по среднему напряжению часто не обнаруживает отрицательного влияния концентратора, пока он не превысит некоторого значения. Например, испытание стыкового (рис. 3.34, а) или углового (рис. 3.34, б) шва с непроваром до разрушения может давать высокие значения Рр и 0ер.р при небольших размерах непровара и достаточной пластичности металла. При увеличении размера непровара или ухудшении свойств металла среднее разру-ш ающее н ап ря жение о с .р будет уменьшаться. Целесообразно наряду с определением Рр регистрировать пластичность металла или соединения Ар, например, путем записи в процессе испытания перемещения А, т. е. изменения расстояния между точками А и В. На рис. 3.34, в показана диаграмма Р (А). Кривая 1 указывает на большую пластичность соединения, а кривая 2 свидетельствует о малой пластичности. При увеличении толщины металла или непровара при малой пластичности средние разрушающие напряжения могут заметно падать, принимая значения, отмеченные крестиками. Для исключения влияния упругости участка АВ можно из полного перемещения Ар вычесть упругую его составляющую Аупрр и получить пластическую составляющую А = Ар — Ау р.р (рис. 3.34, в). [c.118]

Таким образолс, различные участки основного металла характеризуются различными максимальными температурами и различными скоростями нагрева и охлаждения, т. е. подвергаются своеобразной термообработке. Поэтому структура и свойства основного металла в различных участках сварного соединения различны. Зону основного металла, в которой под воздействием термического цикла при сварке произо1нли фазовые и структурные изменения, называют зоной термического влияния. Характер этих превращений и протяженность зоны термического влияния зависят от состава и теплофизических свойств свариваемого металла, способа и режима сварки, типа сварного соединения и т. п. [c.211]

Ряд сталей, цветных и тугоплавких металлов обладает попиженной свариваемостью, которая проявляется в изменении механических или физико-химических свойств металла в зоне сварного соединения по сравнению с основным металлом и в образовании сварочных дефектов в виде трещин, пор и т. п. [c.229]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...