С целью повышения качества
наплавленного металла вокруг жидкого металла создают специальную
газовую атмосферу, защищающую его от воздействия воздуха, раскисляют и
прикрывают жидкую ванночку специальными шлаками.
Строение сварного шва после
затвердевания и распределения температуры в малоуглеродистой стали
показаны на рис. 152, 6. Зона / примыкает непосредственно к
металлу шва. Основной металл на этом участке в процессе сварки частично
расплавляется и представляет собой смесь твердой и жидкой
фаз.
Наплавленный металл имеет
столбчатое (дендритное) крупнозернистое строение, характерное для
литой стали. Если наплавленный металл или соседний с ним участок был
сильно перегрет, то при охлаждении на этом участке (зона //) зерна
основного металла (малоуглеродистой стали) образуют грубоигольчатую
так называемую видманшге-товую структуру.
Металл этой зоны обладает
наибольшей хрупкостью и является самым слабым местом сварного соединения.
В зоне /// температура металла не превышает П00°С. Здесь наблюдается
структура нормализованной стали с характерным и мелкозернистым
строением. Металл в этой зоне имеет более высокие механические
свойства (в сравнении с металлом первых двух зон).
В зоне IV происходит
неполная перекристаллизация стали, нагретой до температуры, лежащей
между критическими точками Ас> и j4C3 . На этом участке
после охлаждения наряду с крупными зернами феррита образуются мелкие зерна
феррита и перлита. Металл этой зоны также обладает более высокими
механическими свойствами.
В зоне V структурных
изменений в стали не происходит, если сталь перед сваркой не подвергалась
пластической деформации. В противном случае на этом участке
наблюдается рекристаллизация.
В зоне VI сталь не
претерпевает видимых структурных изменений. Однако на этом участке
наблюдается резкое падение ударной вязкости (синеломкость).
Структурные изменения основного
металла в зоне термического влияния незначительно отражаются на
механических свойствах малоуглеродистой стали при сварке ее любыми
способами. Однако при сварке некоторых конструкционных сталей в зоне
термического влияния возможно образование закалочных структур, которые
резко снижают пластические свойства сварных соединений и часто являются
причиной образования трещин.
Размеры зоны термического влияния
зависят от способа и технологии сварки и рода свариваемого металла.
Так, при ручной дуговой сварке стали тонкообмазанными электродами (обмазку
применяют в виде покрытия для защиты сварного шва от воздействия внешней
среды) и при автоматической сварке стали под слоем флюса размеры зоны
термического влияния минимальны (2—2,5 мм); при сварке электродами с
толстой обмазкой протяженность этой зоны равна 4— 10 мм, а при газовой
сварке — 20—25 мм.
