Какие химические соединения образуются в сварочной ванне при сварке низкоуглеродистых сталей
Обновлено: 18.05.2024
Эти особенности вносят определенные трудности в получении качественного шва, но при правильно выбранной технологии сварки данной марки стали или сплава, правильно выбранном режима сварки или другими словами высокой квалификации сварщика можно получить равнопрочный свариваемому металлу шов. Это и требуется от сварочного соединения.
ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В СВАРОЧНОЙ ВАННЕ
1. ВЛИЯНИЕ КИСЛОРОДА.
Кислород попадает в сварочную ванну из воздуха и с железом образует три оксида Fe3O4; Fe2O3; FeO.
Самым нежелательным из них является FeO, который растворяется в расплавленном металле, а в процессе кристаллизации сварочной ванны, выделяется по границам столбчатых кристаллитов ( характерных для литой структуры) или зерен, нарушая и расслабляя связь между ними. В результате значительно снижается прочность, ударная вязкость, пластичность шва, т.е. основные механические свойства. Для уменьшения влияния кислорода:
— необходима надежная газовая и шлаковая защита сварочной ванны от воздуха, что и осуществляется за счет покрытия электрода;
— так же в покрытие вводятся раскислители, т.к. защита не гарантирует проникновение воздуха. Раскислителями называются химические элементы, обладающие большим сродством (активностью) к кислороду, чем железо. По этому признаку, наиболее встречаемые в сварочной ванне элементы, можно расположить в следующем порядке:
AL; Ti; V; Si; C; Mn; Cr; Fe; W; Co. . . .
Элементы, стоящие с ряду левее железа будут являться раскислителями. Из них AL не используют, т.к. образуются тугоплавкие, тяжелые и трудно выводимые из сварочной ванны оксиды. Наиболее широко применяются вводимые в виде ферросплавов Ѕi, Mn, Ti, которые восстанавливают железо из FeO и образуют нерастворимые, легко всплывающие и переходящие в шлак ЅiО2; MnO; TiO2.
2. Влияние углерода.
Углерод содержится, при сварке сталей, в основном металле, а так же в электроде. Является раскислителем и при чем его активность зависит от температуры. Например, от 1800 град, он своей активностью к кислороду превосходит титан, стоящий на втором месте, а от 2000 град. и алюминий. Температура сварочной ванны примерно в этих пределах и при восстановлении железа по реакции FeO + C = Fe + CO происходит его «выгорание», т.к. СО представляет собой газ. Пониженное содержание углерода повышает пластичность металла шва, но снижает его прочность. «Выгоранию» углерода препятствует кремний, при его содержании в основном металле 0,2 — 0,3 % и более.
3. Влияние азота.
Азот попадает в сварочную ванну из воздуха и образует с железом нитриды Fe2N; Fe3N, которые повышают прочность и твердость металла шва, но снижают его пластичность, что является нежелательным. Для уменьшения влияния азота достаточно надежной шлаковой и газовой защиты сварочной ванны от воздуха во время сварки.
4. Влияние водорода.
Причиной появления водорода в сварочной ванне является вода, которая при высокой температуре распадается на атомарный водород (+Н) и (-ОН). Атомарный водород, растворяясь в расплавленном металле, а при кристаллизации сварочной ванны, преобразуясь в молекулярный (Н2), скапливается в отдельных местах, образует поры (пузырьки) снижающие прочность шва. Кроме того, при усадке металла сварочной ванны, происходит сжатие водорода в пузырьках до десятков атмосфер в результате чего, при недостаточной пластичности металла возможно образование микротрещин, очень опасных для шва. Вода может попасть в сварочную ванну из — за:
—влаги на свариваемых кромках;
— ржавчины, окалины на кромках, т.к. они являются гидратами оксидов, например
— влажности покрытия электрода.
Для уменьшения влияния водорода следует:
— свариваемые кромки осушить;
— зачистить кромки до блеска стальной щеткой от ржавчины и окалины;
— влажное покрытие электрода просушить в сушильных шкафах или печах. Время просушки и допустимое содержание влаги в покрытии, указывается на бумажных ярлыках пачек электродов.
5. Влияние серы и фосфора.
Сера и фосфор могут попасть в сварочную ванну:
— из покрытия электрода. Чем меньше в нем их содержание, тем выше качество покрытия;
— из электродного (присадочного) и основного металла, в которых они являются вредными примесями и так же определяющими качество стали.
Сера придает металлу красноломкость, т.е. снижение прочности и явления ползучести при высоких температурах эксплуатации конструкции, а так же способствует появлению горячих трещин в шве. Это объясняется тем, что сера образует с железом сернистое железо Fe2S имеющее температуру плавления 1193 град, меньшую, чем у железа 1539 град. Оно расплавляется по границам кристаллитов (зерен) и при высокой температуре плавится в первую очередь. Уменьшает влияние серы марганец, содержащийся в покрытии, при этом MnS переходит в шлак.
Фосфор придает металлу хладноломкость, т.е. снижение прочности и пластичности при низких температурах эксплуатации конструкции, а так же способствует образованию холодных трещин в шве. Уменьшает влияние фосфора кальций, содержащийся в большом количестве в электродах с основным покрытием. Вот почему, сварку при низких температурах следует вести электродами с основным видом покрытия, во избежание появления холодных трещин.
Билеты экзамена по проверке знаний специалистов сварочного производства 2 уровень
2. Процесс, в котором частота сварочного тока изменяется по заданному закону.
3. Процесс, при котором сварочный материал подается в сварочную ванну имульсами за счет специаль-ного привода
ВОПРОС 2
К какому классу сталей относятся сварочные проволоки Св-08А, Св-08АА, Св-08ГА, Св-10ГА?
ВОПРОС 3
Какие стали относятся к высокохромистым сталям?
1. 03Х16Н9М2, 08Х18Н10, 10Х18Н9.
2. 08Х13, 06Х12Н3Д, 1Х12В2МФ.
3. 10Х2М, 20ХМА, 10ХН1М.
ВОПРОС 4
Какая структурная составляющая сталей имеет максимальную твердость?
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
Какие химические соединения образуются в сварочной ванне при сварке низкоуглеродистых сталей в процессе взаимодействия жидкого металла с кислородом?
1. Сульфиды железа.
2. Оксиды железа.
3. Карбиды железа.
ВОПРОС 7
Какая зона в сварочной дуге называется анодным пятном?
1. Высокотемпературный участок дуги на отрицательном электроде.
2. Высокотемпературный участок дуги на положительном электроде.
3. Наиболее яркий участок в столбе дуги.
ВОПРОС 8
Какие сварочные источники питания применяют для ручной дуговой сварки или наплавки электродами с основным покрытием?
1. Сварочные трансформаторы.
2. Сварочные выпрямители, сварочные агрегаты.
3. Специализированные сварочные источники питания
ВОПРОС 9
Для чего служит трансформатор?
1. Для преобразования частоты переменного тока
2. Для преобразования напряжения электрической сети
3. Для преобразования напряжения электрической сети при постоянном токе.
ВОПРОС 10
Что проверяют при входном контроле сварочных материалов?
1. Сопроводительную документацию, упаковку, состояние и размеры материалов.
2. Выполняют контроль металла шва и наплавленного металла.
3. Все требования, указанные в п.п. 1 и 2.
ВОПРОС 11
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 основных 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 12
Какой компонент вводится в покрытие качественных электродов в качестве газообразующего?
2. Фтористый кальций.
ВОПРОС 13
Какую задачу выполняет дроссель в источнике питания для сварки в защитных газах плавящимся электродом?
1. Увеличивает глубину проплавления
2. Снижает скорость нарастания и спада тока, предотвращает разбрызгивание металла
3. Облегчает зажигание дуги
ВОПРОС 14
В каких защитных газах возможно применение вольфрамовых электродов?
1. В инертных газах.
2. В углекислом газе.
3. В смесях углекислого газа с инертными газами.
ВОПРОС 15
Укажите, на каком токе и полярности рекомендуется выполнять ручную аргонодуговую сварку непла-вящимся электродом соединений трубопроводов и оборудования?
1. На постоянном токе обратной полярности.
2. На постоянном токе прямой полярности.
3. На переменном токе.
ВОПРОС 16
В какой цвет окрашивают баллоны с двуокисью углерода и с окраской баллонов с какими газами это совпадает?
1. Серый, с аргоном и гелием.
2. Коричневый, с гелием.
3. Черный, с азотом и сжатым воздухом.
ВОПРОС 17
Укажите наиболее возможную причину образования подрезов?
1. Высокая скорость сварки.
2. Недостаточная величина сварочного тока.
3. Большая длина дуги.
ВОПРОС 18
Что служит источником нагрева при электрошлаковой сварке?
1. Теплота, выделяющееся в ванне расплавленного флюса при прохождении через нее тока от электрода к изделию.
2. Теплота, выделяющееся в электрической дуге между электродом и изделием, защищенным слоем флюса.
3. Электрическая дуга между слоем расплавленного флюса и изделием.
ВОПРОС 19
Какова плотность ацетилена по отношению к плотности воздуха?
3. Плотности практически одинаковы.
ВОПРОС 20
Какое влияние оказывает избытка ацетилена в пламени на свойства стали?
1. Снижается пластичность и ударная вязкость.
2. Сталь разупрочняется.
3. Не оказывает воздействия по сравнению с обычным факелом пламени.
ВОПРОС 21
Какой способ стыковой электрической сварки целесообразно применять при соединении стержней существенно отличающихся по сечению?
1. Стыковая сварка сопротивлением.
2. Стыковая сварка оплавлением.
3. Применяют любой вид сварки.
ВОПРОС 22
Какое основное отличие дуговой сварки высокоуглеродистой стали от низко- и среднеуглеродистых сталей?
1. Сварка должна производиться с минимальным тепловложением.
2. Сварка должна производиться с обязательным предварительным и сопутствующим подогревом до 350-4000 С.
3. После сварке обязательная закалка с нормализацией.
ВОПРОС 23
Какой сварной шов обеспечивает наиболее высокое сопротивление усталостному разрушению?
ВОПРОС 24
В какой части сварного шва наиболее высока концентрация напряжений и вероятность образования уста-лостного разрушения?
1. По концам шва.
2. В средней части шва.
3. По линии сплавления.
ВОПРОС 25
Какие свойства определяют при испытании металла сварных соединений 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 26
Как влияет высокое содержание серы и фосфора на свариваемость стали?
2. Повышает свариваемость при условии предварительного подогрева стали.
3. Способствует появлению трещин и ухудшает свариваемость стали.
ВОПРОС 27
Что называют включением в металл шва?
1. Округлая полость.
2. Полость в металле шва, заполненная шлаком или инородным металлом.
ВОПРОС 28
В каком порядке гасят резак при ацетилено-кислородной сварке (резке) при обратном ударе?
2. Закрывают вентиль кислорода на резаке, затем на баллоне или кислородопроводе, затем вентиль го-рючего на резаке и баллоне.
3. Закрывают подачу горючего, затем кислорода.
ВОПРОС 29
Какие меры безопасности принимают при подсоединении сварочного поста к многопостовому агрегату?
1. Работу выполняют в диэлектрических перчатках.
2. Агрегат отключают от электрической цепи.
3. Производят заземление сварочного поста.
ВОПРОС 30
Как определяется поправочный коэффициент нормы времени на выполнение шва в вертикальном положении?
1. Определяется нормативами.
2. Определяется по фактическим затратам.
3. Нормируется с учетом сложности металлоконструкции.
Для перехода на следующую страницу воспользуйтесь постраничной навигацией ниже
2. Нагрев и плавление основного и присадочного металла осуществляется теплотой от электрической дуги между электродом и изделием, а защита расплавленных металлов инертными или активными газами.
3. Защита дуги и образование сварочной ванны осуществляется за счет теплотворной способности газов
Какой из перечисленных способов обработки стали обеспечивает минимальное содержание неметалличе-ских включений в металле?
1. Выплавка в вакууме.
2. Электрошлаковый переплав.
3. Продувка в ковше аргоном.
Какие модификации железа образуются в стали при ее нагреве до плавления и охлаждении по термиче-скому циклу сварки?
1. Тростит, сорбит, перлит, цементит.
2. Аустенит и бейнит.
3. Гамма, дельта, альфа-железо.
Какая из углеродистых сталей, охлаждающихся с одинаковой скоростью, имеет более высокую пластич-ность?
Содержание, какого газа в металле шва малоуглеродистых, легированных и теплоустойчивых сталей оп-ределяет его склонность к пористости?
3. Углекислый газ.
Зависит ли напряжение дуги от сварочного тока?
3. Зависит при малых и больших величинах сварочного тока
Параметры режима ручной дуговой сварки покрытыми электродами могут быть заданы в следующих пределах?
1. Величина тока 200-400 А, напряжение холостого хода 20-60 В, скорость сварки — 4 мм/сек.
2. Величина тока 70-180 А
3. Величина тока 70-180 А., напряжение холостого хода 10-20 В, скорость сварки — 4 мм/сек.
Укажите наиболее правильное перечисление видов контактной сварки?
1. Сварка оплавлением, сопротивлением, давлением.
2. Точечная, рельефная, шовная, стыковая сварка.
3. Автоматическая, специализированная, универсальная сварка.
Какие должны быть род и полярность тока при сварке соединений из углеродистых сталей электродами с целлюлозным покрытием?
1. Переменный ток.
2. Постоянный ток обратной полярности.
3. Переменный ток или постоянный ток обратной полярности.
Для сварки какого класса сталей применяют электроды типов Э-09М и Э-09МХ?
1. Для сварки теплоустойчивых низколегированных сталей.
2. Для сварки конструкционных сталей повышенной и высокой прочности.
3. Для сварки высоколегированных сталей.
Укажите рекомендуемый род тока при сварке конструкций и трубопроводов электродами типа ТМУ-21У, ТМЛ-3У.
1. Постоянный прямой полярности.
2. Постоянный обратной полярности .
Какое назначение имеет дежурная дуга при импульсно-дуговой сварке вольфрамовым электродом?
1. Облегчает возбуждение дуги в импульсе.
2. Исключает образование дефектов в кратере.
3. Увеличивает глубину проплавления основного металла.
Какую полярность дуги называют обратной?
1. На электроде плюс, на изделии минус.
2. На электроде минус, на изделии плюс.
3. Переменное изменение полярности на электроде и изделии.
В какой цвет окрашивают баллон для хранения аргона?
Укажите наиболее правильный перечень оборудования, которое входит в состав поста для сварки в угле-кислом газе?
1. Подающий механизм, держатель со шлангом, баллон с газом, источник тока и редуктор.
2. Подающий механизм, шкаф управления, держатель со шлангом, баллон с газом, источник тока и ре-дуктор, подогреватель газа и осушитель.
3. Подающий механизм, шкаф управления, держатель со шлангом, баллон с газом, источник тока, ка-тушка для электродной проволоки, редуктор, подогреватель газа и осушитель.
Укажите, какое влияние оказывает увеличение сварочного тока при автоматической дуговой сварке под флюсом на геометрические размеры шва?
1. Увеличиваются глубина провара и.
2. Глубина провара увеличивается, а высота усиления шва остается постоянной.
3. Увеличивается высота усиления шва.
Какую вольт-амперную характеристику имеет сварочная дуга
Укажите, при каких условиях разрешается газовая и плазменно-дуговая резка при обработке кромок де-талей из низкоуглеродистых и низколегированных сталей.?
1. При условии последующей механической обработки кромок с удалением следов резки.
2. При условии последующей механической обработки кромок с удалением слоя глубиной не менее 1 мм.
3. То же, но с удалением слоя глубиной не менее 2 мм.
Возможно ли выполнение пайки без применения флюса?
3. Возможно только в случае применения самофлюсующихся припоев.
Какие системы питания применяют для контактной сварки?
1. Постоянного тока генераторы, выпрямители.
2. Высокочастотные генераторы и универсальные сварочные установки.
3. Однофазные переменного тока, трехфазные с выпрямлением, трехфазные, конденсаторные.
Какие свойства определяют при испытании сварных соединений на статическое растяжение?
Какие факторы наиболее сильно влияют на свариваемость металла?
1. Химический состав, теплофизические и механические свойства металла.
2. Характер кристаллической решетки металла при высоких температурах.
3. Выбранный способ сварки плавлением металла..
Что такое “холодные трещины”?
1. Межкристаллитное или внутрикристаллитное разрушение металла сварных соединений
с блестящей поверхностью излома без следов высокотемпературного окисления, наблюдаемое при от-рицательных (ниже -40 С) температурах.
2. Межкристаллитное или внутрикристаллитное разрушение металла сварных соединений с блестящей поверхностью излома без следов высокотемпературного окисления, наблюдаемое после полного его охла-ждения.
3. Внутрикристаллитное разрушение металла сварных соединений с блестящей поверхно-стью излома без следов высокотемпературного окисления, наблюдаемое после испытаний на растяжение при нормальной температуре.
Когда следует исправлять дефекты сварных соединений подлежащих последующей термообработке?
2. По согласованию с головной материаловедческой организацией.
3. После отпуска.
Чем определяется выбор визуального метода контроля?
1. Требования конструкторской и нормативно-технологияческой документации.
3. Требованиями Госгортехнадзора РФ.
4. Тип объекта контроля.
Какие признака наиболее правильно отражают сущность газовой сварки ( ГС )?
1. Нагрев и плавление металла осуществляется теплом от сжигания горючего газа в кислороде
2. Защита сварочной ванны газом
3. Защита дуги и сварочной ванны осуществляется газом
Строение и кристаллизация сварного шва
Сварочная ванна представляет собой участок расплавленного метала, перемещающийся вместе со сварочной дугой вдоль шва со скоростью сварки. Она имеет в продольном сечении форму, показанную на рисунок справа. В головной части ванна глубже, так как здесь жидкий металл находится под давлением дуги РД, обусловленным давлением газов, ударами заряженных частиц о поверхность металла и электромагнитным дутьем дуги. Глубина ванны зависит от плотности тока и скорости сварки, возрастая с повышением плотности и уменьшением скорости.
Жидкий металл ванны находится в непрерывном движении и перемешивании. Давлением дуги он вытесняется со дна ванны на ее боковые поверхности, образуя кратер.
Жидкий металл откладывается отдельными порциями и давление дуги периодически изменяется, отчего при затвердевании металла шва на его поверхности образуются волны (чешуйки). Чем толще слой шлака над расплавленным металлом шва, тем чешуйки будут тоньше, а поверхность шва — более ровной и чистой. Особенно чистой поверхность шва получается при автоматической сварке под флюсом.
При сварке под флюсом размеры ванны примерно следующие, мм: длина = 80-120, ширина = 20-30, глубина = 15-20.
Время, в течение которого металл ванны находится в жидком состоянии, зависит от способа и скорости сварки. Например, при ручной сварке током 150—200 а со скоростью от 3 до 11 м/ч это время составляет от 24 до 6,5 сек при автоматической под флюсом со скоростью 50 м/ч — 4,4 сек.
По линии АБВ ванны (см. рис. 32) протекает процесс плавления основного металла, а по линии ВГА — кристаллизации металла шва.
Кристаллизацией называется процесс образования зерен (кристаллитов) расплавленного металла при переходе его из жидкого состояния в твердое. Это, так называемая, первичная кристаллизация. Существует еще вторичная кристаллизация, при которой происходит изменение структуры уже затвердевшего металла. Первичная кристаллизация металла шва начинается в результате его охлаждения при отводе тепла в толщу твердого металла, окружающего сварочную ванну. Сначала возникают отдельные центры кристаллизации, а от них начинают расти уже сами кристаллы, образующие зерна металла.
Первичная кристаллизация зарождается в первую очередь по линии сплавления I—II (рис. 33, а), на границах частично оплавленных зерен твердого металла, так как именно здесь начинается охлаждение ванны. Кристаллы растут в сторону толщи металла шва, как показано стрелкой, перпендикулярно плоскости отвода тепла. Количество, форма и расположение зерен зависят от места зарождения центров кристаллизации, скорости роста зерен, скорости охлаждения и направления отвода тепла, а также от наличия в расплавленном металле посторонних включений. При затвердевании металла сварочной ванны (рис. 33, б) сначала возникают быстрорастущие кристаллы вследствие интенсивного отвода тепла в основной металл. Между ними появляются более мелкие и медленнее растущие кристаллы, поскольку от них тепло отводится не так быстро. Затем зерна смыкаются и из них продолжают расти только те, которые расположены перпендикулярно поверхности раздела между твердым и жидким металлом. При уменьшении скорости охлаждения центры кристаллизации возникают более равномерно по всему объему металла, а зерна растут во все стороны. Первичная кристаллизация металла шва протекает периодически и при специальном травлении в нем можно различить слоистое строение.
Металл шва в результате первичной кристаллизации получает или гранулярную (зернистую) структуру, при которой зерна не имеют определенной ориентировки, а по форме напоминают многогранники, или столбчатую и дендритную структуру, при которой зерна вытянуты в одном направлении (рис. 33, в). При столбчатой структуре зерна имеют компактную вытянутую форму, при дендритной — ветвистую, напоминающую дерево. Дендриты обычно располагаются в столбчатых зернах, являясь их основой.
Чем быстрее охлаждение металла, тем больше образуется центров кристаллизации и тем мельче будут зерна. При медленном охлаждении в процессе затвердевания металл приобретает крупнозернистое строение. Столбчато-дендритная структура с крупными зернами (см. рис. 33, в) характерна для сварки под флюсом, где охлаждение металла шва происходит медленнее, чем при ручной сварке. Гранулярная структура присуща сварке покрытыми электродами. Она может быть крупной и мелкой, в зависимости от условий охлаждения и кристаллизации. Мелкозернистая гранулярная структура повышает механические свойства наплавленного металла.
Зерна основного металла отличаются по форме от зерен металла шва тем, что они деформированы и вытянуты в направлении прокатки.
Находящиеся в жидком металле примеси и загрязнения (окислы, шлаки и др.) имеют более низкую температуру затвердевания, чем металл, и при застывании располагаются по границам зерен, ухудшая их сцепление между собой. Это снижает прочность и пластичность наплавленного металла. Чем чище наплавленный металл, тем выше его механические свойства.
Форма шва имеет значение для направления кристаллизации и расположения неметаллических включений. При широких швах (рис. 33, г) эти включения вытесняются наверх и могут быть легко удалены; при узких швах (рис. 33, д) включения часто остаются в середине шва между зернами.
Строение сварного шва
Рассмотрим вопрос о строении сварного шва на примере сварки низкоуглеродистой стали, имеющей наибольшее применение в сварных конструкциях.
На тщательно отшлифованной поверхности разреза сварного шва, протравленной специальным раствором, можно ясно видеть отдельные участки, имеющие различное строение зерен и называемые зонами сварного шва. Эти зоны следующие.
Основной металл, который в процессе сварки нагревается и частично расплавляется. Чем выше температура нагрева, тем большие изменения будет претерпевать металл. В той зоне основного металла, где температура нагрева углеродистой стали не превышает 720° С, сталь сохраняет те же свойства, которыми она обладала до сварки.
Металл шва образуется в результате кристаллизации расплавленных основного и электродного (присадочного) металла. Доля электродного металла шва составляет при ручной дуговой сварке от 50 до 70%, при сварке под флюсом от 30 до 40%. Химический состав металла шва может значительно отличаться от состава основного металла вследствие химических реакций и перемешивания, происходящих в сварочной ванне. На химический состав металла шва влияет также состав покрытия, флюса, режим сварки, защита дуги от окружающей атмосферы и пр.
Зона сплавления, расположенная на границе между основным и наплавленным металлом. Если зерна основного и наплавленного металла хорошо срослись и как бы проникают друг в друга, то такие швы обладают наибольшей прочностью. Зона сплавления имеет очень малую ширину и трудно различима, так как сливается с границей шва. Если между зернами основного металла и металла шва имеется пленка окислов, то в этом месте шов обладает пониженной прочностью из-за нарушения сцепления частиц основного и наплавленного металла.
Зона влияния. За зоной сплавления располагается участок основного металла, где он не изменяет своего первоначального химического состава. Однако структура основного металла, на этом участке меняется под влиянием нагревания при сварке. Этот участок носит название зоны термического (теплового) влияния или просто зоны влияния.
Строение зоны влияния при ручной дуговой сварке низкоуглеродистой стали схематически показано на рис. 34, а. Рядом с металлом шва расположена зона сплавления, с которой граничит участок перегрева. Здесь основной металл уже не нагревается до температуры плавления, хотя температура его достаточно высока и лежит в пределах 1100—1500° С, что вызывает значительный рост зерен на данном участке, и почти всегда сопровождается образованием игольчатой (видманштеттовой) структуры. Эта часть шва обычно является наиболее слабым местом и металл здесь обладает наибольшей хрупкостью, хотя это существенно не влияет на прочность сварного соединения в делом, за исключением тех случаев, когда перегрев значителен.
По мере удаления от оси шва температура металла понижается. В пределах температур 900—1100°С находится участок нормализации, характеризующийся наиболее мелкозернистым строением, так как здесь температура нагрева лишь незначительно превышает критическую* температуру. На участке нормализации металл сварного соединения обладает наибольшей прочностью и пластичностью.
Следующий участок основного металла, лежащий в пределах температур 720—900° С, подвержен лишь частичному изменению структуры и потому называется участком неполной перекристаллизации. В нем наряду с довольно крупными зернами имеются скопления мелких зерен. В этой части металла подведенного тепла уже оказалось недостаточно для перекристаллизации и измельчения всех зерен. Участок, соответствующий нагреву от 500 до 720°С, называется участком рекристаллизации; в нем структура стали не изменяется, а происходит лишь восстановление прежней формы и размеров зерен, разрушенных и деформированных при прокатке металла. При дальнейшем понижении температуры от 500° С и ниже нельзя заметить признаков теплового воздействия на основной металл.
Наименьшую ширину (около 2,5 мм) зона термического влияния имеет при ручной дуговой сварке голыми и тонкопокрытыми электродами. При ручной сварке толстопокрытыми' электродами зона влияния больше и составляет 5—6 мм. При газовой сварке она наибольшая и достигает 25—27 мм. Ширина зоны влияния зависит от основных условий процесса сварки, определяемых толщиной и видом свариваемого металла (величины тока, скорости сварки, условий отвода тепла от места сварки). Так, например, при автоматической сварке низкоуглеродистой стали толщиной 40 мм, со скоростью 10—12 м/ч, током 2000—2500 а ширина зоны влияния достигает 8—10 мм; при автоматической сварке этой же стали толщиной 2 мм, током 1200—1400 а, при скорости 360 м/ч ширина зоны влияния всего 0,5—0,7 мм.
При сварке среднеуглеродистых и низкоуглеродистых сталей, склонных к закалке, структура металла в зоне влияния будет несколько иной (рис. 34, б). В этом случае за участком сплавления будут расположены (в направлении слева — направо): 8 — участок закалки, 9 — участок неполной закалки, 10— зона отпуска, 11 — основной металл.
Автор: Администрация
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
Читайте также: