Кристаллизация сварочной ванны

К основным физическим процессам при сварке плавлением относятся электрические, тепловые, механические процессы в источниках нагрева плавление основного и электродного (присадочного) металла, их перемешивание, формирование и кристаллизация сварочной ванны ввод и распространение тепла в свариваемом соединении, приводящее к изменению структуры металла в шве и зоне термического влияния и образованию собственных сварочных деформаций и напряжений. [c.19]

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]

Источник тепла при сварке перемещается вдоль соединяемых кромок, а вместе с ним движутся плавильное пространство и сварочная ванна. При дуговой сварке столб дуги, расположенный в головной части ванны, оказывает механическое воздействие — давление на поверхность расплавленного металла за счет удара заряженных частиц, давления газов и дутья дуги. Давление приводит к вытеснению жидкого металла из-под основания дуги и погружению столба дуги в толщу основного металла. Жидкий металл, вытесненный из-под основания дуги, по мере передвижения дуги отбрасывается в хвостовую часть сварочной ванны. При удалении дуги отвод тепла начинает преобладать над притоком и начинается затвердевание — кристаллизация сварочной ванны. В процессе затвердевания по границе расплавления образуются общие кристаллиты, что и обеспечивает монолитность соединения, [c.24]

Кристаллизация сварочной ванны при сварке плавлением начинается в основном от готовых центров кристаллизации — частично оплавленных зерен основного металла. Металл шва, выполненного сваркой плавлением, имеет столбчатое строение, так как состоит из вытянутых (столбчатых) кристаллитов, растущих при кристаллизации в направлении, обратном теплоотводу. [c.24]

Образующаяся окись углерода СО в металле шва не растворяется, в процессе кристаллизации сварочной ванны она выделяется и может образовать поры. Углекислый газ применяют для защиты зоны сварки при использовании раскисляющих элементов (Мп, 81), нейтрализующих окислительное действие СОг. [c.27]

Что называется кристаллизацией и какие особенности имеет кристаллизация сварочной ванны [c.30]

Они могут выходить или не выходить на поверхность, располагаться цепочкой, отдельными группами или одиночно, могут быть микроскопическими и крупными (до 4—6 мм в поперечнике). Поры при сварке вызываются в основном водородом, азотом и окисью углерода в результате химических реакций с выделением газов различной растворимостью газов в. расплавленном и твердом металле, при этом растворившийся в жидком металле газ выделяется при затвердевании шва с образованием пор захватом пузырьков газа при кристаллизации сварочной ванны. [c.41]

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]

Существуют и другие классификации. Например, ГОСТ 7512-75 определяет дефекты только как наружные (внешние ) и внутренние. Иногда дефекты разделяют в зависимости от причины их образования. В этом случае дефекты разбивают на две группы. К первой относят дефекты, образование которых связано с физико-химическими явлениями, протекающими на стадии существования и кристаллизации сварочной ванны (кристаллизационные и холодные [c.8]

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]

Характер развития пластической деформации по ширине сварного шва определяется схемой кристаллизации сварочной ванны. [c.149]

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]

Горячие трещины возникают в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны по границам зерен. Трещины, выходящие на поверхность сварного швз, бывают заполнены шлаком. Следовательно, горячие трещины образуются при температуре выше 1 200° С, когда шлак еще не затвердел. При кристаллизации и охлаждении сварочной ванны вследствие усадки металла и неравномерного прогрева в металле шва возникают растягивающие напряжения. В зависимости от температуры усадка аустенитной стали и коэффициент ее линейного расширения больше этих характеристик углеродистой или низколегированной стали в 1,5—2 раза. Поэтому напряжения, возникающие при кристаллизации и охлаждении аустенитного сварного шва, также получаются выше. [c.183]

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]

В зоне электродуговой сварки происходят плавление металла, перенос электродного или присадочного металла, образование сварочной ванны с зоной термического влияния, кристаллизация сварочной ванны и фазовые изменения в зоне термического влияния. Эти процессы влияют на производительность сварки, потерю металла, устойчивость горения дуги и другие факторы. [c.248]

Изменяя амплитуду тока, длительность импульсов и пауз между ними, можно существенно влиять на скорость кристаллизации сварочной ванны и ее размеры. [c.466]

При воздействии переменного и постоянного магнитных полей на процессы кристаллизации сварочной ванны удается измельчать кристаллиты в 1,5 раза, улучшать структуру, снижать пористость и химическую неоднородность металла шва. Сварка в щелевую разделку позволяет уменьшить расход дорогих материалов и повысить производительность. [c.474]

Процесс первичной кристаллизации сварочной ванны аусте-нитного шва носит периодический характер. Сварной шов отличается чешуйчатым строением. Дендриты нижней чешуйки служат основой для роста дендритов следующей чешуйки. Обычно слой имеет четкое транскристаллитное строение. Наличие ферритной составляющей нарушает правильные столбчатые ряды [c.249]

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]

К дефектам, связанным с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания металла, относятся горячие и холодные трещины в [c.132]

При сравнительно малой продолжительности существования сварочной ванны (малый объем ванны, повышенная скорость сварки) столбчатые кристаллы могут прорасти до встречи в области центральной линии шва (рис. 17.1, г). При большой ванне и медленной ее кристаллизации в центральной части сварочного шва образуется небольшая зона равноосных кристаллов (рис. 17.1, ). После завершения кристаллизации сварочной ванны образуется монолитный, имеющий литую структуру шов, соединяющий в единое целое ранее разобщенные детали. [c.360]

К процессам вторичной кристаллизации может быть условно отнесено, впервые обнаруженное Б. А. Мовчаном [13, 14, 15], явление так называемой высокотемпературной полигонизации. Сущность этого явления состоит в следующем. По завершении процесса затвердевания сварочной ванны происходит движение и группировка дислокаций в пространственную сетку новых границ. Эти новые границы произвольно ориентированы по отношению к границам первичных кристаллитов. Явление полигонизации наблюдается только в однофазных аустенитных швах. Оно может быть подавлено при очень больших скоростях кристаллизации сварочной ванны [3, 13, 14, 15]. [c.100]

Процесс первичной кристаллизации сварочной ванны носит периодический характер, как и процесс затвердевания слитка. Рост кристаллов не непрерывен, периоды роста столбчатого кристалла чередуются с остановками, вследствие чего сварные швы отличаются слоистым строением и сравнительно слабо выраженной зональной ликвацией. [c.104]

Периодичность процесса первичной кристаллизации сварочной ванны обусловливает появление нового вида ликвации — меж-слойной ликвации. Установлено, что ликвация между кристал- [c.104]

С увеличением скорости кристаллизации сварочной ванны структурная микронеоднородность сварного шва усиливается. [c.118]

Аустенитные швы. В натуральном состоянии аустенитные швы обладают типичной столбчатой структурой с явно выраженной дендритной неоднородностью, обусловленной большой скоростью кристаллизации сварочной ванны. На рис. 37 представлена микроструктура аустенитного шва на стали типа 18-8, имеющего следующий химический состав (в %) 0,04С 0,32 Si 1,3 Мп 18,3 Сг 10,2 Ni. [c.126]

Автор полагает, что понятие о кристаллизации сварочной ванны на твердой подкладке является наиболее подходящим. [c.158]

Сварное соединение при сварке плавлением (рис. 14, а) включает в себя сварной шов /, т. е. участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации сварочной ванны, зону сплавления 2, где находятся частично оплавившиеся зерна металла на границе основного металла и шва, зону термического влияния , т. е. участок основного металла, не под- [c.20]

Рассмотрим плоский процесс кристаллизации. При сварке в пределах сварочной ванны (рис. 12.15) одновременно осуществляются два процесса плавление (NOiN — фронт плавления) и кристаллизация (NMN — фронт кристаллизации). Сварочная ванна и связанная с ней изотерма кристаллизации перемещаются вдоль оси шва со скоростью сварки. [c.448]

Было уетаиовлено, что мвкрокартина развития деформации оц> ределяется схемой кристаллизации сварочной ванны, вне зависимости от исследуемого материала. [c.146]

Наплыв — дефект, который образуется в результате стенания расплавленного присадочного металла на нерасплавленный основной. Обычно напльшы появляются при выполнении вертикальных швов снизу вверх, горизонтальных швов на вертикальной плоскости, при выполнении кольцевых швов, в случаях, когда скорость сварки несогласована со скоростью кристаллизации сварочной ванны, и др. Данный дефект подлежит устранению механическим способом с последующей заваркой дефектного места. [c.12]

Различные условия кристаллизации сварочной ванны приводят также к структурной неоднородности отдельных зон сварных соединений /5/, то есть к появлению прослоек, отличающихся своей структурой. Связь между структурой химически однородных сталей и сплавов и их механическими свойствами устанавливается в металловедческих исследованиях. В некоторой степени это может быть перенесено и на сварные соединения, например, для способов сварки без присадочного металла (контактная стьшовая, точечная, шовная и другие способы сварки давлением, когда соединение поверхностей производится с образованием или литого ядра из основного металла, или за счет плавления и деформации торцев). Однако в большинстве случаев для сварных соединений приходится учитывать совместное влияние химической и структурной неоднородности. [c.14]

Исследованы явления теплового охрупчивания сварных швов на хромоникелевых сталях, процессы кристаллизации сварочной ванны (В. И. Дятлов, Н. И. Коперсак). [c.24]

Процесс первичной кристаллизации сварочной ванны аустенитного шва также носит периодический характер. Сварной шов отличается чешуйчатым строением, Ден-дриты нижней чешуйки служат основой для роста ден-дритов следующей чешуйки. Наличие феррита нарушает правильные столбчатые ряды деидритов и способствует получению дезориентированной структуры. Дендриты и межкристаллитные прослойки получаются тоньше. Лусте-нитно-ферритовые швы с измельченной дезориентированной структурой отличаются высокой стойкостью против образования горячих трещин и устойчивостью против межкристаллитной коррозии. [c.180]

Водород может попасть в зону сварки из влаги в покрытии электрода или во флюсе, из ржавчины на поверхности сварочной проволоки или детали и из воздуха. При охлаждении и кристаллизации сварочной ванны водород не успевает полностью вьщелиться из металла шва. Это приводит к образованию в шве газовых пор и микротрещин. Для снижения содержания в шве водорода сварочные материалы предварительно очиш ают и прокаливают. [c.28]

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]

Характер микроструктуры сварных швов аустенитных сталей в значительной степени определяется процессом первичной кристаллизации сварочной ванны. В отличие от жидкой стали, затвердевающей в изложнице, в сварочной ванне всегда существует готовая поверхность раздела между жидкой и твердой фазами — частично оплавленные дугой зерна основного металла или столбчатые кристаллы нижележащего сварного шва. Они служат подкладкой, с которой начинается рост кристаллов в сварочной ванне (рис. 24). Вследствие этого существует непосредственная связь между величиной зерна аустенитной стали и сечением столбчатых кристаллов, вырастающих из этих зерен. Чем крупнее зерно стали, тем крупнее кристаллы шва, и наоборот, чем мельче зерно стали, тем тоньше столбчатые кристаллы (рис. 24, а и б). К- В. Лю-бавский и Ф. И. Пашуканис впервые показали, что, подвергнув чеканке подлежащие ручной сварке кромки аустенитной стали и измельчив таким образом зерно в основном металле, можно в значительной степени измельчить и строение аустенитного шва. Аналогичная картина наблюдается и в случае сварки литых жаро- [c.102]

При кристаллизации сплавов типа 18-8, содержащих более 0,5% С (см. рис. 3, а , происходит нечто подобное описанному применительно к сплавам типа 18-8 с 0,1 % С. И здесь имеет место реакция, напоминающая перитектическую. По достижении точки, лежащей на линии Е—С, в результате реакции кристаллов у с жидкостью образуются кристаллы карбидной фазы эвтектического (ледебуритного) типа. В процессе кристаллизации,сплавов, содержащих более 0,7% С, в материнской жидкости сначала образуются первичные карбиды, а затем идет совместное образование у и карбидов. В реальных условиях сварки имеет место неравновесная кристаллизация, и точки Е и С сдвигаются влево, в сторону более низких концентраций углерода. В сварных швах на сталях типа 18-8 карбидная эвтектика появляется не при 0,5% С, а уже при 0,20—0,25%. Вследствие быстрой кристаллизации сварочной ванны и наличия квазиперитектических реакций, в сварном шве фиксируется двухфазная структура у к. Аналогичное явление наблюдается, если вместо карбидной эвтектики совместно с аустени-том кристаллизуется другая эвтектическая фаза, например си-лицидная, инобидная или боридная. [c.110]

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]

Кратковременный нагрев аустенитно-ферритных швов при температурах до 700—750° С не вызывает превращения б Повышение температуры до 800—850° С вызывает коагуляцию феррита и постепенное растворение его в аустените. Нагрев при 900° С ускоряет превращение 6- -7 (рис. 40, б). В результате отпуска четко выявляются границы столбчатых кристаллов аустенита, которые, как указывалось, не удается выявить в двухфазном (7 б) сварном шве в натуральном состоянии (рис. 40, а). Нагрев при 1000° С приводит к почти полному завершению превращения б -> 7, одновременно идет процесс рекристаллизации — преобразования столбчатых кристаллов в равноосные зерна (рис. 40, в). Если исходное содержание феррита в шве невелико (до 2—3%), то при 1100—1300° С шов сохраняет равноосную чистоаустенитную структуру (рис. 40, г, д, е). Если феррита в шве больше (3—5%), то нагрев при 1300° С может вызвать появление высокотемпературного феррита в виде мелких частиц округлой формы внутри зерен аустенита и на их границах (рис. 40, ё). Нагрев до 1400—1420"С вызывает появление высокотемпературного феррита в виде дендритных образований (рис. 40, ж). Дендритный характер феррита позволяет считать, что его появление вызвано частичным оплавлением шва. Феррит, образовавшийся в результате нагрева шва до высоких температур (1300—1350° С) или вследствие частичного оплавления, в отличие от б-феррита назовем б -ферритом или б -фазой. Первичный 6-феррит образуется в процессе первичной кристаллизации сварочной ванны. Его отличительной особенностью является относительно большая стабильность. Этот феррит превращается в аустенит только при сравнительно длительном нагреве в интервале температур 1000—1200° С. Появлению высокотемпературного б -феррита предшествует аустенитизация шва, т. е. превращение 6 -> 7. Характерной особенностью б -фер-рита, образующегося из твердой фазы, является его исключительно малая стабильность. В одном из исследований, посвященных металлографии б-феррита, убедительно показано, что даже непродолжительное пребывание феррита, возникшего в результате нагрева стали типа 18-8 до 1350° С, т. е. б -феррита по нашей терминологии, при температурах 600—950° С вызывает его распад. [c.131]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...