Теория сварочных процессов

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Теория сварочных процессов

Вероятность такого явления в этой стадии затвердевания велика, так как сопротивление разрушению малых замкнутых объемов жидкости может быть весьма значительным
...
Однако прочность закристаллизовавшейся твердой фазы в этот период намного больше и поэтому, если наступает разрушение, оно происходит по границам зерен, т
...
В то же время сопротивление пластическим деформациям с возникновения явления заклинивания зерен и ограничения циркуляции жидкой фазы начинает возрастать
...
Если значение деформации в металле, находящемся в таком состоянии, превысит его деформационную способность, произойдет хрупкое разрушение по жидким прослойкам
...
При этом пластические свойства материала возрастают, так как деформация уже не концентрируется по малым прослойкам между зерен, а воспринимается всем агрегатом в достаточной степени равномерно
...
У однофазных сплавов могут образовываться новые границы зерен с более высокими уровнями физической или химической микронеоднородности, приводящей к понижению прочностных и пластических свойств
...
Установлено, что на пластичность сварных швов существенное влияние оказывает не только химический состав, но и схема и характер кристаллизации,глубина проплавления и форма шва, диффузионные и ликвационные процессы и др
...
Для комплексной оценки влияния всех этих факторов, присущих шву, полученному сваркой на исследуемых режимах, применяется методика определения пластичности и значений т
...
Для этого подлежащие исследованию образцы собирают в зажимном приспособлении испытательной машины таким образом, что правый из них фиксируется неподвижно, а левый может получать в нужный момент сварки перемещение на заранее заданную величину А
...
Установлено, что на пластичность сварных швов существенное влияние оказывает не только химический состав, но и схема и характер кристаллизации,глубина проплавления и форма шва, диффузионные и ликвационные процессы и др
...
Согласно общепринятым представлениям, они возникают в том случае, если интенсивность нарастания деформаций в металле сварного соединения в период остывания приводит к деформациям большим, чем его пластичность в данных температурных условиях
...
Способность сварного соединения воспринимать без разрушения деформации, вызванные термодеформационным циклом сварки, определяет уровень его технологической прочности
...
Прохоровым была разработана теория технологической прочности металлов при сварке, согласно которой сопротивляемость сварного соединения образованию горячих трещин определяется тремя основными факторами
...
зависят от химического состава сплава, схемы кристаллизации сварного шва, развития химической и физической неоднородности и других факторов, значение и степень влияния которых существенно зависят от методов, приемов сварки, применяемых режимов и т
...
, так же как и значение миншГальной пластичности, зависит от многих факторов, поддающихся управлению, главные из которых — химический состав свариваемых материалов и применяемых присадочных проволок, покрытия электродов, флюсы, режим сварки, определяющий форму шва, схему кристаллизации, и процессы структурообразования в шве и околошовной зоне, размер зерна, характер и интенсивность протекания ликвационных и сегрегационных процессов и др
...
зависят от химического состава сплава, схемы кристаллизации сварного шва, развития химической и физической неоднородности и других факторов, значение и степень влияния которых существенно зависят от методов, приемов сварки, применяемых режимов и т
...
Темп деформации, характеризуемый наклоном кривой е к оси температур и кривизной самой кривой, зависит от усадки сплава и деформаций, развивающихся в околошовной зоне
...
Следует иметь в виду, что деформация в сварном шве, обусловленная кристаллизационными и структурными процессами при остывании, распределяется по сечению весьма неравномерно
...
Бочвар связывает вероятность образования горячих трещин с эффективным интервалом кристаллизации Гэф, определяемым как интервал температур, заключенный между температурой образования кристаллического каркаса внутри расплава и температурой солидуса
...
Однако степень влияния отдельных технологических и металлургических факторов для каждого вида может быть существенно различной в связи с неодинаковыми условиями формирования химической и физической неоднородности в различных зонах сварного соединения
...
Особо следует выделить трещины повторного нагрева, образующиеся в ранее наложенных валиках при многослойной сварке в результате термодеформационного воздействия от сварки последующих слоев
...
Сварной шов вследствие неравновесного процесса кристаллизации пересыщен дефектами кристаллической решетки, в том числе и вакансиями, которые при растяжении активно перемещаются к границам, расположенным перпендикулярно действующим усилиям
...
В том случае, если граничная диффузия проходит энергично, то полости, образующиеся по границам зерен, быстро заполняются и межзеренного разрушения не происходит
...
Преимущественные места зарождения подсолидусных трещин — ослабленные включениями и несовершенствами строения границы кристаллитов, где межзеренные проскальзывания наибо
...
Добавки в металл легирующих элементов, как правило, увеличивают сопротивление движению вакансий и дислокаций к границам зерен и снижают вероятность образования трещин такого рода
...
СПОСОБЫ ОЦЕНКИ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СПЛАВОВ ОБРАЗОВАНИЮ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН ПРИ СВАРКЕ Случаи возникновения горячих трещин в процессе изготовления сварных конструкций привели к появлению множества мего
...
Косвенные методы оценки технологической прочности по результатам механических испытаний образцов, проводимых при нагреве или охлаждении их по заданной программе, имитирующей сварочный термический цикл
...
В процессе сварки образцов на заданном режиме, который в процессе испытания всей серии образцов должен поддерживаться постоянным, после достижения установившегося температурного поля автоматически включается механизм растяжения
...
Темп деформации, вызываемый процессами свободной усадки и деформациями формоизменения Осв — сц, меньше, чем предельный, и, следовательно существует определенный запас пластических свойств, которые нужно определить
...
Задавая дополнительный темп машинной деформации о, находят тот предельный, который приводит к исчерпанию запаса пластичности и будет критерием запаса технологической прочности
...
Испытания проводят с использованием различных способов сварки и сварочных материалов — штучных электродов, сварочной проволоки и флюсов, защитных газов и т
...
Поэтому для выявления влияния режима на технологическую прочность при испытании по методике МВТУ необходимо определить термический цикл сварки для каждого из испытуемых режимов и сделать соответствующий пересчет машинной деформации из временной зависимости
...
Сопротивляемость сварочных материалов образованию трещин очень часто оценивают, сваривая специально подобранные технологические пробы или конструкции, имитирующие сварные соединения различной жесткости
...
При этом предполагается, что проба должна обеспечивать кристаллизационные и деформационные условия в сварном соединении такие же или более жесткие, чем при сварке реальной сварной конструкции
...
Поэтому для выявления влияния режима на технологическую прочность при испытании по методике МВТУ необходимо определить термический цикл сварки для каждого из испытуемых режимов и сделать соответствующий пересчет машинной деформации из временной зависимости
...
Сопротивляемость сварочных материалов образованию трещин очень часто оценивают, сваривая специально подобранные технологические пробы или конструкции, имитирующие сварные соединения различной жесткости
...
В основу этих проб положено известное обстоятельство, что увеличение скорости сварки приводит к снижению сопротивляемости шва образованию горячих трещин, так как уменьшается пластичность в т
...
Испытания на пробах, позволяющих получить чисто качественную оценку, заключаются в сварке опытных натурных или макетных образцов и установления после сварки факта наличия или отсутствия трещин
...
Пробы такого типа дают тем более достоверный результат, чем больше темп деформации, возникающий при их сварке, соответствует существующему в реальной конструкции
...
Однако проведение таких испытаний не требует специальных машин, кроме того, они дают возможность относительно просто й с большой степенью достоверности выявить влияние режима и способа сварки, особенно если удается подобрать пробу, достаточно хорошо имитирующую реальный узел конструкции
...
В значительной степени он определяется и конструктивными особенностями самого изделия, его способностью деформироваться под действием теплового поля или напряжений, возникающих в сварном соединении
...
Для того чтобы оценить влияние конструктивных факторов самого узла на технологическую прочность сварного соединения, иногда используют так называемый метод эталонного ряда
...
Главная из этих характеристик — значение температурного интервала хрупкости, минимальная пластичность в этом интервале и темп нарастания деформации асЕ
...
Для околошовной зоны эти показатели определяют на специальных машинах, предусматривающих нагрев плоских или цилиндрических образцов проходящим током по заранее заданному циклу, имитирующему нагрев в зоне термического влияния
...
МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ СОПРОТИВЛЯЕМОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ОБРАЗОВАНИЮ ГОРЯЧИХ ТРЕЩИН Для повышения сопротивляемости сварных соединений образованию горячих трещин необходимо в процессе производства стремиться к такому сочетанию их свойств в т
...
, технологических приемов и способов сварки, а также такому конструктивному оформлению узлов, которые обеспечивали бы при минимальных значениях деформации формоизменения максимальный уровень показателя ап — асв
...
Нередко применяют также различные способы внешнего воздействия на кристаллизующийся металл шва — электромагнитное и ультразвуковое перемешивание, механические колебания ванны в процессе кристаллизации и др
...
Для создания условий, способствующих переходу от плоской схемы кристаллизации к объемной, иногда прибегают к введению в сварочную ванну дополнительного холодного металла в виде проволоки или металлической крупки того же состава, что и свариваемый металл
...
Это можно объяснить большей направленностью кристаллитной структуры в шве, увеличенной усадкой, многокомпонентным легированием, способствующим образованию эвтектических составляющих по границам зерен
...
Мягкие режимы способствуют протеканию равновесной кристаллизации, зона стыка противоположных фронтов кристаллизации выражена слабее, уменьшается концентрация деформаций
...
В то же время более равновесные условия кристаллизации обеспечивают протекание диффузионных процессов в околошовной зоне и в шве, благоприятствуют развитию межзеренной и зональной ликвации
...
В реальных условиях для уменьшения вероятности образования трещин часто применяют режимы, отличающиеся малыми скоростями и большим током, иногда даже рекомендуют предварительный подогрев, однако результаты в этом случае не всегда оказываются положительными, так как большое тепловыделение при незначительной жесткости конструкции может вызвать дополнительные деформации формоизменения
...
Кроме двух рассмотренных выше возможностей повышения технологической прочности — изменение химического состава металла шва и режима сварки — не менее важно правильное конструирование сварных узлов, и грамотно назначенный порядок наложения швов
...
Полностью исключить влияние конструкции на деформацию формоизменения без изменения самих узлов практически невозможно, однако хорошо известны широко применяемые на практике способы уменьшения этих деформаций, например приемы сборки, уменьшающие вероятность образования трещин
...
К ним относятся технологические планки, привариваемые в начале и конце швов, жесткое закрепление изделия во время сварки с целью уменьшения его коробления, заварка концевых участков швов в направлении к краю и выведению кратера на технологические планки, сопутствующий или предварительный подогрев, многопроходная сварка и другие приемы
...
Следует подчеркнуть, что все указанные факторы находятся в тесной взаимосвязи и оказывают комплексное влияние как на формирование структуры, ее макрои микронеоднородность, так и на развитие термодеформационных процессов при сварке
...
Характерные зоны сварных соединений Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно разделить на несколько зон, отличающихся химическим составом, макрои микроструктурой и другими признаками
...
Поверхность сплавления отделяет металл шва, имеющий литую макроструктуру, от ЗТВ в основном металле, имеющем макроструктуру проката или рекристаллизо ванную макроструктуру глитой или кованой заго товки
...
На поверхности шлифов, вырезанных из сварного соединения и подвергнутых травлению, она при небольших увеличениях наблюдается как линия или граница сплавления
...
Характерные зоны сварных соединений Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно разделить на несколько зон, отличающихся химическим составом, макрои микроструктурой и другими признаками
...
На оплавленном участке ОШЗ возможно появление жидких прослоек между зернами, имеющих смешанный состав в результате перемешивания наплавленного и основного металлов
...
Распределение элементов по ширине ЗС имеет сложный характер, который определяется процессами перемешивания наплавленного и основного металла, диффузионного перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами и в твердой фазе на этапе охлаждения
...
Основной металл, который не претерпевает изменений при сварке, может влиять на превращения в ЗТВ в зависимости от его макрои микроструктуры, определяемых способом первичной обработки металла
...
Виды превращений в металле сварных соединений В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в щве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых и структурных превращений
...
При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности
...
Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты
...
Особенность фазовых и структурных превращений при сварке по сравнению с термической обработкой заключается в том, что они протекают в неравновесных условиях сварочного термодеформационного цикла
...
При превращении в сплавах образуются фазы, отличающиеся по составу от исходной, поэтому для образования зародыша необходимо также наличие флуктуации концентрации
...
С повышением температуры прн нагреве выше Гр подвижность атомов будет возрастать, что обусловливает монотонное нарастание скорости образования зародышей с увеличением степени перегрева
...
Рост новой фазы происходит за счет исходной путем относительно медленной миграции межфазной границы в результате последовательного перехода атомов через эту границу
...
Изменение составляющих энергии при росте фазы, аналогичное ее изменениям при образовании зародышей, также обусловливает зависимость скорости линейного роста от степени переохлаждения, имеющую максимум
...
В результате превращение протекает в диапазоне непрерывно изменяющихся температур при большей степени переохлаждения илн перегрева, чем изотермическое превращение
...
Результирующее перемещение сводится к тому, что ряд элементарных ячеек исходной фазы как бы однородно деформируются, переходя в ряд элементарных ячеек новой фазы
...
Отпуск представляет собой совокупность фазовых и структурных превращений, которая включает перераспределение растворенных компонентов, распад с выделением метастабильных и стабильных фаз и перегруппировку дефектов кристаллической рещетки
...
В зависимости от диффузионной подвижности атомов растворенного компонента отпуск может протекать при комнатной температуре и особенно ускоряется при нагреве
...
Помимо затрат выделившейся объемной свободной энергии на приращение поверхностной энергии и компенсацию энергии упругих деформаций, образование зародышей тормозится еще и необходимостью больших флуктуации концентрации
...
Деформационное старение развивается после холодной деформации при последующей выдержке при нормальной температуре и особенно при нагреве до относительно невысоких температур
...
Деформационное старение возможно как в слабо пересыщенных, так и равновесных сплавах типа твердых растворов внедрения, в которых не происходит закалочное старение
...
Поскольку кристаллические решетки кристаллитов ориентированы произвольно, то их сопряжение при срастании кристаллитов сопровождается существенными искажениями решеток
...
Существует также мнение, что границы образуются путем собирания дислокаций, неупорядоченно расположенных в металле после затвердевания в одну граничную поверхность в результате процесса полигонизации, однако более обоснован первый механизм образования границ
...
Современные представления о строении границ сводятся к тому, что на границах чередуются участки хорошего и плохого соответствия кристаллических решеток соседних зерен
...
Большеугловая граница рассматривается как область скоплений дислокаций, а сопряжение узлов достигается в результате значительных локальных искажений решетки
...
Зоны срастания выявляются как обогащенные примесями ликвационные участки, имеющие отличную от центральных участков кристаллитов степень травления реактивами
...
Большеугловая граница рассматривается как область скоплений дислокаций, а сопряжение узлов достигается в результате значительных локальных искажений решетки
...
В случае малого количества примесей в металле или быстрого охлаждения, когда диффузионный процесс сегрегации не успевает произойти, эффект травления ослабевает или исчезает полностью
...
Термическое травление не связано с сегрегацией примесей, поэтому оно выявляет границы в низколегированных сплавах и чистых металлах, а также в случае больших скоростей охлаждения после затвердевания литого металла
...
В соответствии с этим в литом металле после завершения кристаллизации и в отожженном металле при нагреве происходят изменения в положении границ зерен, приводящие к снижению их поверхностной энергии
...

Справочник по сварке и склеиванию пластмасс
Контактная сварка. В помощь рабочему-сварщику
Справочник молодого электросварщика по ручной сварке: Справ, пособие для средних ПТУ
Теория сварочных процессов
Технология электрической сварки металлов и сплавов плавлением
Наплавка и напыление
Термическая обработка сплавов: Справочник

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

admin

Теория сварочных процессов