Электродуговая сварка сталей. Справочник
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 134 135 136 137 138 139 140... 241 242 243
|
|
|
|
Глава IV. ДЕФЕКТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В СВАРНЫХ ШВАХ И СОЕДИНЕНИЯХ К дефектам металлургического происхождения в сварных соединениях относятся горячие и холодные трещины, газовые пузыри (поры) и неметаллические включения. Поры и неметаллические включения в процессе сварки могут образовываться только в металле сварных швов, а трещины — как в сварных швах, так и в околошовной зоне свариваемого (основного) металла, чаще в участке, непосредственно примыкающем к шву. Образование всех рассматриваемых дефектов зависит не от квалификации сварщика, а главным образом от структуры свариваемой стали, ее химического состава и толщины, метода и режима сварки, а также от состава сварочных материалов (присадочной проволоки, флюсов, защитных газов, электродов и их покрытий). Эти дефекты в той или иной мере снижают работоспособность и эксплуатационную надежность сварного узла или изделия в целом, поэтому анализу причин, условий их образования и мерам их предотвращения уделяется большое внимание. Образование трещин, пор и неметаллических включений в сварных швах тесно связано с характером кристаллизации металла сварочной ванны, развитием в нем зональной и дендритной химической, а также физической неоднородности и, в конечном счете, с образованием той или иной микроструктуры. Поэтому в первую очередь кратко остановимся на существующих представлениях о механизме и особенностях кристаллизации металла сварочной ванны. 1У.1. Кристаллизация металла сварочной ванны и его химическая и физическая неоднородность Условия кристаллизации металла сварных швов значительно отличаются от условий кристаллизации металла в отливках и слитках. Характерными особенностями кристаллизации металла шва являются: а) сравнительно малый объем жидкого металла сварочной ванны, его высокая температура и интенсивное охлаждение; б) наличие на дне, по бокам и в хвостовой части сварочной ванны готовых центров кристаллизации в виде крупных полуоплавленных зерен основного металла, выросших вследствие воздействия высокой температуры дуги; в) одновременные нагрев металла передней части сварочной ванны перемещающейся дугой и охлаждение хвостовой ее части со стороны твердого металла, что обусловливает прямую зависимость скорости кристаллизации ванны от скорости сварки; г) зависимость направленности кристаллизации металла сварочной ванны от формы криволинейной поверхности раздела расплавленного и твердого металлов (т. е. от формы провара), что в свою очередь зависит от режима сварки; д) замедленное охлаждение верхней части сварочной ванны при сварке под флюсом и в некоторой степени при сварке толстопокрытыми электродами; е) воздействие на кристаллизую щийся и остывающий (затвердевший) металл более значительных собственных (сварочных) поперечных и продольных напряжений. Некоторые из этих особенностей являются благоприятными, а некоторые — отрицательными с точки зрения структуры и свойств металла шва. Так, например, в противоположность слиткам и отливкам, сварные швы вследствие большей скорости кристаллизации имеют более тонкую структуру (мельче дендриты и кристаллиты) и, что весьма важно, отличаются меньшей зональной и внутрикристаллитной (дендритной) ликвацией (химической неоднородностью). Благодаря этому, а также вследствие меньшего содержания газов и вредных примесей сварные швы в большинстве случаев обладают более высокими механическими свойствами, чем металл отливок и слитков такого же состава. Наряду с этим, из-за ряда специфических условий сварки, в частности из-за воздействия сварочных напряжений, не всегда удается получить качественные швы без дефектов металлургического происхождения (например, трещин), не прибегая к специальному легированию наплавленного металла, а иногда и к специальным приемам сварки. С особыми трудностями приходится сталкиваться при сварке ряда сталей, когда необходимо обеспечить свойства литого и нетермообработанного металла шва, равные или близкие к свойствам основного катаного и термообра-ботанного металла. В обоих этих случаях, наряду с оптимальным химическим составом, характер кристаллизации металла шва и связанные с этим та или иная его структура и химическая дендритная неоднородность играют значительную роль в получении швов, отвечающих предъявляемым требованиям. На рис. IV.! представлена схема плавильного пространства, кристаллизующейся сварочной ванны и распределения температур впереди и позади дуги при сварке под флюсом. По мере перемещения электрической дуги металл сварочной ванны в ее хвостовой части и по бокам быстро охлаждаетсч благодаря отводу тепла в основной металл и при достижении температуры плавления (точнее, температуры кристаллизации) затвердевает (кристаллизуется). Фронт кристаллизации продвигается вслед за перемещающейся дугой с кратковременными остановками, обусловленными периодичностью охлаждения. Кристаллы растут в направлении, обратном криволинейной поверхности теплоотво-да, разделяющей нерасплавленный основной металл и жидкий металл ванны. Периодичность процесса кристаллизации, по мнению большинства исследователей, обусловлена тем, что после затвердевания первого слоя охлаждение жидкого металла на некоторое время задерживается в связи с выделением скрытой теплоты плавления. Непрекращающийся отвод тепла в глубь основного металла обусловливает кристаллизацию второго слоя и т. д. В связи с этим в шве обнаруживаются слои кристаллизации (выявляемые специальным травлением), имеющие поверхность, соответствующую поверхности теплоотвода. Толщина каждого кристаллизационного слоя не превышает десятых долей миллиметра и находится в прямой зависимости от размера сварочной ванны и в обратной зависимости от скорости теплоотвода. Сварные швы имеют транскристаллитную (направленную) макроструктуру. Столбчатые кристаллиты каждого последующего слоя кристаллизации и каждого последующего валика шва при многопроходной (многослойной) сварке являются продолжением кристаллитов нижележащего слоя. В результате образуются кристаллиты, как бы перерастающие из слоя в слой, и вместе с тем в большей или меньшей степени изогнутые (в зависимости от скорости сварки) и приобретающие в центре
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 134 135 136 137 138 139 140... 241 242 243
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
