Дефекты сварных швов

Листать книгу

Страницы: ... ... ...

Влияние процесса перемешивания, размеров сварочной ванны и включений иа скорость удаления их из расплаваческой ванны; V — скорость удаления неметаллического включения, определенная по формуле Стокса
...
Очевидно, что даже при сварке швов в потолочном или в горизонтальном положениях за счет процесса перемешивания металла можно уменьшить содержание неметаллических включений в металле шва
...
Не окажет особого влияния на скорость подхода частиц к межфазной границе и разность плотностей частиц, так как вследствие циркуляции металла скорости перемещения частиц будут во много раз выше скоростей подъема, определяемых по формулам Стокса и Рыбчинского — Адамара
...
Не повлияет на скорость перемещения частиц и разница в величинах адгезии их к металлу, поскольку включения,обычно присутствующие в шве, должны перемещаться в металле без проскальзывания [198]
...
В частности, действие электромагнитных сил, давление сварочной дуги, форма сварочной ванны, направление кристаллизации, а следовательно, напряжение на дуге, сила сварочного тока, скорость сварки, наличие или отсутствие предварительного подогрева и многие другие факторы будут влиять на интенсивность перемешивания металла и связанную с ней скорость доставки включений к межфазной границе
...
В обоих случаях процесс перехода частиц через межфазную поверхность происходит под действием гравитационных и поверхностных сил [55] и определяется суммой работ этих сил
...
Влияние процесса перемешивания, размеров сварочной ванны и включений иа скорость удаления их из расплаваческой ванны; V — скорость удаления неметаллического включения, определенная по формуле Стокса
...
Так как при выходе частиц на поверхности металла образуется купол, то очевидно, что устойчивость пленки будет определяться величиной избыточного давления Р — 2а/гв, появление которого обусловлено кривизной поверхности раздела фаз
...
Поэтому переход таких включений через межфазную границу будет проходить особенно быстро, что подтверждается и экспериментальными данными [274], согласно которым время перехода границы металл — газ твердыми включениями составляет менее Ю-4 с, а жидкими — от долей секунды до минуты
...
При этом важно, чтобы скорость поглощения частиц шлаком была не менее скорости по-токов в металле, так как в противном случае включения могут быть снова затянуты в объем сварочной ванны
...
Поэтому на основании материала, изложенного в данной главе, рассмотрим меры по снижению вредного влияния неметаллических включений за счет уменьшения их количества, размеров и придания им благоприятной формы и места расположения в шве
...
Это возможно при сварке с применением флюсов, флюсопаст, при сварке в окислительных газовых средах, когда на поверхности сварочной ванны образуется оксидная пленка, и в электрошлаковых процессах
...
В этом случае можно только уменьшить количество образовавшихся в сварочной ванне неметаллических включений, их размер, повлиять на форму образующихся включений и на место их расположения
...
Из рассмотрения процесса возникновения устойчивых зародышей следует, что они образуются легче, если в сварочной ванне находятся компоненты, имеющие низкое межфазное натяжение на границе с металлом
...
Степень пересыщения маточного раствора выделяющейся фазой должна быть гораздо больше в случае образования зародышей А1203, Si02, MgO, Ti02, СаО и других компонентов, имеющих высокие значенияВозможность одновременного участия в образовании неметаллических включений нескольких компонентов и ступенчатого процесса возникновения включений выдвигает требования по ограничению в сварочной ванне компонента, имеющего низкую величину Ом—ш- Нежелательно попадание в сварочную ванну экзогенных тугоплавких включений, которые благодаря хорошей смачиваемости их расплавами оксидов и сульфидов могут стать центрами выделения этих включений
...
Например, в чистом армко-железе или в металле с высоким содержанием углерода за счет хорошего смачивания их сульфидом железа последне-му легче выделиться по границам зерен
...
Образованию оксисульфидных включений будет способствовать наличие в сварочной ванне РеО, которое смачивается расплавом гораздо лучше, чем тугоплавкие оксиды А1208 и БЮ2
...
Кроме того, поскольку твердые включения труднее соединяются между собой, то присутствие только твердых включений в сварочной ванне уменьшает скорость их роста
...
При высокой вязкости шлака и плохой смачиваемости включений шлаком включения, вышедшие на границу металл — шлак, могут быть снова увлечены потоками металла в объем сварочной ванны
...
Поскольку твердые включения поглощаются шлаком лучше, чем жидкие, при сварке под флюсом должны легче удаляться алюминатные (твердые) и хуже — силикатные (жидкие) включения
...
Однако не следует забывать, что твердые неметаллические включения могут способствовать выделению на них жидких включений и к тому же, о чем будет сказано в следующей главе, облегчать образование пор
...
Поэтому при введении в сварочную ванну тех или иных компонентов для связывания [О] и [Б] нужно учитывать, какие дефекты являются менее опасными для данного изделия
...
Высказываются различные мнения о месте преимущественного образования пор, и с различных позиций объясняется влияние состава флюса и металла на процесс порообразования
...
По-видимому, такой подход, являясь энергетическим, позволит гораздо полнее разобраться в процессе порообразования, особенно на стадиях зарождения пузырька и удаления его из сварочной ванны
...
При этом появляется возможность рассмотреть влияние различных факторов (пересыщение металла газом, наличие в сварочной ванне межфазных границ, перемешивание металла, образование флуктуации газа и так далее) на процесс образования пор
...
Взаимодействие металлов с газамиПоскольку образование пор в сварных швах во многом определяется содержанием газов в металле, изучение вопросов распределения газов между металлом и газовой средой дает возможность проектировать научно обоснованные технологические процессы и разрабатывать мероприятия по снижению пористости сварных швов
...
Так как СО образуется в объеме металла в результате взаимодействия С с кислородом или окси-дами, ограничимся рассмотрением особенностей перехода из атмосферы в металл и обратно лишь азота и водорода
...
Это и перенос вещества в контактирующих фазах, и процессы адсорбции и десорбции, и реакции перехода вещества через граничные поверхности, и химические превращения на поверхностях перехода
...
При наличии в газовой фазе вещества с концентрацией Р переход его в жидкую фазу, где его концентрация С, будет происходить при наличии разности между рабочими (Р и С) и равновесными (Рр и Ср) для данных условий концентрациями
...
Высказываются различные мнения о месте преимущественного образования пор, и с различных позиций объясняется влияние состава флюса и металла на процесс порообразования
...
Схемы распределения поглощаемого компонента на межфазной границе расплав — газ:о — двухпленочная теория; б — теория пограничного диффузионного слоя; в — теория обновления поверхности
...
В отличие от двухпленочной теории, где толщина пленки считается постоянной величиной, в теории пограничного диффузионного слоя толщина этого слоя будет переменной величиной, зависящей от скорости потоков, коэффициента диффузии, вида контактирующих фаз и так далее
...
Поскольку в условиях сварки непрерывно происходит обновление поверхности реакционной зоны, эта теория должналучше характеризовать процесс массообмена между газовой фазой и металлом при сварке
...
Все же чаще применяют теорию пограничного диффузионного слоя, учитывающую влияние различных факторов на толщину диффузионного слоя и позволяющую довольно точно описать процесс взаимодействия газов с металлами
...
При этом не удается объяснить наблюдаемые явления изменениями вязкости расплава или величины коэффициента диффузии и связанным с ними коэффициента массопередачи
...
Наличие столба дуги приводит к тому, что часть межфазной поверхности, ограниченная активным пятном, имеет более высокую температуру и контактирует с плазмой, содержащей диссоциированные и частично ионизированные водород и азот
...
При этом, очевидно, на этапе поглощения газа, происходящего в высокотемпературной зоне, влияние поверхностно-активных компонентов будет проявляться в меньшей мере, чем при выделении газов из металла
...
Явойским для кислорода; интенсивным перемешиванием металла в высокотемпературной зоне, что приводит к сносу с поверхности расплава капиллярно-активных элементов
...
При выделении газов из металла, происходящем в зоне со сравнительно низкой температурой и менее подвижной, наличие поверхностно-активных компонентов будет играть существенную роль
...
При этом, чем выше способность газа к адсорбции или, другими словами, чем выше его поверхностная активность, тем легче должно происходить поглощение и выделение газа металлом
...
Поэтому для выяснения механизма кинетики поглощения и выделения газов необходимо иметь данные об их поверхностной активности, о которой можно судить по влиянию N2 и Н2 на величину поверхностного натяжения металла
...
Данные проведенных экспериментов, несмотря на некоторое различие в результатах, свитетельствуют о незначительной поверхностной активности водорода и снижении его активности с повышением содержания в сталях С, Сг, №, 51, Мп
...
Сразу отметим, что механизм переноса азота и водорода в системе металл — шлак — газ изучены в гораздо меньшей мере, чем механизм переноса газов в системе металл — газ
...
В частности, дискуссионными остаются вопросы о влиянии состава шлака на его водородопроницае-мость, о формах существования азота в шлаке, о механизме влияния компонентов флюса на его защитные функции и т
...
Правда в последнее время появились работы [265], в которых показана возможность определения расчетным путем на основе теории регулярных ионных растворов активностей оксидов в многокомпонентных шлаковых системах, что позволяет лучше описывать процессы взаимодействия металла со шлаком
...
Это связано с тем, что во флюсах и покрытиях всегда имеется некоторое количество влаги, которая принагреве испаряется и, попадая в зону горения дуги, разлагается с выделением водорода
...
Тем не менее эти факторы необходимо учитывать при разработке технологических процессов и сварочных материалов с целью уменьшения вредного влияния газов на свойства сварного соединения
...
Образование газовых зародышейМеталл сварочной ванны всегда содержит некоторое количество газа, который попадает в него уже в процессе получения, или вследствие нарушения защиты во время сварки, или может образоваться в металле в результате химической реакции, как, например, СО
...
Переход системы из метастабильного состояния в стабильное произойдет только втом случае, если газ, находящийся в металле, выделится из него в атмосферу или образует газовые пузыри в объеме металла
...
Столь большие расхождения объясняются тем, что вычислить корректно эту величину довольно сложно, так как при этом следует учесть все связи и степени свободы в зародыше, состоящем из большого числа молекул
...
Поэтому, пожалуй, более надежно о вероятности появления зародыша новой фазы в расплаве судить по величине №ГОм-Значения гкр и №ТОм, определенные по формулам (1У
...
Критический радиус зародыша гкр и работа образования ус температурах и разной степени пересыщениятойчивого зародыша №гом в объеме чистого металла при различных
...
Критический радиус зародыша гкр и работа образования ус температурах и разной степени пересыщениятойчивого зародыша №гом в объеме чистого металла при различных
...
Критический радиус зародыша гкр и работа образования ус температурах и разной степени пересыщениятойчивого зародыша №гом в объеме чистого металла при различных
...
Критический радиус зародыша гкр и работа образования ус температурах и разной степени пересыщениятойчивого зародыша №гом в объеме чистого металла при различных
...
Критический радиус зародыша гкр и работа образования ус температурах и разной степени пересыщениятойчивого зародыша №гом в объеме чистого металла при различных
...
Повышение ее ведет к увеличению коэффициента диффузии, уменьшению величины гкр за счет снижения величины поверх-ностного натяжения металла, повышению концентрации газа что должно способствовать созданию устойчивых флуктуации
...
По-видимому, это является одной из причин повышения пористости сварного шва при увеличении сварочного тока сверх некоторой критической величины, отмеченное в работе [211], и объясняет наблюдаемое образование пор в зоне активного пятна сварочной ванны [7]
...
При большой степени пересыщения одного из газов, но при небольшой доли его участия в образовании зародыша требуется все большее количество его частиц для образования устойчивого газового зародыша, что приводит к возрастанию величины работы зарождения
...
Таким образом, с повышением степени пересыщения одного из газов при постоянной степени пересыщения другого газа различие в количестве частиц, образующих зародыш, и в величине работы зарождения двух- и однокомпонентного зародыша уменьшается
...
С целью выяснения механизма влияния твердых неметаллических включений рассмотрим образование газовых зародышей при наличии твердых включений в расплавленном металле и оценим влияние различных факторов на этот процесс
...
При этом возможны следующих три случая:1)неметаллическое включение меньше критического газового зародыша и является центром для его образования (рис
...
Однако объем этих зародышей, а значит, необходимое количество молекул и работа их образования будут меньше, чем у зародышей, возникших в гомогенной среде (рис
...
Зависимость изменения величины критического радиуса газового зародыша, образующегося на неметаллическом включении, от степени пересыщения металла газом:/ — Я = 1
...
Зависимость соотношения объемов газовых зародышей, образующихся на неметаллическом включении Угет и в гомогенной среде Угом, от величины краевого угла смачивания
...
Химический состав исследуемых металлов, % (по массе)Анализ полученных выражений свидетельствует о том, что с улучшением степени смачиваемости расплавом твердой поверхности величина работы образования устойчивого газового зародыша на межфазной границе будет приближаться к величине работы образования зародыша в гомогенной среде
...
Наблюдающееся на практике довольно частое расположение пор на границе сплавления объясняется, по-видимому, гидродинамическими особенностями сварочной ванны, возникающими при обтекании расплавом выступов кристалов, что приводит к застреванию пузырьков на их вершине и возможности кавитационного образования зародышей
...
Возрастание температуры и особенно повышение окисленности металла должны вследствие уменьшения величины 8 уменьшить влияние твердых неметаллических включений на процесс порообразования
...
Такое пересыщение возможно или за счет физического взаимодействия неметаллического включения с газами, растворенными в металле, или за счет протекания реакции на границе маталл — включение
...
Такое пересыщение возможно или за счет физического взаимодействия неметаллического включения с газами, растворенными в металле, или за счет протекания реакции на границе маталл — включение
...
Рассмотрим влияние полярности на образование пор при сварке под флюсом с учетом свойств межфазной границы металл — шлак и процессов, происходящих на этой границе
...
Поскольку в них, однако, рассматриваются в основном процессы, протекающие в системе металл — газ, установленные закономерности не могут быть полностью перенесены на систему газ — шлак — металл, так как в последнем случае газы прежде, чем попасть в металл, должны пройти через слой расплавленного шлака
...
Между тем известно, что скорость и ход электрохимических реакций определяются потенциалом электрода, который изменяется в зависимости от силы и направления тока, протекающего через границу металл — шлак
...
В связи с этим наложение внешнего электрического поля должно в зависимости от полярности электрода (металла) или ускорить, или затормозить течение электрохимических процессов, т
...
В результате исследования химического состава шлаковой корки [2081 обнаружена значительная неоднородность ее состава по высоте, что свидетельствует о слабом перемешивании шлака при сварке и, следовательно, важной роли диффузии в процессах взаимодействия металла и шлака
...
Поскольку температура шлака на границе с расплавленным электродным металлом всегда выше, чем на границе с металлом сварочной ванны, общее содержание газов в металле шва должно определяться главным образом процессами, происходящими на стадии капли
...
С учетом этих соображений следует ожидать, что при сварке на прямой полярности содержание в металле шва водорода должно быть несколько выше, а содержание кислорода и азота ниже, чем на обратной полярности
...
Однако вследствие интенсивного перемешивания металла сварочной ванны влияние электрического поля на перенос катионов углерода будет проявляться в условиях сварки в меньшей мере
...
Причем при сварке на прямой полярности, когда пористость выше, количество водорода в металле шва несколько возрастает, а содержание азота и выделяющейся окиси углерода уменьшается
...
Однако даже при низкой плотности тока величина межфазного натяжения может существенно измениться [66], что приведет к изменению условий возникновения газовых зародышей на границах между металлом и шлаком
...
При выполнении расчетов примем, что газовая фаза не влияет на величину поверхностного натяжения шлака, зародыш имеет сферическую форму, а отношение объемов 1^, и Ушл обратно пропорционально отношению величин поверхностного натяжения металла и шлака, т
...
Как известно [1], в этом случае величина пористости сварного шва занимает промежуточное положение между значениями пористости при сварке на прямой и обратной полярностях
...
Величина межфазного натяжения иа границе металл — шлак ом_ш при поляризации переменным токомИзвестно, что изменение величины межфазного натяжения связано с изменением плотности заряда и потенциала металла, а также состава приэлектродных областей
...
Поэтому не следует ожидать и существенного изменения величины межфазного натяжения в системе металл — шлак при прохождении в ней переменного электрического тока
...
Процесс перемешивания может быть естественным, возникающим в процессе сварки, а также искусственным, возбуждаемым с помощью внешнего дополнительного электромагнитного поля или за счет введения в сварочную ванну ультразвуковых колебаний
...
Значит, только присутствие в расплаве неметаллических включений и мельчайших пузырьков нерастворивших-ся в металле газов будет причиной вызывающей снижение прочности расплава
...
Это подтверждается данными исследования процесса образования газовых пузырей в зоне активного пятна дуги, где происходит интенсивное перемешивание металла [7]
...
К тому же в этой зоне благодаря высокой температуре наблюдается высокая концентрация газов, а также снижение величины поверхностного натяжения расплава
...
Если обозначить значение пересыщения в данном объеме в любой момент времени через С„ (г), то отклонение степени пересыщения от первоначального пересыщения для данного объема в любой момент времени составит ЛСП (г) = С„ (г) — Сп, а максимальнее отклонение степени пересыщения АСпах = Сппах — С„
...
Это подтверждается данными исследования процесса образования газовых пузырей в зоне активного пятна дуги, где происходит интенсивное перемешивание металла [7]
...
К тому же в этой зоне благодаря высокой температуре наблюдается высокая концентрация газов, а также снижение величины поверхностного натяжения расплава
...
Если обозначить значение пересыщения в данном объеме в любой момент времени через С„ (г), то отклонение степени пересыщения от первоначального пересыщения для данного объема в любой момент времени составит ЛСП (г) = С„ (г) — Сп, а максимальнее отклонение степени пересыщения АСпах = Сппах — С„
...
Рост газового пузырька в сварочной ваннеНаличие в сварных швах крупных макропор можно объяснить тремя причинами: 1) коалесценцией микропузырьков; 2) развитием газовых полостей, находящихся в основном металле, а при многослойной сварке — в предыдущем слое, за счет давления присутствующих в них газов; 3) ростом газовых зародышей за счет диффузии в них газов из металла
...
При слиянии этих пузырьков давление внутри вновь образовавшегося пузырька за счет сил поверхностного натяжения будет АР^ = 2о/г12, где г1а — радиус образовавшегося пузырька
...
Прочность пленки определяется кинетическим, термодинамическим и структурно-механическим факторами, действующими так же, как и в случае коалесценции неметаллических включений
...
По-видимому, повышение термодинамической устойчивости пленок расплава является одним из факторов, объясняющим наличие в металле шва при сварке в окислительных средах большого количества мелких пор
...
При диффузионном росте газового пузырька из устойчивого газового зародыша с критическим радиусом гкр превышение внутреннего давления над наружным, происходящее за счет увеличения массы газа в пузырьке, можно найти из уравнения Менделеева — Клапейрона, записав его в следующем виде:др = -Рг_ ят,(1У
...
В случае диффузии вещества через пленку справедливо равенствоСг = £ х -\- Сг,где Сг, Сг — концентрации растворенного газа в объеме расплава на расстоянии бс от поверхности раздела фаз и на поверхности раздела соответственно; бс — толщина диффузионного слоя
...
Разбив рассматриваемый отрезок времени на достаточно большое количество равных частей и использовав ЭВМ, проведем расчеты при численных данных работы [51]
...
Во-первых, при расширении пузырька его поверхность больше, чем при сжатии, и поэтому в пузырек при его расширении газа поступает больше, чем удаляется при сжатии
...
Удаление газовых пузырьков из сварочной ванныПузырьки газа, образовавшиеся в сварочной ванне, вследствие разностей плотностей металла и газа будут стремиться выйти на поверхность расплава
...
Очевидно, что весь процесс удаления газового пузырька из сварочной ванны можно разделить на два этапа: перемещение пузырька к границе металл — газ или металл — шлак в зависимости от применяемого способа защиты и переход газового пузырька через межфазную границу
...
По-видимому, в сварочных процессах, особенно в случаях, когда металл сварочной ванны подвергается интенсивному перемешиванию, использование формулы Стокса приведет к неверным результатам
...
В реальных же условиях возможно одновременное перемещение в расплаве нескольких пузырьков, когда каждый из перемещающихся пузырьков вызывает образование в расплаве течений, которые, действуя на другие пузырьки, будут изменять условия их движения
...
В результате изгиба свободной поверхности жидкости происходит увеличение поверхностной энергии системы, что приводит к большему отклонению системы от равновесия и снижению ее устойчивости
...
По-видимому, протеканию процесса перехода газовых пу-пузырьков из металла в шлак будет способствовать перемешивание металла сварочной ванны, так как при этом должна увеличиться кинетическая энергия пузырька
...
При этом вероятность разрушения пузырька будет во многом определяться скоростью удаления расплава из зазора между шлаком и газовым пузырьком, которую можно определить из выражения (IV
...
Совершенно очевидно, что при сварке в потолочном или вертикальном положении за счет действия сил тяжести скорость истечения металла из пленки будет ниже, чем при сварке в нижнем положении
...
Кроме того, при сварке в потолочном или вертикальном положении, а также при сварке угловых, тавровых и крестовых соединений в нижнем положении подъемная сила, действующая на пузырек, не будет целиком способствовать, а при сварке в потолочном положении будет даже препятствовать выходу пузырька к поверхности металла
...
Вследствие этих причин пористость в швах угловых, тавровых и крестовых соединений, а также при сварке в потолочном и вертикальном положениях будет Еыше, чем при сварке стыковых швов и при сварке в нижнем положении
...
Меры по уменьшению пористости сварных швовИзложенный в предыдущих параграфах материал позволяет наметить меры, способствующие уменьшению пористости в сварных швах
...
На стадии образования газовых зародышей вероятность их появления будет снижаться:1)при уменьшении содержания газов в металле, а в случае наличия шлакового покрова — при уменьшении содержания газов в металле и шлаке;2)при уменьшении числа газов, находящихся в металле;3)в случае отсутствия неметаллических включений в металле, особенно плохо смачиваемых металлом (А1203; Si02), или уменьшения их размеров;4)при наличии в неметаллических включениях и в шлаке компонентов, снижающих величину межфазного натяжения на границе металл — шлак, например FeO, МпО;5)в случае применения обратной полярности при сварке на постоянном токе;6)при отсутствии или снижении содержания в металле поверхностно-активных элементов;7)в случае устранения или снижения интенсивности перемешивания металла сварочной ванны;8)при снижении температуры сварочной ванны, так как в этом случае возрастает величина работы образования газового зародыша и уменьшается вероятность появления флуктуации;9)в случае уменьшения содержания газов с высоким значением коэффициента диффузии;10) при повышении внешнего давления
...
Совершенно очевидно, что при сварке в потолочном или вертикальном положении за счет действия сил тяжести скорость истечения металла из пленки будет ниже, чем при сварке в нижнем положении
...
Кроме того, при сварке в потолочном или вертикальном положении, а также при сварке угловых, тавровых и крестовых соединений в нижнем положении подъемная сила, действующая на пузырек, не будет целиком способствовать, а при сварке в потолочном положении будет даже препятствовать выходу пузырька к поверхности металла
...
Вследствие этих причин пористость в швах угловых, тавровых и крестовых соединений, а также при сварке в потолочном и вертикальном положениях будет Еыше, чем при сварке стыковых швов и при сварке в нижнем положении
...
Меры по уменьшению пористости сварных швовИзложенный в предыдущих параграфах материал позволяет наметить меры, способствующие уменьшению пористости в сварных швах
...
На стадии образования газовых зародышей вероятность их появления будет снижаться:1)при уменьшении содержания газов в металле, а в случае наличия шлакового покрова — при уменьшении содержания газов в металле и шлаке;2)при уменьшении числа газов, находящихся в металле;3)в случае отсутствия неметаллических включений в металле, особенно плохо смачиваемых металлом (А1203; Si02), или уменьшения их размеров;4)при наличии в неметаллических включениях и в шлаке компонентов, снижающих величину межфазного натяжения на границе металл — шлак, например FeO, МпО;5)в случае применения обратной полярности при сварке на постоянном токе;6)при отсутствии или снижении содержания в металле поверхностно-активных элементов;7)в случае устранения или снижения интенсивности перемешивания металла сварочной ванны;8)при снижении температуры сварочной ванны, так как в этом случае возрастает величина работы образования газового зародыша и уменьшается вероятность появления флуктуации;9)в случае уменьшения содержания газов с высоким значением коэффициента диффузии;10) при повышении внешнего давления
...
Совершенно очевидно, что при сварке в потолочном или вертикальном положении за счет действия сил тяжести скорость истечения металла из пленки будет ниже, чем при сварке в нижнем положении
...
Отличительной особенностью горячих трещин является межкристаллитное их расположение, в то время как холодные трещины в основном проходят через тело кристаллов, т
...
Общим фактором, влияющим на образование кристаллизационных и по-лигонизационных трещин, является наличие растягивающих напряжений, возникающих в процессе охлаждения сварного соединения
...
Однако такая оценка весьма приблизительная, так как при этом не учитывается влияние примесей, всегда присутствующих в технических сплавах, на свойства межкристаллитных прослоек и температуру солидуса
...
Однако эти трещины могут появиться и в сварных соединениях из низколегированныхсталей перлитно-ферритного и высоколегированных сталей аус-тенитного классов
...
Положительное влияние кислорода обычно объясняют возникновением в металле окси-сульфидных неметаллических включений, что уменьшает образование сетки сульфидов железа
...
Кстати, именно с уменьшением содержания кислорода в металле при введении в него углерода и кремния связывают некоторые авторы вредное влияние последних на образование кристаллизационных трещин
...
Однако с этих позиций трудно объяснить более сильное влияние углерода на процесс образования кристаллизационных трещин, так как при температуре их появления раскисляющая способность Б1 выше, чем углерода
...
Если содержание хрома станет выше этой концентрации, то начинает сказываться влияние карбосульфидных и карбидных фаз, которые, располагаясь в виде цепочек по границам кристаллитов, создают условия для образования кристаллизационных трещин
...
При сварке вероятность появления кристаллизационных трещин увеличивается с ростом величины зерен основного металла [96], которые могут стать центрами образования кристаллов в сварочной ванне
...
Как было показано в работе [319], в случае, если сварочная ванна имеет форму, близкую к форме падающей капли, в ее хвостовой части возникают высокие растягивающие напряжения, что облегчает образование трещин
...
Однако, прежде чем перейти к рассмотрению этих процессов, исследуем механизм влияния сульфидов на образование кристаллизационных трещин, который до настоящего времени не совсем ясен
...
Действительно, если влияние сульфидов ограничивается только малой прочностью жидких прослоек, то тогда и силикатные прослойки, которые также имеют низкую температуру плавления и присутствуют в металле шва, должны стать причиной образования трещин
...
Поэтому в первую очередь попытаемся раскрыть механизм влияния сульфидов, а точнее сульфида железа, который наиболее ответствен за появление кристаллизационных трещин в металле шва
...
Механизм влияния сульфида железа на образование кристаллизационных трещинДля выяснения механизма влияния сульфида железа на образование в сварном шве кристаллизационных трещин рассмотрим прежде всего влияние расплава на местоположение зародышевой трещины
...
Согласно взглядам Эборэла и Грегори, возможны четыре случая разрушения: транскристаллитное и межкри-сталлитное появление трещин при участии расплава и без него
...
Однако если на границах зерен находится расплав, то при 6 120°межкристаллитное разрушение оказывается энергетически более выгодным, чем транскристаллитное
...
Перед испытанием образцы промывали в этиловом спирте, заполняли порошком чистого сульфида железа, а затем отверстия образцов закрывали пробками из армко-железа и заваривали в барокамере, наполненной аргоном
...
Хотя отожженные образцы после вырезки и обработки поверхности вторично не отжигались, выдержка в процессе нагрева до температуры испытания была, вероятно, достаточной для снятия возникшего наклепа
...
Длительные испытания образцов вызывали сильную коррозию, которую можно рассматривать как равномерную, поскольку разрушению подвергался весь поверхностный слой
...
Этим можно в какой-то мере объяснить тот факт, что с увеличением скорости деформирования, когда время коррозии сокращалось, ох-рупчивание образцов с FeS при одноосном растяжении усиливалось (см
...
Все это свидетельствует о том, что на процесс образования горячих трещин в сварных швах при повышенном содержании в них серы в основном влияют адсорбционные эффекты
...
Поэтому наличие в жидкости элементов, способных изменить величину межфазного натяжения на границе расплав — кристалл, может повлиять на скорость образования зародышей
...
В условиях сварки образование кристаллов может происходить на границах с зернами основного металла, расположенными на границе сплавления, а также с кристаллами предыдущего слояметалла при многослойной сварке или наплавке
...
Однако в случае образования на подложке зародыша кристалла его появление облегчается еще и потому, что в этом случае обмен атомами между зародышем и расплавленным металлом будет более интенсивным, чем при образовании зародыша в гомогенной системе
...
Однако интенсивность перемешивания расплавленного металла, осуществляемого за счет электромагнитных сил или вводимых ультразвуковых колебаний, может изменить под действием силы вязкого трения состояние переходного слоя и величину межфазного натяжения на границе расплав — кристалл [248]
...
Это связано с тем, что поверхностно-активные элементы, адсорбируясь на поверхность кристаллов, существенно изменяют их поверхностные свойства, даже если этот слой имеет толщину порядка моноатомного слоя [138]
...
Связь между ростом отдельных граней кристалла и величиной межфазного натяжения на соответствующих гранях, согласно правилу Вульфа, устанавливается следующим соотношением:(тД= const,(V
...
Причем обычно действие этих элементов проявляется при весьма малых их концентрациях в расплаве, что свидетельствует о значительной роли адсорбционных явлений в рассматриваемом процессе
...
Если действие повышения скорости охлаждения, приводящее к уменьшению времени роста зерна понятно, то влияние интенсивности перемешивания требует более подробного изучения
...
Поэтому присутствующие в поверхностном слое S, Мп, Zr и Ti будут иметь одинаковую тенденцию к образованию сульфидов в том случае, если изменение свободной энергии в процессе образования сульфидов будет одинаковым, т
...
Поэтому, так как межатомные силы Мп—S значительно выше связи атомов Fe—S, наличие Мп в расплаве будет в большей мере способствовать разрушению сульфидных пленок FeS, чем наличие Zr и Ti
...

Поверхностные явления при сварке металлов
Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами
Дефекты сварных швов
Інженерія поверхні: Підручник
Соединение металлов в твердой фазе
Холодная сварка труб

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Дефекты сварных швов