охолодження, від теплофізичних властивостей і товщини зварюваного металу, від метеоумов і ін. (При дугового зварювання вона становить - 2-6, а при газовій - до 30 мм).
Зміна структури в околошовной зоні, наприклад на однопрохідному стиковому з'єднанні, можна простежити, помістивши над перетином зварного з'єднання криву розподілу максимальної температури, поєднавши її в тому ж масштабі температури з діаграмою стану залізо-цементит. Намічаючи на діаграмі стану сплавів характерні зони і ділянки, перенесемо їх межі на графік розподілу температури (рис. 3). З точок перетину горизонтальних ліній з кривою охолодження опустимо перпендикуляри на малюнок перетину зварного з'єднання. Це дозволить визначити лінійні межі окремих ділянок зони термічного впливу.
Розглянемо зону термічного впливу зварного з'єднання (див. рис. 3):
Рис. 3. Схема будови зварного шва
- перехідний ділянку або ділянка сплавления, зазвичай розмір його невеликий. Інтервал температури, для сталі 20, близько 1490-1520 ° С. Структура сталі - грубозерниста, можливе утворення відманштеттовой структури;
- ділянка перегріву. Метал нагрівається вище 1100 ° С, до температури, близької до лінії солидус. У цьому інтервалі температури за рахунок зростання зерна аустеніту формується грубозерниста структура перегрітої стали із зниженою ударною в'язкістю. Часто на цій ділянці утворюється відманштеттовой структура (грубозерниста із зернами фериту голкоподібним форми), що ще більше підвищує крихкість сталі. Ширина цієї ділянки - 1-3 мм;
- ділянка нормалізації. Метал нагрівається вище третьої критичної точки Ас3 (від 900 до 1100 ° С). У процесі повної перекристалізації в аустеніт, на цій ділянці утворюється дрібнозерниста (сорбітообразного) структура, яка забезпечує більш високі механічні властивості сталі, в порівнянні з властивостями вихідного металу і властивостями інших ділянок зони термічного впливу. Ширина цієї ділянки - 1,2-4 мм;
- ділянка неповної перекристалізації. Метал нагрівається до температури 725-850 ° С (між першою Ас1 і третьої критичними точками Ас3). Процес подрібнення зерна відбувається тільки за рахунок перекристалізації тій частині структури, яка зайнята перлітом, а розмір зерен фериту не змінюється. Тому сталь на цій ділянці може складатися не тільки з дрібних зерен, але й окремих великих зерен фериту. Сталь з разнозерністих будовою має нижчі механічні властивості, ніж дрібнозерниста сталь. Ширина цієї ділянки - 0,7-4 мм;
- ділянка рекристалізації. Температура нагріву цієї ділянки нижче першої критичної точки АС1 (727 ° С). При зварюванні гарячекатаної або відпаленої сталі, на цій ділянці ЗТВ ніякі структурні зміни в металі не відбуваються.
- ділянка сінеломкость. Температура нагріву металу на даній ділянці зварного шва в інтервалі 200-400 ° С, при якому на поверхні сталі з'являються сині кольори мінливості (плівки окислів). Характеризується тим, що міцність і твердість металу підвищуються, а пластичність і ударна в'язкість - різко падають. Це явище отримало назву сінеломкость raquo ;. Ймовірною причиною цього є старінням металу - виділення по границях зерен з пересиченого твердого розчину дисперсних карбідів і нітридів.
Зона термічного впливу - це невід'ємна частина звареної конструкції і її властивості будуть визначати загальну несучу здатність цієї конструкції.
Є деякі значимі властивості, які необхідно забезпечувати майже в будь-якому випадку. До таких властивостей відноситься стійкість зони термічного впливу до крихкого руйнування.
Крихке руйнування - це розвиток дефектів зварного шва (найчастіше тріщин) з високою швидкістю. Крихке руйнування може початися від уже наявних тріщин та інших дефектів, наприклад, непроварів або шлакових включень.
Ще одним необхідним властивістю для зони термічного впливу є опір втоми. Але, як правило, окремо цю зону випробувати дуже важко і випробуванням піддають все зварне з'єднання.
Як вже говорилося, окремо випробувати зону термічного впливу на міцність важко через її малої ширини. Непряму оцінку міцності властивостями можна дати, якщо виміряти твердість зони.
Найбільше можливе значення твердості в зоні термічного впливу (та й, взагалі, в металі), залежить, в основному, від вмісту вуглецю в складі сталі. Вуглець сильно впливає на зварюваність сталі. Даючи оцінку зварюваності сталей, можна стверджувати, що стали з низьким вмістом вуглецю (менше 0,20%), зварюються без обмежень. А сталі з підвищеним вміст вуглецю (більше 0,25%), вже необхідно зварювати з попереднім підігрівом, наступною термообробкою (відпусткою або відпалом) і контролем погонной енергії зварювання. [1, c. 94...
