Разделы сайта

Читаемое

Обновления Mar-2024

Промышленность Ижоры -->  Сварка металлов и сплавов плавлением 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

низколегированных конструкционных сталей колеблется в пределах 0,15-0,6%.

Никель при небольших концентрациях в металле шва не оказывает влияния на стойкость его против возникновения кристаллизационных трешин. При высоких концентрациях (свыше 1-2%) никель усиливает вредное влияние серы, способствуя этим образованию кристаллизационных трещин. Это влияние никеля обусловлено образованием легкоплавких включений сульфида никеля.

Никель является ценным легирующим элементом. Растворяясь в феррите, он повышает прочность и ударную вязкость металла шва при обычных и пониженных температурах при сохранении высокой пластичности. Однако ввиду сравнительно высокой стоимости никель применяют лишь там, где замена его другим, более дешевым элементом, не дает нужного эффекта. При сварке углеродистых и низколегированных конструкционных сталей никель попадает в шов из основного и дополнительного металлов в количествах, не оказывающих отрицательного влияния на стойкость металла шва против образования трещин.

Марганец уменьшает вредное влияние серы, повышая стойкость шва на углеродистых, низколегированных и хромоникелевых аустенитных сталях против образования кристаллизационных трещин. Марганец обладает более высоким, по сравнению с железом, химическим сродством к сере. При достаточно высокой его концентрации в металле шва сера связывается в тугоплавкий сульфид марганца, включения которого менее опасны в отношении возникновения трещин, чем включения сульфида железа.

При высоком содержании марганца в металле шва в присутствии углерода возможно возникновение кристаллизационных трещин, вызванных легкоплавкой карбидной эвтектикой. В связи с этим в зависимости от концентрации марганец оказывает двойственное влияние на стойкость швов против образования кристаллизационных трещин. Так, например, для швов, содержащих 0,10-0,12% С, повышение содержания марганца до 2,5%о оказывает положительное влияние на стойкость металла шва против образования трещин. Повышение содержания марганца от 2,5 до 4% не оказывает влияния, а дальнейшее повышение его содержания уменьшает стойкость металла шва против образования трещин. При повышении содержания углерода в металле шва полезное влияние марганца сказывается в более узких пределах концентраций. Так, при содержании 0,13-0,2% С полезное влияние марганца отмечается при содержании его до 1,8%.

Марганец является постоянной составляющей стали; растворяясь в феррите, он повышает его прочность. Марганец поступает в металл шва из основного и дополнительного металлов, а также из материалов, входящих в состав покрытия или флюса.

Хром, подобно марганцу, уменьшает вредное влияние серы, повышая стойкость швов против образования кристаллизацион-



ных трещин. Обладая более высоким, чем железо, химическим сродством к сере, хром связывает ее в тугоплавкий сульфид хрома. Растворяясь в феррите, хром повышает прочность металла. При высоком содержании хрома и повышенном содержании углерода возможно образование кристаллизационных трещин по легкоплавким карбидным прослойкам. Хром поступает в металл шва из основного и дополнительного металлов.

Кислород повышает стойкость швов против образования кристаллизационных трещин, вызываемых серой. Вместе с тем повышение содержания кислорода снижает ударную вязкость металла шва на углеродистых и низколегированных конструкционных сталях и уменьшает пластичность аустенитных швов. Кислород может попадать в металл шва из основного и дополнительного металлов, электродного покрытия, флюса, защитного газа или воздуха.

Одним из наиболее широко применяемых технологических методов повышения стойкости шва против образования кристаллизационных трещин является уменьшение в нем содержания вредных и увеличение полезных элементов. Изменения химического состава металла шва в желаемом направлении обычно достигают применением дополнительного металла с низкой концентрацией вредных примесей и содержащего полезные легирующие элементы, уменьшением доли участия основного металла в металле шва, а также выбором типа покрытия или флюса, при металлургическом взаимодействии которых с металлом сварочной ванны происходит очищение его от вредных и легирование полезными элементами.

Долю основного металла в шве уменьшают за счет применения соответствующих методов и режимов сварки (сварки на малых токах, двумя дугами, по присадочной проволоке и т. п.). Наиболее действенный метод предотвращения возникновения трещин в металле шва за счет применения основного металла с низким содержанием вредных элементов не всегда оправдан, так как ведет к повышению стоимости основного металла.

Для конструкций, работающих при повышенных температурах, необходимо стремиться к тому, чтобы металл шва по химическому составу был близок к основному металлу. Следует избегать различного легирования шва и основного металла, могущего привести в результате протекающих при этих температурах процессов диффузии к образованию в сварном соединении зоны с измененными свойствами (например, обезуглероженной зоны). Наличие структурной неоднородности может вызвать резкую концентрацию напряжений и преждевременный выход конструкции из строя.

Влияние формы сварочной ванны. Изменение способа и режима сварки приводит к изменению формы сварочной ванны (формы шва) и, как следствие, к изменению направления роста столбчатых кристаллитов и характера их взаимного срастания. Конфигурация шва характеризуется коэффициентом формы -




Рис. 6-8. Направление роста кристаллитов в зависимости от формы провара: а - узкая; б - чашеобразная; в - плоская

отношением ширины шва к глубине проплавления. При узком и глубоком проваре (коэффициент формы шва 0,8-1,2) кристаллиты растут навстречу друг другу и встречаются между собой торцами под углом 180° или близким к нему (рис. 6-8, а). При чашеобразной форме провара (коэффициент формы шва 1,3-5) кристаллиты растут под острым углом друг к другу и встречаются торцами или боковыми гранями (рис. 6-8, б). При широком и неглубоком проваре (коэффициент формы шва более 5) кристаллиты растут параллельно друг другу и, не встречаясь, выходят на поверхность шва (рис. 6-8, в).

Влияние формы шва на стойкость его против образования кристаллизационных трешин наблюдается при дуговой, электрошлаковой и электроннолучевой сварке. Увеличение коэффициента формы шва до определенного предела (примерно 6) приводит к повышению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трешин. Дальнейшее увеличение коэффициента формы шва снова приводит к снижению стойкости металла шва против образования кристаллизационных трешин. Швы с таким большим значением коэффициента формы встречаются главным образом при наплавке, выполняемой электродной лентой, и при сварке последнего прохода многослойного шва.

На рис. 6-9 приведена зависимость между критическим содержанием углерода в металле шва и коэффициентом формы шва для дуговой сварки под флюсом углеродистых конструкционных сталей. Все остальные факторы, оказывающие влияние на стойкость шва против образования трещин, практически постоянны. Содержание кремния в металле шва до 0,4%, содержание серы - до 0,04%. С увеличением коэффициента формы шва до определенного предела критическое содержание углерода возрастает. В зависимости от значения коэффициента формы шва данное содержание углерода может быть выше или ниже критического.

Такая же взаимосвязь существует между коэффициентом формы шва и критическим содержанием других элементов и распространяется на другие виды сварки плавлением. Неблагоприятные условия в отношении формы сварочной ванны создаются при



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 [ 75 ] 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253

© 2003 - 2024 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка