Какие химические примеси в металле сварного шва снижают его пластические свойства

Обновлено: 18.05.2024

1. Плазменная дуга возбуждается и горит между двумя неплавящимися вольфрамовыми электродами.

2. Плазменная дуга возбуждается и горит между неплавящимся электродом и свариваемым изделием.

3. Плазменная дуга возбуждается и горит между двумя плавящимися электродами.

ВОПРОС 2

Что обозначают буквы «А» и «АА» в маркировке сварочной проволоки Св-08А или Св-08АА?

1. Пониженное и низкое содержание серы и фосфора в проволоке.

2. Пониженное содержание углерода в проволоке.

3. Пониженное содержание фосфора в проволоке и высокую пластичность.

ВОПРОС 3

Какие стали относятся к сталям перлитного класса?

1. 08Х13, 05Х12Н2М, 06Х12Н3Д, 1Х12В2МФ.

2. 10Х2М, 10ГН2МФА, 15Х2МФА, 15Х2НМФА.

3. ХН35ВТ-ВД, 03Х21Н32М3Б, 20Х20Н35.

ВОПРОС 4

Что происходит с температурой фазовых превращений в стали при увеличении скорости нагрева?

1. Температура снижается.

2. Температура повышается.

3. Температура остается неизменной.

ВОПРОС 5

Какие условия охлаждения должны соблюдать для проведения нормализации стали?

1. Охлаждение вместе с печью.

2. Охлаждение на воздухе.

3. Принудительное охлаждение.

ВОПРОС 6

Зависит ли напряжение дуги от ее длины?

3. Зависит при малых и больших величинах сварочного тока.

ВОПРОС 7

Какие источники применяют для автоматической аргонодуговой сварки плавящимся электродом ме-таллоконструкций из высоколегированных сплавов?

1. Специальные источники питания.

2. Сварочные выпрямители.

3. Тиристорные трансформаторы.

ВОПРОС 8

Какой сварочный источник имеет наибольший К.П.Д.?

1. Сварочный трансформатор

2. Сварочный преобразователь

3. Сварочный выпрямитель с управляющим дросселем

ВОПРОС 9

Какова частота переменного тока, вырабатываемого электростанциями в России?

1. Переменный ток с частотой 100 Гц.

2. Переменный ток с частотой 60 Гц.

3. Переменный ток с частотой 50 Гц.

ВОПРОС 10

Какие требования, предъявляемые к контролю сварочной проволоки сплошного сечения перед выдачей ее на производственный участок?

1. Каждая бухта проволоки должна быть проверена стилоскопированием на соответствие содержания основны¬х легирующих элементов по ГОСТ 2246 или ТУ.

2. Контролю качества легированная проволока не подвергается, так как оно должно быть гарантирова-но заводской поставкой.

3. Каждая партия проволоки должна быть проверена стилоскопированием на соответствие ГОСТ 2246 или ТУ на основании контроля одной бухты.

ВОПРОС 11

Какие химические примеси в металле сварного шва снижают его пластические свойства?

1. Церий и магний.

2. Олово и свинец.

3. Хром и никель.

ВОПРОС 12

Какие должны быть род и полярность тока при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием соединений из углеродистых сталей?

1. Переменный ток.

2. Постоянный ток обратной полярности.

3.Переменный ток или постоянный ток обратной полярности.

ВОПРОС 13

Какие рекомендуются род и полярность тока при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом из низкоуглеродистой стали?

2. Постоянный ток прямой полярности.

3. Постоянный ток обратной полярности.

ВОПРОС 14

Укажите требования, предъявляемые к качеству поверхности проволоки сплошного сечения?

1. Разрешается применять в состоянии поставки.

2. Поверхность проволоки должна быть чистой, без окалины, ржавчины, масла, смазки и грязи.

3. Поверхность проволоки должна быть очищена от смазки, грязи и масла.

ВОПРОС 15

Какую плотность имеет углекислый газ по сравнению с воздухом?

3. Плотности близки.

ВОПРОС 16

Когда и в каком объеме должны быть проконтролирована влажность сварочных флюсов?

1. Перед использованием проверяется каждая партия флюса(или каждая ее часть, при использовании партии по частям) или соответствие допустимых сроков использования флюсов в зависимости от их марки и условий хранения.

2. Каждая партия проверяется в процессе ее использования в производстве.

3. Перед использованием производится выборочная проверка партий флюсов, но не менее 50% от обще-го их количества.

ВОПРОС 17

Какую вольтамперную характеристику имеет источник тока при электрошлаковой сварке электродными проволоками диаметром 3 мм?

ВОПРОС 18

Сколько кислорода содержится в полном 40 литровом стальном баллоне?

ВОПРОС 19

Какое назначение имеет сухой постовой затвор?

1. Чтобы избежать возвратного поступления кислорода в сеть горючего газа.

2. Чтобы избежать попадания пламени в трубопроводную сеть или газогенератор.

3. Чтобы избежать последующего поступления горючего газа.

ВОПРОС 20

Где выделяется максимальное количество тепла при контактной электрической сварке?

1. В контактах между изделием и зажимными губками.

2. В изделиях при прохождении тока.

3. В контакте между свариваемыми изделиями (деталями).

ВОПРОС 21

Какие структурные составляющие вызывают охрупчивание сварных соединений теплоустойчивых сталей?

1. Мартенсит, тростит.

2. Сорбит, бейнит.

3. Низкоуглеродистый феррит.

ВОПРОС 22

Как расчетным способом определяют содержание феррита в аустенитных сталях?

1. Сравнением суммарного содержания аустенито- и ферритообразующих химических элементов в ста-ли.

2. Отношением суммарного содержания аустенито- и ферритообразующих химических элементов в ста-ли.

3. Расчетом содержания в стале эквивалентного Ni экв и Cr экв по диаграмме Шеффлера.

ВОПРОС 23

Какой сварной шов обеспечивает наиболее высокое сопротивление усталостному разрушению?

ВОПРОС 24

Какие свойства определяют при испытании металла шва на статическое растяжение?

1. Предел прочности, предел текучести, относительное удлинение и сужение.

2. Предел прочности или предельную нагрузку до разрушения образцов.

3. Предел прочности и предел текучести.

ВОПРОС 25

Как расчетным путем оценивается свариваемость аустенитных сталей?

1. По эквивалентному содержанию углерода.

2. По эквивалентному содержанию никеля и хрома.

3. По содержанию хрома и никеля.

ВОПРОС 26

В какой цвет рекомендуется окрашивать стены и оборудование цехов сварки?

1. Красный, оранжевый.

3. Серый (стальной), желтый, голубой.

ВОПРОС 27

Какие методы включает разрушающий контроль сварных соединений?

1. Метрический контроль.

2. Механические испытания при нормальной и высоких температурах.

3. Механические испытания, испытания на межкристаллитную коррозию, коррозию под напряжением, металлографические исследования и определение химического состава.

ВОПРОС 28

Чем определяется выбор визуального метода контроля?

1. Требования конструкторской и нормативно-технологияческой документации.

3. ТребованиямиГосгортехнадзора РФ.

4. Тип объекта контроля.

ВОПРОС 29

Какой род тока более опасен при поражении человека электрическими токами при одинаковых напряже-ниях и мощности электрической цепи?

1. Переменный ток 50 Гц.

2. Постоянный ток.

3. Ток высокой частоты.

ВОПРОС 30

Каково соотношение между ацетиленом и кислородом для нормального пламени?

Для перехода на следующую страницу воспользуйтесь постраничной навигацией ниже

Тест по предметам профессионального цикла
тест на тему

Тест для обучающихся по профессии НПО "Электрогазосварщик" по предметам профессионального цикла на 30 вопросов.

Вложение	Размер
test_po_predmetam_professionalnogo_na_30_voprosov.docx	28.53 КБ

Предварительный просмотр:

Тест по предметам профессионального цикла

Фамилия, имя обучающегося ________________________________________ Группа _______

Что представляет собой сварной шов при сварке плавлением?

1.Закристаллизовавшийся металл расплавленного электрода или сварочной проволоки.

2.Участок сварного соединения, образовавшийся в результате кристаллизации расплавленного металла.

3.Жидкий металл, полученный сплавлением свариваемых и присадочных материалов.

На каком расстоянии от сварочного поста должен располагаться однопостовой источник сварочного поста?

В каких пределах изменяется стандартный угол разделки кромок V-образных соединений деталей стальных конструкций, свариваемых ручной дуговой сваркой, сваркой в защитных газах, под слоем флюса, замеряемый после сборки?

1. 10-30 градусов.

2. 50-60 градусов.

3. 60-90 градусов.

Что такое «дуговая сварка плавящимся электродом»?

1.Дуговая сварка, при которой сварочная ванна защищается газом, образовавшимся в процессе плавления сварного металла.

2.Сварка, в процессе которой электрод плавится за счет тепла дуги или газового пламени.

3.Дуговая сварка, выполняемая электродом, который, расплавляясь при сварке, служит присадочным материалом.

Что такое контактная сварка?

1.Сварка, выполняемая путем длительного нагрева места соединения без оплавления с последующей осадкой разогретых заготовок.

2.Сварка двух деталей любым способом по всей площади их контакта.

3.Сварка с применением давления, при которой используется тепло, выделяющееся в контакте свариваемых частей при прохождении электрического тока.

Что включает в себя понятие «плотность электрического тока»?

1.Сила тока, приходящаяся на единицу площади поперечного сечения проводника.

2.Сила тока, приходящаяся на единицу объема проводника.

3.Сила тока в наиболее тонком поперечном сечении проводника.

Какую электрическую величину измеряют электрическим прибором – амперметром?

1.Силу электрического тока в цепи.

2.Напряжение сварочной цепи.

3.Мощность, потребляемую электрической цепью.

Какой основной критерий при выборе провода для электрических цепей?

1.Исходя из допустимой плотности тока.

2.Исходя из удельного сопротивления проводника.

3.Исходя из удельного сопротивления проводника и его длины.

Для чего служит трансформатор?

1.Для преобразования частоты переменного тока.

2.Для преобразования напряжения переменного тока.

3.Для преобразования напряжения постоянного тока.

Какой тип источников питания предназначен для сварки на постоянном токе.

2.Сварочные источники любого типа.

3.Сварочные выпрямители, генераторы, тиристорные источники питания.

Что представляет собой сварочный выпрямитель?

1.Трансформатор и полупроводниковый блок выпрямления.

2.Трехфазный трансформатор и генератор в однокорпусном исполнении.

3.Сварочный генератор и полупроводниковый блок выпрямления.

3.Тиристорный источник питания.

Как надо подключить источник питания постоянного тока при сварке на обратной полярности?

1.Отрицательный полюс к электроду.

2.Положительный полюс к электроду.

3.Не имеет значение.

Какая сталь обыкновенного качества относится к спокойной?

1.Сталь, полностью раскисленная при выплавке и содержащая 0,15-0,3% кремния.

2.Содержащая не менее 0,3% кремния и 1% марганца.

3.Содержащая менее 0,5 мл. водорода на 100 г. металла.

Что обозначает буква «А» в маркировке стали 30ХМА, 30ХГСА?

1.Содержание азота в стали.

2.Содержание алюминия в стали.

3.Пониженное содержание серы и фосфора – сталь высококачественная.

Какой буквой русского алфавита обозначают углерод и никель в маркировке легированных сталей?

1.Углерод – «У», никель – «Н».

2.Углерод – «С», никель – «Л».

3.Углерод не обозначают буквой, никель – «Н».

Для чего в сталь вводят легирующие элементы?

1.Для придания стали специальных свойств.

2.Для улучшения свариваемости.

3.Для снижения содержания вредных примесей (серы и фосфора) в стали.

Какие химические элементы в металле сварного шва в наибольшей степени снижают пластические свойства?

Укажите, какие газы, из перечисленных, относятся к инертным?

Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость сталей?

2.Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.

3.Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость.

Как влияет увеличение объема наплавленного металла на величину деформации основного металла?

1.Уменьшает величину деформации.

2.Не влияет на величину деформации.

3.Увеличивает величину деформации.

Какие сварочные деформации называют остаточными?

1.Деформации, появляющиеся после сварки.

2.Деформации, оставшиеся после сварки и полного остывания изделия.

3.Деформации, образующиеся под действием эксплуатационных нагрузок.

От чего зависит величина деформации свариваемого металла?

1.От склонности стали к закалке.

2.От неравномерности нагрева.

3.От марки электрода, которым производят сварку.

Какой линией изображают видимый сварной шов на чертеже?

Чем выявляются дефекты формы шва и его размеры?

2.Металлографическими исследованиями макроструктуры.

3.Измерительными инструментами и специальными шаблонами.

Укажите основные причины образования прожога.

1.Завышен сварочные ток относительно толщины свариваемого металла.

2.Низкая квалификация сварщика.

3.Большая сварочная ванна, а следовательно, и ее масса.

Какие требования предъявляются к качеству исправленного участка шва?

1.Те же, что и к основному шву.

2.Дополнительные требования, предусмотренные нормативно-технической документацией.

3.Специальные требования, предусмотренные нормативно-технической документацией.

Назовите основные внутренние дефекты сварных соединений при дуговой сварке.

1.Трещины, непровары, поры, шлаковые включения.

2.Подрезы, прожоги, наплывы, свищи, несплавления.

3.Незаваренные кратер, несплавления, нарушение формы шва.

Какая из углеродистых сталей, охлаждающихся с одинаковой скоростью, имеет более высокую пластичность?

1.Сталь с 0,2% углерода.

2.Сталь с 0,4% углерода.

3.Сталь с 0,6% углерода.

Что является сырьем для получения ацетилена?

Для управлением глубиной провара свариваемых поверхностей необходимо:

1.Наклонить электрод на подходящий угол.

2.Сварку шва вести с правого края заготовки.

3.Сварку шва вести с очень низкой скоростью.

Вентиль ацетиленового баллона изготовляют:

Какой буквой русского алфавита обозначают алюминий и медь в марке стали?

1.Алюминий – «А», медь – «М».

2.Алюминий – «Ю», медь – «Д».

3.Алюминий – «В», медь – «К».

Укажите максимальное напряжение, к которому должно подключаться сварочное оборудование?

Укажите название узла преобразователя, на котором образуется постоянный ток.

Оценки: «5» - 0-2 ошибки; «4» - 3-6 ошибок; «3» - 7-9 ошибок.

Разработала преподаватель спецдисциплин Парыгина Л.В.

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

КОНФЛИКТ ПОКОЛЕНИЙ И ПРОБЛЕМЫ ИЗУЧЕНИЯ ПРЕДМЕТОВ ГУМАНИТАРНОГО ЦИКЛА

Понятие “поколение” является родовым по отношению к таким понятиям, как потомки (рожденные от одного предка), ровесники (рожденные в один и тот же год), сверстники (имеющие сходный образ жизни), когор.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01 Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования профессионального цикла основной профессиональной образовательной программы по специальности 240113 Химическая технология органических веществ

Рабочая программа разработана на основе Федерального государственного стандарта среднего профессионального образования по специальности 240113 Химическая технология органических веществ, утвержденной .

Мастер - класс "Педагогические приемы в преподавании предметов гуманитарного цикла"

Педагогические приемы - это основа успешного обучения и способность преподавателя постоянно совершенствовать современный урок, находить новые подходы в обучении студентов, повышать познавательны.

Тест по предмету "Правовое обеспечение профессиональной деятельности"

Итговый тест по предмету "Правовое обеспечение профессиональной деятельности".

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО МОДУЛЯ ПМ.01.Монтаж приборов и электрических схем систем автоматики для профессии среднего профессионального образования «профессиональный цикл» основной профессиональной образовательной программы СПО подготовки кв

Рабочая программа профессионального модуля (далее программа) - является частью основной образовательной программы (далее - ПООП) в соответствии с федеральным государственным стандартом (далее - ФГОС) .

Формирование общих профессиональных компетенций при изучении дисциплин (предметов) общеобразовательного цикла

В статье рассматривается вопрос о возможности формирования общих профессиональных компетенций при изучении предметов (дисциплин) общеобразовательного цикла, приведены конкретные примеры заданий профес.

Задачи, используемые для закрепления материала, при изучении предметов по подготовке водителя категории «С» базового, специального и профессионального циклов.

Надеюсь, что предложенный материал, возможно пригодится коллегам, возможно натолкнёт на какие-нибудь интеросные творческие мысли, да и просто окажется полезным.

Металл сварного шва

Свойства, качество, процесс кристаллизации металла сварного шва зависят от множества параметров. К первичным относятся расходные материалы, используемые при сварке, свойства металла заготовки, режим работы сварочного аппарата. Вторичные – это среда, в которой производилась сварка, скорость выполнения шва, его остывания и т. д.

Подбирая те или иные параметры, можно заранее прогнозировать, каким получится сварной шов. Также это поможет избежать распространенных дефектов металла. Больше информации о металле сварного шва вы узнаете из нашего материала.

Параметры, влияющие на свойства металла сварного шва

Физические характеристики, определяющие особенности швов, сформированных сваркой, принято называть комплексными механическими свойствами сварных соединений. Подобные свойства зависят от расчетного соотношения механических показателей поверхности шва, зоны обработки, термических особенностей структуры изделия.

При проведении работ отталкиваются от характеристик металла сварного шва, а любые соединения в норме имеют структуру, приближенную к строению самого материала изделия.

Сварное соединение называют качественным, если достигнут предел прочности, а текучесть находится на уровне, обеспечивающем достаточную пластичность.

Равнопрочность сварного шва зависит от ряда технических и физических характеристик, таких как:

используемые расходники (электроды, флюс, проволоки);
химические показатели металла сварного шва;
режим проведения работы;
методика пайки, резки материала;
размеры изделия, причем основным показателем, с точки зрения прочности металла сварного шва, является толщина заготовки;
скорость охлаждения материала;
вероятная деформация в пластических характеристиках шва.

В соответствии с данным регламентом устанавливают физические и технические параметры металла, что упрощает определение его фактических характеристик при переходе от легированного к нелегированному типу и обратно.

VT-metall предлагает услуги:

Лазерная резка металла Гибка металла Порошковая покраска металла Сварочные работы

Ключевые нормы определения механических свойств для сварных швов установлены в ГОСТ 9467-60. Причем подобные методы определения используются в том числе и для операций с применением флюса и иных методов сварки. К последним относится ручная, дуговая, электродуговая сварка автоматом и полуавтоматом.

Факторы, влияющие на качество металла сварного шва

Качество металла сварного шва зависит от ряда факторов, таких как свариваемость, степень подверженности металла термическим воздействиям, окисляемость, пр. Важно учитывать все подобные критерии, чтобы готовые сварные соединения подходили под определенные условия эксплуатации.

Свариваемость металлов является показателем, от которого зависит способность металлов и сплавов при подходящей обработке формировать соединения с заданными параметрами. Специалисты выделяют физическую и технологическую свариваемость.

В любом случае значимую роль здесь играют физические, химические особенности металлов, их кристаллическая решетка, присутствие примесей, степень легирования, пр., что сказывается на надежности металла сварного шва.

Физической свариваемостью называют способность материала образовывать монолитное соединение с устойчивой химической связью. Данное качество свойственно большинству чистых металлов, а также их техническим сплавам и некоторым комбинациям металлов и неметаллов.

Технологическая свариваемость – это реакция материала на сварку и способность сформировать шов с необходимыми характеристиками.

Чтобы определить критерии свариваемости, учитывают такие свойства материалов:

чувствительность к тепловому воздействию в процессе сварочных работ;
склонность к росту зерна при сохранении неизменных пластических и прочностных характеристик, структурным, фазовым изменениям в области нагрева;
химическая активность, которая сказывается на окисляемости металла во время термического воздействия;
способность сопротивляться поробразованию, растрескиванию в холодном и горячем виде.

Качество сталей во многом зависит от их раскисляемости, которая определяется долей марганца, кремния и ряда прочих элементов в составе металла. Также на нее влияет и то, насколько равномерно распределены эти компоненты. На основании раскисляемости выделяют кипящие стали, маркируемые как «КП», полуспокойные с обозначением «ПС» и спокойные, то есть «СП».

В кипящей стали примеси распределены неравномерно по толщине проката, что наиболее ярко проявляется в случае с серой и фосфором и объясняется неполным раскислением марганцем.

У подобных сталей быстро проявляется старение, формируются кристаллизационные трещины на металле сварного шва и прилежащей к нему области. В результате при температуре ниже 0°C материал становится хрупким.

Спокойная сталь отличается равномерным распределением примесей, благодаря чему не так склонна к старению. Кроме того, на ней меньше отражается повышение температуры при сварке.

Полуспокойная сталь по своим свойствам находится между кипящей и спокойной.

Названные характеристики ложатся в основу выбора метода сварки, способов создания сварного шва, параметров теплового воздействия, пр.

Процесс кристаллизации металла сварного шва

Во время кристаллизации металл сварочной ванны испытывает на себе влияние горячей сварочной дуги и холодного окружающего металла. Иными словами, дуга вводит теплоту, а металл изделия ее отводит.

Переход металла из жидкого состояния в твердое сопровождается формированием кристаллов – это и есть кристаллизация. Металл сварного шва претерпевает этот процесс на протяжении всего процесса сварки.

Сварной шов обладает структурой литого металла. При сварке плавятся кромки заготовки и электродная проволока, подаваемая в зону ванны. Условно, последняя состоит из передней или головной и хвостовой части: в первой идет плавление, а во второй протекает кристаллизация и формируется шов.

Принято выделять первичную и вторичную кристаллизацию. Первичная – это переход жидкого металла в твердое состояние, что сопровождается формированием кристаллов. Сначала образовавшийся кристалл растет свободно, обладает правильной формой.

Но поскольку идет параллельное развитие множества кристаллов, постепенно они начинают касаться друг друга, соответственно, форма нарушается. В итоге они становятся округленными, больше всего напоминающими зерно, поэтому кристаллы обозначают как зерна.

От хода кристаллизации зависит размер зерен: они бывают крупными, различимыми без специального оборудования, и мелкими. Вторые видны только под микроскопом.

Кристаллическое строение металла, сплава называют структурой. Также принято говорить о макроструктуре или строении металлов, которое можно различить невооруженным глазом или при помощи лупы.

Кристаллизация металла сварных швов происходит с гораздо большей скоростью, чем аналогичный процесс со слитками. Это объясняется тем, что интенсивный нагрев сварочной ванны быстро сменяется отводом тепла в заготовку.

Кристаллизация протекает в отдельных тонких слоях. Когда сформировался первый слой кристаллов, охлаждение металла замедляется на фоне выделения скрытой теплоты от протекающего процесса. Далее затвердевает второй слой, и так дальше по всей ванне.

Кристаллизационные слои имеют толщину от десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров – конкретный показатель определяется объемом сварочной ванны и особенностями теплоотвода. Столбчатые кристаллы каждого нового слоя становятся продолжением предыдущего, благодаря чему кристаллы перерастают из слоя в слой.

Чтобы запустился процесс первичной кристаллизации, должны сформироваться ее центры или зародыши, которые будут непрерывно расти. Данную роль выполняют оплавленные зерна металла, оказавшиеся на дне сварочной ванны.

Далее могут появиться дополнительные центры кристаллизации – обычно это тугоплавкие частицы, обломки зерен или самопроизвольно сформировавшиеся в жидком металле центры.

Во время многослойной сварки функция центров ложится на кристаллы предыдущего слоя. Они растут, присоединяя атомы из окружающего жидкого металла.

Каждый кристалл представляет собой группу элементарных столбчатых кристаллов, один конец которых соединен с общим основанием или оплавленным зерном основного металла. По форме и расположению кристаллов специалисты различают зернистую, столбчатую и дендритную или древовидную структуру остывшего металла.

Испытание металла сварного шва на прочность

Механические испытания сварных швов позволяют определить эксплуатационные характеристики и на их базе рассчитать возможные нагрузки.

Подобные проверки металла сварного шва проводятся различными способами, но всегда предполагают разрушение образцов при помощи разнонаправленных нагрузок. Также здесь используется специальное контрольное оборудование.

В первую очередь выбирают несколько серийных образцов, чтобы при помощи ряда идентичных операций определить пластичность, устойчивость шва к разрушениям.

Для швов, сформированных посредством различных видов сварки существует комплекс исследований. Речь идет о группах методов испытаний с направленными напряжениями:

Статический метод предполагает постепенное повышение разрушающей нагрузки. Чтобы обеспечить постоянное напряжение, на испытания отводят много времени.
Динамическое напряжение является мгновенным, не требуя большого отрезка времени для проведения проверки.
Усталостные способы связаны с неоднократным воздействием на образец, причем количество циклов достигает десятков миллионов, а нагрузка изменяется по знаку, значению.

Без механических испытаний металла сварных швов не обходится серийное производство деталей. При помощи статических проверок оценивают стыковые соединения, замеряют такие физические характеристики швов, как твердость, ползучесть, растяжимость, пластичность, способность к изгибу, пр.

Для этого соединение сравнивают с образцом из целостного металла. На исследования отправляют образцы с зачищенным и не зачищенным валиком.

Стоит пояснить, что условный предел текучести – это напряжение, на фоне которого длина изделия увеличивается на 0,2 %. Испытание на изгиб позволяет контролировать пластичность диффузного слоя. Подобная нагрузка замеряется до появления первой трещины на продольном и поперечном сечении сварного шва.

Такие эксперименты проводят с плоскими и трубчатыми образцами.

С помощью динамических испытаний устанавливают вероятность усталостной деформации шва, прочность на ударный изгиб. Для проверки задают разные условия, а именно нормальную, пониженную и повышенную температуру. Все полученные показатели фиксируются в протоколе в формате графиков, после чего исследуются по типу кривых.

Иногда могут использоваться иные, нормативно утвержденные исследования и расчеты показателей металла сварного шва.

Твердость замеряют в области диффузного слоя и зоны термического воздействия. Для проверки структурной прочности металла задействуют метод металлографии, с помощью которого исследуют такие области, как:

диффузный слой шва;
зона термического влияния;
металл изделия, не испытывавший воздействия повышенной температуры в процессе сварки.

Причины возникновения дефектов

Дефекты могут появляться по объективным и субъективным причинам. Дело в том, что любой вид металлопроката имеет определенный уровень свариваемости, который зависит от метода его изготовления и состава сплава. Если планируется работа с плохо свариваемыми деталями, то в технологических картах изначально прописывается значительный процент брака.

Обычно сварка швов связана с такими проблемами, как:

нарушение целостности металла;
деформация элементов под действием внутренних напряжений;
нарушение формы валика шва;
изменение геометрии наплавочного валика;
структурные изменения в металле, а именно меняется размер зерна в зоне фазового перехода сварного соединения.

Внешние дефекты несут меньшую опасность, чем внутренние, и могут быть обнаружены при помощи неразрушающих методов проверки. Однако важно понимать, что рискованно формировать ответственные сварные швы, не имея достаточных знаний и навыков, и лучше обратиться за помощью к специалистам.

Обычно нарушение целостности металла сварных швов и зоны, подвергавшейся температурному воздействию, происходит по таким причинам:

некачественно проведена обработка стыков, например, плохо выполнена зачистка металла сварных швов от окалины, ржавчины, остатков оксидной пленки, жира и грязи, допущены нарушения в процессе удаления кислорода из металла сварного шва;
использована наплавочная проволока, электроды, не подходящие к металлу заготовки;
неисправно оборудование;
неправильно установлены параметры на регуляторах сварочного аппарата, такие как сила тока, напряжение;
допущена ошибка при укладке деталей, не учтен коэффициент линейного расширения;
нарушено расстояние между электродом и заготовкой, из-за чего дуга имеет слишком большую или недостаточную длину.

Сварочные работы сильно влияют на механические свойства низкоуглеродистой стали. А обработка конструкционных сталей приводит к структурным изменениям в зоне термического воздействия, из-за чего снижаются механические показатели соединения. При этом в металле сварного шва появляются закалочные структуры, трещины.

Нужно понимать, что шов, зона термического влияния и металл заготовки, не подвергавшийся воздействию, имеют разную прочность. А значит, во время исследования важно расценивать сварное соединение как неоднородное тело. Разрушения могут происходить в любой из трех названных зон – все зависит от того, где наблюдается самая низкая прочность.

Почему следует обращаться именно к нам

Мы с уважением относимся ко всем клиентам и одинаково скрупулезно выполняем задания любого объема.

Наши производственные мощности позволяют обрабатывать различные материалы:

цветные металлы;
чугун;
нержавеющую сталь.

При выполнении заказа наши специалисты применяют все известные способы механической обработки металла. Современное оборудование последнего поколения дает возможность добиваться максимального соответствия изначальным чертежам.

Для того чтобы приблизить заготовку к предъявленному заказчиком эскизу, наши специалисты используют универсальное оборудование, предназначенное для ювелирной заточки инструмента для особо сложных операций. В наших производственных цехах металл становится пластичным материалом, из которого можно выполнить любую заготовку.

Преимуществом обращения к нашим специалистам является соблюдение ими ГОСТа и всех технологических нормативов. На каждом этапе работы ведется жесткий контроль качества, поэтому мы гарантируем клиентам добросовестно выполненный продукт.

Благодаря опыту наших мастеров на выходе получается образцовое изделие, отвечающее самым взыскательным требованиям. При этом мы отталкиваемся от мощной материальной базы и ориентируемся на инновационные технологические наработки.

Мы работаем с заказчиками со всех регионов России. Если вы хотите сделать заказ на металлообработку, наши менеджеры готовы выслушать все условия. В случае необходимости клиенту предоставляется бесплатная профильная консультация.

Вредные примеси в стали

Вредные примеси в стали не только ухудшают ее состав, но и могут привести к последующей деформации изготовленного из нее изделия. Однако нельзя все их рассматривать как нежелательные. Некоторые из них относят к полезным, а от других вообще невозможно избавиться, так как они постоянные. Да и нет необходимости их устранять, поскольку постоянные примеси могут влиять на качественные характеристики стали.

В этой статье мы поговорим о том, какими являются вредные примеси стали и как они влияют на ее состав и характеристики стальных изделий.

Полезные и специальные примеси в стали

В стали встречаются вредные и полезные примеси. Сначала остановимся на полезных, к которым относят марганец и кремний:

Марганец – это химический элемент, благодаря которому возрастает прокаливаемость стали и снижается влияние серы, оказывающей вредное воздействие на металл.
Кремний – примесь данного элемента помогает раскислить сталь и, как следствие, повысить ее прочность. Его специально добавляют в металл в ходе его выплавки.

Углеродистая сталь содержит примесь кремния не более 0,35–0,4 % и марганец в количестве 0,5–0,8 %. Переход марганца и кремния в сталь происходит во время раскисления в ходе выплавки. Эти химические элементы соединяются с кислородом закиси железа FеO, а затем, превращаясь в окислы, переходят в шлак, то есть, иначе говоря, раскисляют сталь.

Данный процесс оказывает благоприятное воздействие на свойства стали. За счет дегазации металла кремнием увеличивается ее плотность. Часть химического элемента остается в феррите (твердом растворе) уже после раскисления, что приводит к значительному возрастанию предела текучести. При этом способность к холодной высадке и вытяжке у стали снижается.

Рекомендовано к прочтению

По этой причине производители снижают количество кремния в сталях, изготавливаемых для холодной штамповки и высадки. Прочность металла значительно повышается благодаря примеси марганца. Последний сильно уменьшает красноломкость стали, оставляя пластичность практически неизменной. Таким образом, резко падает хрупкость стали при воздействии высокой температуры, которая возникала из-за присутствия серы.

Для получения сталей, имеющих определенные свойства, в металл добавляют специальные примеси. Они носят название легирующих элементов. Стали же именуют легированными.

Остановимся подробно на назначении некоторых элементов:

Алюминий – его примесь помогает повысить окалино- и жаростойкость стали.
Медь – увеличивает стойкость стали к коррозии.
Хром – повышает прочность, твердость сталей, увеличивает стойкость к коррозии, при этом пластичность падает незначительно. Нержавеющей сталь делает большое содержание хрома.
Никель – повышает пластичность, прочность, делает сталь стойкой к коррозии.
Вольфрам – при добавлении в сталь создает корбиды (химические соединения повышенной твердости). Они значительно повышают красностойкость и твердость. Под воздействием вольфрама сталь перестает расширяться в процессе нагревания, а хрупкость при отпуске уходит.
Ванадий – способствует возрастанию плотности, прочности и твердости стали. Он признается прекрасным раскислителем.
Кобальт – под его воздействием увеличивается жаропрочность, стойкость к ударным нагрузкам, возрастают магнитные свойства.
Молибден – улучшается сопротивляемость стали к окислению в ходе воздействия на нее высоких температур, возрастает упругость, красностойкость, увеличивается стойкость к коррозии, повышается предел прочности к растяжению.
Титан – являясь прекрасным раскислителем, он повышает стойкость к коррозии, увеличивает плотность и прочность металла, делает лучше его обрабатываемость.
Церий – способствует возрастанию пластичности и прочности стали.
Цирконий (Ц) – воздействует на зернистость стали, давая возможность изготовить металл с установленным размером зерна, делает его мельче.
Лантан, неодим и цезий – уменьшают пористость стали, сокращают количество серы, делают качество поверхности лучше, а зерно мельче.

Вредные примеси в стали, которые ухудшают ее свойства

Давайте разберемся, какие вредные примеси содержатся в стали. Основными являются фосфор и сера.

Сера (S) содержится в сталях высокого качества в количестве не более 0,02–0,03 %. Для металла общего назначения этот показатель повышается до 0,03–0,04 %. С помощью спецобработки количество серы уменьшается до 0,005 %.

Растворения серы в железе не происходит, а образуется FeS (сульфид железа). Он входит в эвтектику, образующуюся при температуре +988 °С.

При высоком содержании серы сталь становится красноломкой. Это происходит из-за появления на границах зерен сульфидных эвтектик, имеющих низкую способность к плавке. Красноломкость появляется при температуре красного каления стали – +800 °С.

Плохое влияние сера оказывает на свариваемость, пластичность, ударную вязкость, а также поверхность металла. Это особенно заметно, если марганец и углерод содержатся лишь в небольших количествах.

Склонность к сегрегации на границах зерен у серы значительна. По этой причине в ходе нагрева пластичность стали падает. Если металл предназначен для дальнейшей обработки автоматическим механическим способом, то в состав обязательно добавляют серу в количестве от 0,08 % до 0,33 %, так как она способствует возрастанию у подшипниковых сталей усталостной прочности.

Марганец же снижает вредное воздействие серы на сталь. При жидком состоянии сплава он вступает в реакцию с образованием сульфида марганца, температура плавления которого составляет +1620 °С. Она значительно превышает температуру горячей обработки металла (от +800 °С до +1200 °С). При таком нагреве сульфиды марганца достаточно пластичны и просто деформируются.

Сегрегация фосфора (Р) в значительно меньшей, чем серы и углерода, степени происходит в ходе затвердевания сталей. Идет его растворение в феррите, из-за чего прочность металла увеличивается. Чем больший процент фосфора содержит сталь, тем выше ее хладноломкость и ниже ударная вязкость, пластичность.

Высокая температура среды позволяет достичь растворимости фосфора в пределах 1,2 %. Чем ниже становится температура, тем меньше растворимость фосфора. Она постепенно опускается до 0,02–0,03 %. Именно такое содержание данного химического элемента наблюдается в сталях. Это может говорить о том, что он, как правило, полностью растворяется в альфа-железе.

Отпускная хрупкость хромистых, хромоникелевых и хромомарганцевых, марганцевых и магниево-кремниевых легированных сталей во многом зависит от сегрегации фосфора по границам зерен. Элемент способствует замедлению распада мартенсита и повышает упрочняемость.

С целью улучшения механической (автоматической) обработки в низколегированные стали добавляют большое содержание фосфора.

При наличии углерода в количестве 0,1 % в конструкционной низколегированной стали фосфор должен увеличивать антикоррозийные свойства, а также прочность металла.

Наличие фосфора в хромоникелевых аустеничных сталях приводит к увеличению предела текучести. При попадании аустеничной нержавеющей стали в среду сильного окислителя присутствие в ее составе фосфора вызывает коррозию на границах зерен. Такое поведение предопределено сегрегацией фосфора на этих границах.

Вредные примеси в стали – это не только сера и фосфор, но и углерод.

Медленно остывая, сталь приобретает структуру, состоящую их двух фаз – цементита и феррита. Цементит связан в стали с углеродом. Его содержание прямо пропорционально количеству последнего. При этом цементит имеет твердость, значительно превышающую жесткость феррита. Цементит, вернее, входящие в его состав частицы (хрупкие, твердые), увеличивают сопротивляемость деформации, повышая противодействие движению дислокации. Помимо того, снижается вязкость и пластичность металла.

Как следствие, при возрастании процента углерода происходит увеличение твердости стали, пределов ее текучести и прочности, снижение относительных сужения и удлинения, а также ударной вязкости. То есть чем больше углерода, тем легче сталь переходит в хладноломкое состояние. Если содержание углерода в стали колеблется в диапазоне 1,0–1,1 %, то растет твердость металла в отожженном состоянии. При этом предел прочности снижается.

Такое явление, как снижение прочности, наблюдается по причине выделения аустенита вторичного цементита на границах бывшего зерна. Этот цементит делает сплошную сетку в сталях с вышеуказанным составом. В ходе растяжения сетка напрягается и цемент, хрупкий по своей природе, начинает разрушаться. Все это является причиной распада и последующего уменьшения предела прочности. Увеличивая количество углерода, можно добиться уменьшения плотности стали, увеличения электросопротивляемости, коэрцитивной силы, снижения остаточной индукции, теплопроводности и магнитной проницаемости.

Рассматривая вопрос о том, какие вредные примеси присутствуют в стали, нельзя забывать о влиянии азота (N). Под его воздействием в металле образуются нитриды, представляющие собой неметаллические хрупкие инородные тела, которые делают свойства стали значительно хуже.

Однако вредные примеси в стали являются в какой-то мере полезными, а иногда и неустранимыми. К положительным сторонам примеси азота стоит отнести его способность увеличить аустеничную область диаграммы состояния металла. Он делает аустеничную структуру стабильнее. Кроме того, он способен заменить собой никель (но только частично) в рассматриваемых сталях.

Для увеличения прочности низколегированной стали прибегают к добавлению титана, ванадия и ниобия (нитридообразующих элементов). В процессе горячей обработки и последующего охлаждения, взаимодействуя, они создают небольшие карбонитриды и нитриды, придающие стали прочность.

Даже небольшое количество олова (Sn) вредно для стали. В легированных сталях этот элемент способен вызвать отпускную хрупкость. Кроме того, олово сегрегируется на границах зерен стали, уменьшает ее горячую пластичность в аустенитно-ферритной области диаграммы состояния. Непрерывнолитые слитки под воздействием олова имеют низкое качество поверхности.

Обсуждая вредные примеси в стали и их влияние на материал, нельзя забывать, пожалуй, о самом опасном из них – водороде. В процессе сварки этот химический элемент во всех случаях является вредной примесью. Причина заключается в излишнем охрупчивании стали. При проведении сварочных работ водород может попасть в расплав из:

атмосферы дугового разряда;
может уже содержаться в металле.

Поглощенный из атмосферы водород, пребывающий в ионизированном и атомарном виде, в ходе кристаллизации значительно уменьшает собственную растворимость. В результате его последующего выделения из материала в нем образуются трещины и поры.

Водород, уже находящийся в металле, может быть в виде гидрида (связанном) или в диффузно-подвижном состоянии (в виде твердого раствора). Молекулярный водород содержится в микронесплошностях материала.

Снизить количество водорода в сварочной зоне можно следующими способами:

используют окислители атмосферы (применяют специальные руднокислые электроды или работают под защитой CO₂);
покрытия электродов и флюсы дополняют хлоридами и фторидами (ими могут быть соли и плавиковый шпат);
проводят просушку материалов, предназначенных для сварки (флюса, электродов, газов, проволоки и пр.).

Кислород.

Вредные примеси в стали включают в себя и кислород, который понижает пластичность металла. Для защиты материала при сварке используют процесс раскисления шва до определенной нормы. В ходе сварки титана, алюминия и прочих высокоактивных металлов мастера делают атмосферу внутри рабочей зоны без кислорода. Используя для этого гелий, аргон, галидные флюсы, они создают вакуум, поскольку для этих металлов достаточно сложно найти раскислители.

Сурьма (Sb) оказывает вредное влияние на поверхность стали (непрерывнолитых слитков). Причина заключается в ее сегрегации в процессе затвердевания металла. Когда сталь переходит в твердое состояние, сурьма сегрегирует на границах зерен, что приводит у легированных сталей к отпускной хрупкости.

Читайте также: