А   Б  В  Г  Д  Е  Є  Ж  З  І  Ї  Й  К  Л  М  Н  О  П  Р  С  Т  У  Ф  Х  Ц  Ч  Ш  Щ  Ю  Я 


Вплив - термічний цикл - зварювання

Вплив термічного циклу зварювання на метал може супроводжуватися утворенням шаруватих (ляуелярних) тріщин в процесі остигання (при температурі Чижа 200 С.

Ударна в'язкість сталевих зразків уЗалежно від температури випробування. Вплив термічного циклу зварювання на метал різноманітне.

У результаті впливу термічного циклу зварювання в околошовной зоні відбуваються структурні перетворення, які можуть викликати зниження пластичності тапоява холодних тріщин, механізм утворення яких розглянуто в гол.

Деякі стали під впливом термічного циклу зварювання значно змінюють свої механічні та інші властивості в околошовной зоні. Наприклад, в хромистих сталях феритного класу (XI7ХІТ, Х25Т) зростання зерна в околошовной зоні призводить до сильного падіння ударної в'язкості, не відновлюваної навіть після термічної обробки. У цих випадках режими і техніка зварювання повинні забезпечувати по можливості мінімальний (короткочасний) розігрів металу.

Вглаві VII було докладно розглянуто вплив термічного циклу зварювання на структуру і властивості зварних з'єднань. Як у першому, так і в другому випадку в околошовной зоні можуть утворюватися тріщини.

Локальні руйнування зварних з'єднань на сталі. Аустенітністали ряду марок в результаті впливу термічного циклу зварювання знижують свої міцнісні і пластичні властивості в околошовной зоні. Тому околошовной зона і є місцем (вогнищем) виникнення локальних руйнувань[88], Які проявляються у вигляді тріщин,утворюються в основному металі паралельно лінії сплавлення (рис. 12) на відстані одного - трьох зерен від неї.

Зміна ударної в'язкості (а й питомої роботи розповсюдження тріщин (ар околошовной ділянки зварного з'єднання від температури випробування длявихідного стану. Структура стали на околошовной ділянці під впливом термічного циклу зварювання піддається повній перекристалізації. Новоутворена феррито-перлітною мікроструктура відманштет-тового типу практично однакова в зварному з'єднаннігарячекатаної, нормалізованої і термічно зміцненої сталі.

Ці стали здобувають необхідні властивості в результаті впливу термічного циклу зварювання і тому спеціальної термообробки не вимагають.

Pаспределеніе витрачається тепла при зварюванніплавленням. Знання значення погонної енергії важливо для оцінки впливу дії термічного циклу зварювання на основний і наплавлений метал.

Вплив відновної термічної обробки на конструкційну тривалу міцність патрубків зі сталі 12Х1МФ принагружении внутрішнім тиском. У зварних з'єднаннях зі сталей 12Х1МФ і 15Х1М1Ф під впливом термічного циклу зварювання на ділянці зони термічного впливу, який нагрівався в районі точки Ас, утворюється м'яка прошарок, а на ділянці зварного з'єднання, якийнагрівався вище точки Ас - прошарок підвищеної твердості. Відпустка усуває прошарок підвищеної твердості; м'яка ж прошарок залишається.

Таким чином, визначення зміни розміру зерна аустеніту під впливом термічного циклу зварювання єважливим завданням в сучасному металознавстві зварювання сталей.

Зазначені сталі володіють сповільненій кінетикою структурних перетворень та в умовах впливу термічного циклу зварювання схильні до підгартовування околошовной зони і шва з утворенням мартенситних структурнавіть при введенні підігріву. Ставлячись до категорії обмежено зварюються сталей, вони вимагають обов'язкового підігріву при зварюванні і наступного відпустки або нормалізації з відпусткою після неї.

Ділянка зварюваного металу, витерпить зміни структури івластивостей під впливом термічного циклу зварювання, називається зоною термічного впливу.

Ділянка зварюваного металу, витерпить зміни структури і властивостей під впливом термічного циклу зварювання, Називається зоною термічного впливу.

Але вконструкціях із спеціальних сталей, у яких під впливом термічного циклу зварювання в околошовной зоні утворюються малоіластнчние структури н тим самим змінюються механічні характеристики основного металу в зоні зварного шва, структурні напруги спільно зтепловими можуть зробити істотний вплив на міцність зварної конструкції. У цих випадках потрібно вживати заходів, які виключають утворення загартованих ділянок в околошовной зоні, а в разі зварювання деяких високолегованих сталей, хоча б для поліпшеннямеханічних характеристик околошовной зони, що в певній мірі може бути досягнуто зміною погонної енергії, методу накладання швів, підігрівом та іншими технологічними прийомами.

Ділянка зварюваного металу, витерпить зміни структури івластивостей під впливом термічного циклу зварювання, називається зоною термічного впливу зварювання.

Pазмери зерна аустеніту в сильному ступені впливають на поведінку стали при впливі термічного циклу зварювання і на одержувані властивості зварного з'єднання.

Кодругої групи відносяться методики, що охоплюють випробування зразків основного металу, підданих впливу термічного циклу зварювання. Останній здійснюється або в спеціальних установках (ІМЕТ-1 ЛТП-3 ІМЕТ-ЦНІІЧМ), або нагріванням зразків у соляних ваннах дотемператур, що наближаються до Тсол, з наступним охолодженням по необхідному режиму.

Схильність сталей до виникнення холодних тріщин пов'язана з їх закаливаемость - підвищенням твердості під впливом термічного циклу зварювання і насиченням металу шва і ЗТВзварних з'єднань воднем. Оскільки закаливаемость сталей зростає з підвищенням ступеня легування, схильність до утворення холодних тріщин орієнтовно оцінюється показником еквівалента вуглецю Секв.

Найбільш характерними особливостямиз'єднання зварних конструкцій є: а) зміна властивостей металу під впливом термічного циклу зварювання в поєднанні з пластичною деформацією; б) наявність концентраторів напруги. Крім того, значний вплив на стан металу надають залишковінапруги.

Для сталей феритного класу підігрів слід призначати, виходячи із значення Т, в початковому стані і після впливу термічного циклу зварювання.

Вплив температури відпустки на твердість ділянки неповної перекристалізації зони термічноговпливу зварних з'єднань сталі 15ХГ при різних умовах охолодження. 1 - Тзак900 С. Г0600 С. t H (А т. Величина знеміцнення з підвищенням температури відпуску змінюється неоднозначно і залежить від ступеня пониження міцності ділянки неповної перекристалізації підвпливом термічного циклу зварювання, а також основного металу.

Негативним властивістю високохромистих феритних сталей є підвищена схильність до хладноломкості, яка посилюється схильністю до росту зерна при впливі термічного циклузварювання і схильністю до міжкристалітної корозії. Відповідальними за це є вуглець і азот. Такі сплави, що отримали назву суперферрітов, могли б широко використовуватися для виготовлення великої номенклатури виробів, що працюють в сільноагрессівних умовах.

Описано технологію виготовлення оболонкових зварних конструкцій різноманітних типів і особливості їх розрахунку, пов'язані з технологічними прийомами виготовлення і впливом термічного циклу зварювання.

Pост зерна аустеніту околошовной ділянкизони термічного впливу зварних з'єднань при інших рівних умовах багато в чому залежить від присутності в структурі сталі карбідів і від впливу легуючих елементів на їх стійкість в умовах впливу термічного циклу зварювання. Введення марганаца і хрому (усталь 15ХГ), молібдену і ванадію (у сталь 15МФ) послідовно підвищує стійкість карбідів, які не встигають повністю розчинитися в структурі околошовной ділянки в результаті короткочасного зварювального нагрівання і розташовуються по границях аустенітного зерна,ніж обмежують його ріст.

Як відомо, шорсткість або чистота поверхні при механічній обробці визначається в першу чергу властивостями міцності оброблюваного матеріалу. При зварюванні плавленням вплив термічного циклу зварювання викликає вметалі структурно-хімічні зміни, що обумовлюють неоднорідність міцнісних властивостей зварного з'єднання.

Погонна енергія являє собою кількість тепла в калоріях, яке вводиться в один сантиметр довжини однопрохідного шва або валика. Знання їївкрай важливо для оцінки впливу термічного циклу зварювання на основний і наплавлений метал.

На рис. 104 показано вплив структурного складу сталей з різним вмістом хімічних елементів на величину критичної температури крихкості. Випробуванняпроведені на зразках, підданих впливу термічних циклів зварювання. Відзначено, що опір крихкому руйнуванню всіх досліджених сталей, крім сталі типу НТ50 легованої Мп і Si з відносно високим вмістом вуглецю (022% С), може бути забезпечено нависокому рівні, якщо тривалість переохолодження аустеніту знаходиться на рівні точки Ct, визначеної із застосуванням діаграми анізотерміческого перетворення. У міру збільшення швидкості охолодження і підвищення вмісту мартенситу опір сталей крихкомуруйнування знижується.

Однією з основних вимог до низьколегованої сталі є задовільна її зварюваність, яка необхідна для застосування найбільш прогресивного способу з'єднання металів і отримання якісних і надійних конструкцій.Зазвичай зварюваність розуміють як здатність стали піддаватися впливу термічного циклу зварювання з плавленням без утворення тріщин (гарячих і холодних) і без істотного погіршення механічних властивостей металу. Умови та фактори, що сприяють появітріщин при зварюванні, в даний час добре відомі.

Залежність відносини dd від температури випробування для сталей СтЗкп, СтЗсп, 09сп, 09Г2 і 09Г2ФБ. Ці результати дозволяють достовірно оцінити значення d, за величиною фасеток транскристаллитного відколу. Подібнанеобхідність часто виникає при формуванні в сталі під впливом термічних циклів зварювання змішаних типів структур, коли металографічні способи виявлення зерна фериту дуже ускладнені.

Вплив еквівалента вуглецю РЄ (1 2 до Са (3 4 на ав і атнизьколегованих сталей при товщині прокату 50 - 100 (/, 2 і 15 - 20 мм (3 4. Істотним недоліком сталей CLC-I і CLC-II є схильність до знеміцнення при зварюванні, ступінь якої зростає зі збільшенням погонної енергії зварювання.Pазупрочненіе є наслідком такихпроцесів, що відбуваються в сталі під впливом термічного циклу зварювання, як зниження щільності дислокацій, рекристалізація фериту, коагуляція карбідних часток. Наслідком локального знеміцнення є зниження міцності зварних з'єднань при випробуванні нарозтягнення широких пластин, причому ступінь зменшення міцності зварних з'єднань зростає із зменшенням відносини ширини b до товщини s випробовуваних пластин.

Випробування сталі на зварюваність полягає у визначенні пластичних властивостей зварного з'єднання абоосновного металу, підданого тепловій дії зварювального процесу. Під зварюваністю розуміють здатність стали при певних конструктивних і технологічних умовах піддаватися впливу термічного циклу зварювання без утворення тріщин іпомітного погіршення механічних властивостей зварного з'єднання.

Зміна величини напрузі, що викликають утворення холодних тріщин в залежності від часу. | Вплив швидкості охолодження зварного з'єднання на технологічну міцність сталі з різнимвмістом вуглецю. При змісті вуглецю менш 012% чутливість сталей до сповільненого руйнування, як правило, істотно знижується. Це пов'язано з тим, що ефект зміцнення на загартованих і відпущених сталях практично повністю знімається поблизу лініїсплавки під впливом термічного циклу зварювання.

При зварюванні плавленням зварні з'єднання мають два чітко виражених ділянки - закристалізувався метал шва і зону термічного впливу в основному металі. Зона термічного впливу - це зона основногометалу, що примикає до металу шва, в якій відбувається зміна властивостей основного металу в результаті впливу термічного циклу зварювання.

Зовнішньому огляду піддають всі зварні шви. При огляді звертають увагу на тріщини в металі шва і в околошовнойзоні, які можуть з'явитися через нерівномірної усадки металу шва, а також внаслідок змін структури металу під впливом термічного циклу зварювання. Тріщини в готовому виробі не допускаються.

Найбільшому зміни при зварюванні піддається ділянкумаксимального нагріву околошовной зони. Він, як правило, є найбільш вірогідним місцем руйнування при високотемпературній експлуатації. Серед процесів, визначених впливом термічного циклу зварювання і призводять до ослаблення околошовной зони при високих температурах, в першу чергу має бути розглянута виділення на границях зерен домішок і легкоплавких фаз.

У багатьох випадках, особливо при зварюванні легованих сталей і різних сплавів, потрібно перш за все отримання певних механічних властивостей і структури металу околошовной зони і шва, які залежать від тривалості перебування металу вище певної температури, швидкості охолодження в необхідному інтервалі температур, повторного нагріву і багатьох інших особливостей термічного циклу зварювання (див. розд. Тому оцінка ефективності процесу зварювання з енергетичних критеріям часто виявляється другорядною. Однак для сталей, мало чутливих до впливу термічного циклу зварювання, оцінка ефективності різних режимів зварювання з енергетичних витрат необхідна.

Зварку алюмінієвих ливарних сплавів (позначення ЛЛ) використовують при виправленні дефектів лиття. Всі нетермоупрочняемие сплави поставляють в відпаленого стані і тому вплив термічного циклу зварювання не викликає знеміцнення металу в зоні термічного впливу.

Загальний характер зміни. Титанові сплави, що мають перетворення при нагріванні й охолодженні, пов'язані з перебудовою кристалічної решітки Ті4 - 7 Tip, за характером зміни металу в зоні термічного впливу можуть порівнюватися зі сталями, р-зерно титану при значному перегріві його над температурою перетворення Tic, Tip сильно зростає. Тож навіть у а-сплавах титану після охолодження зерно в околошовной зоні укрупнюється, причому ступінь укрупнення знижується по мірі зменшення погонної енергії при зварюванні.Pотрута а-сплавів титану відносно мало змінює властивості в результаті впливу термічного циклу зварювання.

Головною відмінною рисою стоків в цей період є крайня нерівномірність їх розподілу в мікрооб'ємах металу шва і околошовной зони. Природа і розподіл енергії стоків визначається структурним станом металу і ступенем його разупорядоченності. Сталь стає схильною до утворення холодних тріщин після того, як в ній при впливі термічного циклу зварювання відбудуться структурні перетворення певного типу.