1.
ТЕРМОДЕФОРМАЦИОННЫЙ
ЦИКЛ ПРИ СВАРКЕ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ОСТАТОЧНЫЕ НАПРЯЖЕНИЯ И СТРУКТУРНЫЕ
ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЗОНЕ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Термодеформационный цикл при сварке
Любой вид сварки связан либо с
протеканием местной пластической деформации металла вблизи свариваемых
поверхностей, либо с нагревом этих участков металла, либо с тем и
другим одновременно. По степени развития деформации металла в зоне
сварки и нагреву, вызывающему изменение структурного и фазового состояния
металла, можно определить основные виды сварки в соответствии с табл.
1.
Разные виды сварки плавлением
оказывают различное по интенсивности тепловое воздействие на ЗТВ
(рис. 1). В результате термического
воздействия в зоне сварки в металле происходят деформационные и
структурные изменения. Деформации в зоне теплового воздействия
связаны с неравномерностью в распределении температур в направлении от оси
шва к свариваемому металлу (рис. 2). Характер структурных изменений в
разных участках ЗТВ будет различным в зависимости от температуры нагрева и
скорости охлаждения в каждом участке.
В зоне / наблюдается сильный рост
зерна. Микроструктура нелегированных сталей в этой зоне — мелкая
ферритно-перлитная, низколегированных — типа бейнита, среднелегированных —
мартенситная. Микроструктура углеродистых и низколегированных сталей в
зоне 2 — укрупненная ферритно-перлитная, легированных — мартенситная
и бейнитная. В зоне 3, нагревающейся в интервале температур
А3—Ль
микроструктура металла зависит от состава стали и
температуры нагрева и может быть либо ферритно-перлитной, либо
ферритно-бейнитной. В зоне 4, нагревающейся на температуру, близкую
к Аг, происходит некоторое укрупнение карбидных
выделений. Если сварке подвергаются термически улучшенные стали, в
зонах 3 и 4 может происходить отпуск, сопровождающийся
снижением твердости и прочности. В зоне 5, нагревающейся ниже
температуры 500° С, у некоторых сталей могут развиваться процессы
отпускной хрупкости и дисперсионного твердения.
При сварке плавлением
неравномерное распределение температур приводит к возникновению
неравномерной пластической деформации по завершении нагрева (рис. 3).
При этом в жидком металле сварочной ванны / деформации отсут-Таблица I. Основные виды
сварки
