адієнт температур в рідкій фазі grad (T) надає найбільш істотний вплив на образующуюся структуру, можна раціонально підбирати і змінювати при зварюванні. Температурний градієнт в рідині може бути підвищений збільшенням теплової потужності дуги шляхом зміни режиму зварювання в бік збільшення струму і напруги, або знижений при попередньому підігріві.
Первинна структура шва робить великий вплив на багато властивості наплавленого металу, особливо якщо в недалекому майбутньому його НЕ піддавати термообробці, прокатці або куванні. Тому важливо, щоб первинна структура була зернистою і, по можливості, равноосной. Тоді властивості металу будуть досить високими і без термообробки.
Шляхи регулювання процесів первинної кристалізації:
- для зменшення хімічної неоднорідності і підвищення стійкості металу до утворення гарячих тріщин, необхідний підбір оптимального співвідношення між шириною В і глибиною Н зварювальної ванни.
- щоб одержати метал високої міцності й пластичності, стійкий до виникнення кристалізаційних тріщин, необхідно подрібнювати його структуру, що можна, зокрема, досягти введенням в зварювальну ванну елементів-модифікаторів (бор, титан, ванадій, ніобій, цинк і т.д.), або штучним підвищенням швидкості кристалізації.
- введення в зварювальну ванну елементів, що сприяють утворення надлишкових фаз типу твердого розчину, первинних карбідів, що має особливе значення при зварюванні легованих сталей і кольорових металів.
- впливом на ванну ультразвуком, механічними вібраціями, електромагнітним полем.
В В
5. Аналіз процесів у ЗТВ
У процесі зварювання відбувається зміна структури і властивостей ділянок основного металу, прилеглих до шву.
Зона термічного впливу (ЗТВ) - ділянка основного металу, примикає до зварному шву, структура та властивості якого внаслідок теплового впливу зварювального джерела теплової енергії змінюються.
ЗТВ має кілька структурних ділянок, що відрізняються формою і будовою зерна, в залежності від температури нагрівання.
Ділянка неповного розплавлення - перехідний від наплавленого металу до основного. На цій ділянці утворюється з'єднання і проходить кордон сплавки. Він являє собою дуже вузьку область основного металу, нагрітого нижче лінії ліквідусу, але вище лінії солидуса. У цій зоні спостерігається значне зростання зерен і скупчення домішок, тому цю ділянку зазвичай є слабким місцем зварного з'єднання, володіючи зниженою міцністю і пластичністю.
Ділянка перегріву - область основного металу, що нагрівається до температурного діапазону 1100 .. 1500 В° С. Метал цієї ділянки зазнає аллотропіческое перетворення Fe О± в†’ Fe Оі . Метал цієї зони відрізняється грубозернистою структурою і зниженими механічними властивостями.
Ділянка нормалізації - область металу, що нагрівається до температур 905-1100 В° С. Метал цієї ділянки володіє високими механічними властивостями, зважаючи дрібнозернистої структури.
Ділянка неповної перекристалізації - зона, метал якої нагрівається до 727-905 В° С. Неповна перекристалізація цієї ділянки обумовлена браком часу і низькою температурою нагріву. Структура складається з дрібних перекристалізованого і великих зерен. У порівнянні з ділянкою нормалізації, механічні властивості кілька знижені.
Ділянка рекристалізації - область металу, що нагрівається до температур 380-727 В° С. Рекристалізація - зміна структури деформованого металу при його нагріванні вище певної температури. При цьому перекручена кристалічна структура переходить в ненапружену.
Ділянка старіння (сінеломкость) - нагрівається до 200-380 В° С метал - перехідний між ЗТВ і основним металом. Через деякий час можуть відбуватися процеси старіння в зв'язку з випаданням карбідів і нітридів заліза. Помітних структурних перетворень немає. <В В
6. Оцінка технологічної міцності зварного з'єднання
В
6.1 Гарячі тріщини зварного з'єднання
Гарячими тріщинами називаються тендітні межкристаллитного руйнування в шві або ЗТВ, що у області температурного інтервалу крихкості в результаті впливу термодеформаційного зварювального циклу. Гарячі тріщини найчастіше виникають у сплавах, що володіють вираженим крупнокрісталлітним будовою, з підвищеним вмістом локальних концентрацій легкоплавких фаз. Згідно загальноприйнятим уявленням, вони виникають у тому випадку, якщо інтенсивність наростання деформацій у металі зварного з'єднання в період охолодження призводить деформацій більшим, ніж його пластичність в даних температурних умовах.
Освіта гарячих тріщин визначається трьома основними факторами: пластичністю металу в тихий, значенням цього інтервалу і характером наростання деформацій при охолодженні.
Для зменшення схильності зварних з'єднань до утворення гарячих тріщин необхідно в процесі виробництва прагнути до такого набору...
