зависит от многих факторов — способа и режима сварки, состава металла, сварочных материалов и т. д.

Узкая и глубокая ванна первого типа (рис. 149, а; ф2) создает неблагоприятную для кристаллизации металла схему. Здесь кристаллы, растущие по нормали к поверхности охлаждения, неизбежно встречаются в центральной части шва, образуя зону слабины По-

Рис. 149. Влияние формы ванны первого типа на расположение в шве рующих примесей.

этому швы, кристаллизующиеся по указанной схеме, склонны к образованию кристаллизационных трещин. Из такой ванны посторонние примеси удаляются труднее. Наоборот, в широкой и неглубокой ванне (рис. 149, б; ф 2) условия для кристаллизации значительно лучше, так как последние порции жидкого металла, наиболее загрязненные примесями, оказываются вытесненными растущими кристаллами в самую верхнюю часть шва и не создают в

металле опасной зоны слабины. Однако дальнейшее увеличение ширины ванны,

т.е. увеличениеф= ^ (рис.

149, в), вновь усиливает опасность образования кристаллизационных трещин вдоль шва. Это объясняется большой абсолютной величиной поперечной усадки широких швов, концентрацией деформаций в средней части валика и неблагоприятным расположением дендритов. В сварочной ванне второго типа (рис. 150) столбчатые кристаллы, растущие в радиальном направлении, в зависимости от коэффициента формы встречаются друг с другом торцами (а), под тупым (б) или под острым (в) углом. Но кристаллы могут расти и в осевом направлении и, изгибаясь, встречаться только боковыми гранями (г).

Первым двум случаям (рис, 150, а, б) отвечает малое значение коэффициента формы (ф = 0,8 -5- 1,5). Такие швы более склонны к образованию кристаллизационных трещин и больше загрязняются неметаллическими включениями. Швы, где кристаллы встре-

Рис. 150. Изменение направления роста столбчатых кристаллов в зависимости от коэффициента формы сварочной ванны второго типа.*

чаются друг с другом под острым углом (рис. 150, в), имеют средний коэффициент формы (ф = 2) и обладают более высокой стойкостью "к образованию кристаллизационных трещин. Лучшая форма ванны— чашеобразная (ф = 3). В ней кристаллы растут в осевом направлении (рис. 150, г) и не встречаются друг с другом торцами. Ориентируясь на оптимальную форму ванны, а значит и сечения шва, можно получить наиболее благоприятное расположение столбчатых кристаллов.

2. Чтобы получить металл Т°С . высокой прочности и плас- /535К"'

ТИЧНОСТИ, СТОЙКИЙ К ВОЗНИК-j

'Новению кристаллизационных трещин, нужно измельчать его грубую столбчатую структуру. Этого достигают различными способами. Рассмотрим некоторые из них:

1)введение в сварочную ванну элементов-модификаторов (В; Ti; V;Nb; Zr и др.). Эти поверхностно-активные вещества снижают энергию образования зародышей — центров кристаллизации —

'и повышают их устойчивость. Одновременно, располагаясь на поверхности кристаллов, они снижают их поверхностную энергию, что также ограничивает рост кристаллов;

2)введение в сварочную ванну элементов, способствующих образованию избыточных фаз типа твердого раствора (а-фаза), первичных карбидов и др., что имеет особое значение при сварке легированных сталей и цветных металлов;

3)воздействие на сварочную ванну ультразвуковых колебаний, механических вибраций или электромагнитное перемешивание металла ванны;

4)измельчение структуры металла швов путем искусственного повышения скорости охлаждения кристаллизующейся ванны.

Процессы вторичной кристаллизации в металле шва и в основном металле.Вторичная кристаллизация в металле шва. Как установлено ранее, процесс первичной кристаллизации в сварочной ванне сплава /—/ (малоуглеродистая сталь) заканчивается достижением температуры Тс (рис. 151). Металл приобретает аустенитную структуру y-Fe, но аустенитные зерна образуются в 'пределах первичных столбчатых кристаллов.

С.% —

Рис. 151. Упрощенная диаграмма состояния железо—углерод (левый угол).