Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 31
Текст из файла (страница 31)
р и, олзу:ести и коррозионной стойкости в условия х режимов. Как правило, все эти материалы стремятся сваривать в условиях жестких Одно из наибол трещин и и сва ке— более надежных средств предотвращения образовани я горячих содержания кремния бо а фос р р — повышение качества свариваемого металла: огр раннчение стали и никелевых сплавах ра, фосфора, серы н других примесей в аустенит о лавах 11,2), а также примесеи внедрения в сплавах тугоилавких металлов. Прн сварке сплавов из тугоплавких метал сплавов титана н ци копия, п е м таллов, как и при сварке циркония, предусматривают эффективные меры защиты металла сварных соединений от насыщения примесями: струйную защиту инерт у н р ными гасварку. р у р х с контролируемой атмосферой электронно-лучев Важное условие предупреждения горячих трещин — выбор соответствующего присадочного материала.
При сварке аустенитных сплавов стремятся получить ных включений фе наплавленный металл, имеющий в своем составе вторую фа торую фазу в виде мелкоднсперсдов типа Т1Х т г п включений феррита, карбидов ниобня, термодинамйчески устойчив ых нитри. стали и у о лавких оксидов. Легирование сварных швов аус у тенитнон никелевых сплавов большими количествами молиб ена вольф тала, и и кото ыхпо авл р р давляется процесс высокотемпературного разрушейия э""'-- тивно только и н сл р у овин жесткого ограничения содержания в сварочной в , фосф р, р , гкоплавких примесей н газов. Положительные результаты дает рафинирование металла сварочной ванны илн м ф рование ст укт ы шва одифицншлаков 11,21.
с помощью галондных нли высокоосновных флю ' сов— ния должны содержать Присадочные материалы для сварки сплавов алюми я легирующне элементы, уменьшающие интервал кристаллизации и повышающие р уру рдевания сплавов. Это достигается регулированием количества обазю нхс и распределения легкоплавкой эвтектики и введением в мет л н металл шва элементов, разующнх с компонентами эвтектики более тугоплавкие пернтектики 11, 31.
и оизво т ез Окончательный выбор и корректирование состава присад ч р дя по р ультатам технологических сварочных проб на горячие трещины, о соо осм- Оо оооо сг омь о оо ооо ос мм О согчос ос сооЬ Ь ЗьосМ с- г-г- г-г-с- ! ! ! ! ! ! 1 1 1 ! !с- !о ооо 134 Кристаллизация ванны, фазовые изменения и режим сварки СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Горнчне трещины при сварке жаропрочных сплавов Мч «Машиностроение», !973; 224 с. Авт. М. Х.
Шоршоров н др. 2. Каховский Н. И. Сварка высоколегированных сталей. Киев, «Техника», 1975,. 228 с. 3. Никифоров Г. Д. Металлургия сварки плавлением алюминиевых сплавов М.« «Машиностроение», 1972, 264 с. 4. Прохоров Н. Н. Физические процессы в металлах при сварке. Т.
1.М., «Металлургия», 1968 и т. 2, М.; «Металлургия», !976, 325 с. 5. Шоршоров М. Х., Чернышова Т. А., Красовский А. И. Испытания металлов на свариваемость. М., «Металлугня», 1972, 240 с. 1965, 336 с, 6. Шоршоров М. Х. Металловедение сварки стали н сплавов титана. М., «Наука», 7. Шоршоров М. Х. Термопластическое упрочнение мартенситных сталей н сплавов титана. М., «Наука», 1971, 152 с. 8, Шоршоров Л1. Х., Белов В. В. Фазовые превращения и изменения свойств стали при сварке. М,, «Наука», 1972, 220 с.
9. Шоршоров М. Х., Мещеряков В. Н. Фазовые превращения и изменения свойств сплавов титана при сварке. М., «Наука», !973, 159 с. Глава 5 СВАРИВАЕМОСТЬ И СТРУКТУРА МЕТАЛЛА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Свариваемость — технологическое свойство материалов (металлов) или их сочетаний образовывать в процессе сварки соединения отвечающие конструктивным и эксплутационным требованиям к ним. Как правило, конструктивные и эксплуатационные требования, предъявляемые к сварным соединениям, определяются свойствами используемых материалов, поэтому часто под свариваемостью понимают способность материалов образовывать в процессе сварки соединения, не уступающие по своим свойствам свариваемым материалам. В общем случае свариваемость материала есть комплексное свойство н оно тем выше, чем проще технология сварки, чем большее количество способов сварки может быть использовано для соединения материала, чем шире область параметров режимов, обеспечивающих заданные требования к свойствам соединения, чем шире номенклатура изделий, для которых могут быть использованы сварные соединения из данного материала.
Как и всякое комплексное свойство, свариваемость определяется составом и физическими свойствами материала. К факторам, наиболее сильно влияющим на свариваемость, следует отнести: химический состав материала, который определяет его температурный интервал кристаллизации, фазовый состав и фазовые и структурные превращения на этапе нагрева н охлаждения; теплофизические свойства, которые определяют область и степень завершенности процессов превращений, проходящих в материалах под воздействием сварочного цикла; механические свойства, которые определяют способность материала воспринимать механические воздействия (напряжения), возникающие за счет неравномерности нагрева и охлаждения, жесткости конструкций и других факторов, без разрушения; специальные физико-химические свойства, которые определяют активность физико-химических реакций, протекающих в сварочной ванне н зоне термического влияния.
В общем плане несварнваемых материалов нет, однако чем хуже свариваемость материала, тем сложнее технология сварки, тем больше мероприятий необходимо применять для получения качественного сварного соединения. При разработке технологии сварки конкретной конструкции необходимо учитывать как свойства материала, так и те изменения, которые могут наблюдаться при сварке в материале сварного соединения.
В свою очередь, эти изменения определяются технологическими параметрами выбранного способа сварки (концентрацией источника нагрева, скоростью сварки и др.); составом и температурой окружающей среды; составом используемых при сварке дополнительных материалов — флюсов, присадочной проволоки, газов защитных н инертных; характером подготовки деталей под сварку (разделкой крямок, подготовкой поверхности и др.); конструкцией изделия (его жесткостью, наличием остаточных напряжений, концентраторов и т.
д.); пространственным положением осуществляемого процесса сварки. Особенно важно учитывать перечисленные технологические факторы в связи с тем, что сварочный процесс имеет существенные особенности, обусловливающие 135 Сваривае,ность и структура металла сварного соединения !37 Свариваемость и структура металла сварного соединения более сильное влияние перечисленных факторов на свойства, чем в случае использования других технологических процессов получения деталей.
темпе ат ы п и Особенности термического воздействия: неравномерный нагрев (г р ур р сварке в зависимости от способа изменяется от сотен градусов г в (градиент до нескольких тысяч градусов на миллиметр); высокие температуры нагрева в зоне действия источника тепла, достигающие температуры испарения материала при лучевых способах сварки; всек н ол шие скорости нагрева и охлаждения (от десятков до тысяч ра у г дусов унду). Для большинства способов сварки скорости нагрева и охлаждения металла в шве и зоне термического влияния выше, чем при наиболее жестком цикле термической обработки — закалке.
Л4 мого еталлургические особенности: относительно малая масса распла р вляеметалла (от нескольких киллограммов при электрошлаковой сварке до сотен долей грамма при сварке микродеталей); большая поверхность расплавленного металла Г- 50 по отношению к его объему (0,5 — 100 1!мм); это и„ определяет существенное влияние реакций, прохо- Ф дящих на поверхности сварочной ванны на измене. а и иие свойств металла во всем объеме сварного шва; О а б активнссть химических и физических процес'ь 00 8 сов взаимодеиствия расплавленного металла с окру'о 0 жающеи средои и сварочными материалами.
обусЮа ловленная в значительной степени высокой тем- 20 пературой. г Особенности механического воздействия: возникновение в сварных соединениях напряжений, достигающих во многих случаях предела текучести; воздействие на сварное соединение остаточных напряжений, существовавших в свариваемой конструкции ранее. Не весь комплекс рассматриваемых особенностей оказывает влияние во всех случаях сварки материалов. Однако в большинстве случаев наиболее важными, с точки зрения конечных свойств сварного соединения, являются: изменение химического состава, структуры и свойств материала в зоне соединения; уровень напряжений и деформаций, существующих или возникающих в процессе сварки в зоне соединения.
Изменение химического состава и распределения элементов в сварном соединении. Изменение химического состава определяется активностью свариваемого материала, составом окружающей атмосферы, чистотой кромок пе ед сваркой и диффузионными процессами, происходящими в сварочной ванне и околошовной зоне. Существенное влияние на изменение состава металла и его свойст ва оказыи водородом. р ц взаимодействия расплавленного металла с "кислородо р м, азотом наблю ается е Так, при увеличении содержания кислорода в низкоуглеродис тон стали дается резкое снижение прочностных и пластических свойств (рис.
1). Увеличение содержания азота приводит к повышению пр чн и рочности, но снижает ч о ь. Кроме того, резкое уменьшение растворимости этих газов с понижением температуры сопровождается образованием пор. Водород во многих случаях снижает работоспособность металла в условиях длительной прочности, так как приводит в этих условиях к образованию флокенов, а в процессе охлаждения может способствовать образованию холодных трещин.
И лы а 'и сточником кислорода и водорода могут быть не только атмосфс , адсорбированные газы и влага, содержащиеся на поверхности свариваемых деталей, прнсадочиых материалов и др. Основными методами бо б влиянием кислорода, азота и водорода являются ограничение их содержания 10 2 0 0,05 с,г0 Щэд Рис. 1 Влияние кислорода на механические свойства низкоуглеродистой стали (предел прочности о„; предел текучести о,; относительное удлинение ба, ударная вязкость ап) в металле путем снижения парциального давления этих газов в атмосфере, связывание их в стойкие при высокой температуре соединения и удаление их из металла в шлак за счет металлургических реакций в сварочной ванне. Неравномерность химического состава шва и околошовной зоны определяется специфическими условиями кристаллизации металла шва и диффузионными процессами обмена элементами между швом и зоной термического влияния (см. гл.
4). Строение сварного соединения, Структура сварного соединении определяется исходной структурой свариваемых материалов, характером физического воздействия на него и степенью завершенности фазовых и структурных превращений, протекающих при сварке. Наибольшее количество структурных изменений при сварке наблюдается в металлах, претерпевающнх полиморфные превращения. В зависимости от наличия полиморфных превращений все металлы могут быть разделены на три группы: металлы, имеющие полиморфные превращения, сопровождающиеся существенным изменением объема = 3 —: 5% (сталь перлитного и мартенситного классов, сплавы циркония и др.); металлы, имеющие полиморфные превращения, не со- 'С Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
