Характерные зоны сварных соединений

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно разделить на несколько зон, отличающихся макро- и микро- структурой, химическим составом, механическими свойствами и другими признаками; сварной шов, зону сплавления, зону термического влияния и основной металл (рис. 1). Характерные признаки зон связаны с фазовыми и структурными превращениями, которые претерпевают при сварке металл в каждой зоне.

Сварной шов характеризуется литой макроструктурой металла. Ему присуща первичная микроструктура кристаллизации, тип которой зависит от состава шва и условий фазового перехода из жидкого состояния в твердое.

Рис 1 Характерные зоны сварных соединений 1 – шов, 2 – зона термического влияния, 3 – основной металл, 4 – околошовный участок зоны термического влияния, 5– зона сплавления, Т_л, Т_си Т_п – температуры ликвидуса солидуса и начала фазовых и структурных превращений

 

Зона термического влияния (3TB) – участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого вследствие теплового воздействия сварочного источника нагрева протекают фазовые и структурные превращения в твердом металле. В результате этого ЗТВ имеет отличные от основного металла величину зерна и вторичную микроструктуру. Часто выделяют околошовный участок ЗТВ или околошовную зону (ОШЗ). Она располагается непосредственно у сварного шва и включает несколько рядов крупных зерен. Металл шва, имеющий литую макроструктуру, и ЗТВ в основном металле, имеющая макроструктуру проката или рекристаллизованную макроструктуру литой или кованой заготовки, разделяются друг от друга поверхностью сплавления. На поверхности шлифов, вырезанных из сварного соединения и подвергнутых травлению реактивами, она при небольших увеличениях наблюдается как линия или граница сплавления.

Зона сплавления (ЗС) – это зона сварного соединения, где происходит сплавление наплавленного и основного металла. В нее входит узкий участок шва, расположенный у линии сплавления, а также оплавленный участок ОШЗ. Первый участок образуется вследствие недостаточно эффективного переноса, расплавленного основного металла в центральные части сварочной ванны. Здесь имеет место перемешивание наплавленного и основного металлов в соизмеримых долях. На оплавленном участке ОШЗ возможно появление между оплавленными зернами жидких прослоек, имеющих аналогичный состав. В случае применения разнородных наплавленного и основного металлов (например, аустенитного и перлитного) ЗС отчетливо наблюдается в виде переходной прослойки. Она имеет часто существенно отличающиеся от металла шва и ЗТВ химический состав, вторичную микроструктуру и свойства. Распределение элементов по ширине ЗС имеет сложный характер, который определяется процессами перемешивания направленного и основного металла, диффузионного перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами и в твердой фазе на этапе охлаждения.

Основной металл располагается за пределами ЗТВ и не претерпевает изменений при сварке. Может влиять на превращения в ЗТВ в зависимости от eгo макро- и микроструктуры, определяемых способом первичной обработки металла (прокат, литье, ковка, деформирование в холодном состоянии) и последующей термообработкой (отжиг, нормализация, закалка с отпуском, закалка со старением и т. п.).

Строение сварного соединения

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки

Соединение, выполняемое сваркой плавлением, состоит из четырех зон: наплавленного металла; сплавления; термического влияния; основного металла (см. рис. 1 «Схематически строение сварного соединения при дуговой сварке стали»).

Рис. 1. Схематически строение сварного соединения при дуговой сварке стали: А — зона наплавленного металла, Б — зона сплавления, В — зона термического влияния, Г — зона основного металла.

Зона наплавленного металла представляет собой перемешанный в жидком состоянии с основным металлом материал электрода или присадочной проволоки.

Зона сплавления — это слой основного металла толщиной 0,1…0,4 мм с частично оплавленными зернами. Перегрев металла в этой зоне приводит к образованию, игольчатой структуры, отличающейся хрупкостью и пониженной прочностью, и оказывает значительное влияние на свойства соединения в целом.

Зона термического влияния состоит из четырех участков (1.

..4), различающихся структурой. Участок перегрева 1 — область основного металла, нагретого до 1100…1450 °С и имеющего крупнозернистую структуру с площадью поверхности зерна, до 12 раз превышающую площадь исходных зерен. Перегрев снижает механические свойства металла, главным образом пластичность и вязкость. Разрушение сварного соединения обычно происходит по этому участку, ширина которого достигает 3…4 мм.

Участок нормализации 2 — область основного металла, нагретого до 900… 1100 °С. Благодаря мелкозернистой структуре механические свойства металла на этом участке выше по сравнению с основным металлом. Ширина участка составляет 1…4 мм.

Участок неполной перекристаллизации 3 — область основного металла, нагретого до 725…900 °С; состоит из мелких и крупных зерен. Неравномерное кристаллическое строение приводит к снижению механических свойств.

Участок рекристаллизации 4 — область основного металла, нагретого до 450…725 °С. При этих температурах происходит восстановление формы зерен, деформированных в результате предыдущего механического воздействия (при прокатке, штамповке и др. ). Ширина зоны термического влияния зависит от удельной энергии е_з, введенной в заготовку, и вида сварки (например, при ручной дуговой сварке качественными электродами она составляет 5…7 мм).

Зона основного металла условно начинается от границы с температурой 450 °С. Структура при температурах ниже 450 °С не отличается от структуры исходного металла, однако сталь, нагретая до температур 200…400 °С, обладает худшими механическими свойствами, что объясняется выпадением по границам зерен оксидов и нитридов, ослабляющим связь между зернами. Это явление, вызывающее понижение пластичности и ударной вязкости при одновременном повышении прочности металла, называется синеломкостью (характерны синие цвета побежалости).

Другие страницы по теме

• Сварные швы.
• Виды сварочных дуг.
• Образование кристаллизационных трещин.
• Кристаллизация сварочной ванны.
• Возбуждение сварочной дуги.
• Технология сварки.
• Вольт-амперная характеристика сварочной дуги.
• Технологический процесс сварки.
• Ультразвуковой контроль сварных соединений.

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

Купить алмазные шлифовальные круги онлайн на Arc-Zone.com

Дом / Шлифовальные станки с вольфрамовыми электродами / Вольфрамовые шлифовальные круги

Высококачественные алмазные круги промышленного класса для станков для шлифовки вольфрамовых электродов

Arc-Zone® является ведущим мировым поставщиком алмазных шлифовальных кругов премиум-класса, используемых для прецизионной шлифовки вольфрамовых электродов для самых сложных работ по сварке TIG и плазменной дуговой сварке.

Качественные алмазные круги промышленного класса
Мы не продаем дешевые импортные диски, которые являются переработанными копиями копий. Arc-Zone® поставляет колеса самого высокого качества, сделанные в США, и мы продаем их по справедливой цене. Каждое колесо изготовлено из лучших алмазных материалов промышленного класса, искусно соединенных с прецизионной заготовкой колеса, предназначенной для вашей вольфрамовой шлифовальной машины!

Колеса для каждой машины
У нас есть колеса для Sharpie™, Turbo Ace, Super Turbo, Turbo-4, Radnor, Weldmark®, OKI, Best Welds, Abicor Binzel®, Diamond Ground Products Piranha II, Piranha III и DGP, Neutra, Neutrix, Ultima TIG и Black. Gold, Orbitalum Weldcraft®, Georg Fisher +GF+ ESG Plus, Pro-Fusion Sharp Shooter, TechSouth Powerpoint, Intercon TIG 10/175, CK Worldwide® TurboSharp X и другие.

Замена сердечника колеса ™
Верните изношенные алмазные шлифовальные круги в Arc-Zone, и мы предоставим вам скидку в размере 25 долларов США на покупку нового круга в течение 30 дней (применяется к новым кругам стоимостью 100 долларов США и более). Возвращая бывшие в употреблении колеса, вы уменьшите воздействие на окружающую среду, а еще лучше уменьшите воздействие на свой кошелек!

Примечание. Arc-Zone оставляет за собой право ограничить количество обменов колес и прекратить программу в любое время без предварительного уведомления. Стоимость купленных и замененных колес должна составлять не менее 100 долларов США. Требуется предварительное подтверждение покупки у Arc-Zone.

Узнать больше:  
Руководство по выбору вольфрамовых электродов (pdf)
Шлифовальные вольфрамовые электроды (pdf)
Шлифовальные вольфрамовые электроды с алмазными кругами (pdf)

Отображение 1 до 24 (из 30 продуктов)

1   2  Следующий

A-PTG-002

A-PTG-002A

A-PTG-002B

ИНО-445 10 030

ИНО-444 90 510

ИНО-444 90 510-ОЕМ

ИНО-444 90 512

ИНО-444 90 512-ОЕМ

ИНО-444 90 520

ДГП-699-0001

ДГП-699-0003

ДГП-699-0004

ДГП-699-0002

ДГП-PG1425

ДГП-PG1423

ДГП-699-0031

ДГП-PG1426

ДГП-П735

OCW-790 052 488

CK-TS3-W

МВЛ-Т4400Д

МВЛ-Т4400Д-11

МВЛ-Т4500Д

ИНТ-90 000 152

Отображение 1 до 24 (из 30 продуктов)

1   2  Следующий

Разница между металлом сварного шва и зоной термического влияния (ЗТВ)

Сварка — это один из производственных процессов, при котором два или более материалов могут быть соединены на постоянной основе путем образования коалесценции с применением или без применения внешнего тепла, давления или присадочного металла.

Сварочные процессы можно разделить на сварку плавлением и сварку в твердом состоянии. В процессах сварки плавлением значительное количество тепла (тепловой энергии) подается от внешнего источника, чтобы сплавить (расплавить) соприкасающиеся поверхности компонентов, которые должны быть соединены. Такое тепло может подаваться с помощью электрической дуги, электрического сопротивления, экзотермической реакции или высокоинтенсивного луча лазера, плазмы или электронов. Напротив, в процессах сварки твердого тела обычно не используется тепло от внешних источников, или даже если применяется небольшое количество тепла, компоненты не могут расплавиться. Таким образом, соединение осуществляется в твердом состоянии без каких-либо фазовых переходов (из твердого в жидкое). Вместо тепла в таких сварочных процессах обычно применяется внешнее давление. В любом случае в свариваемых образцах вдоль стыка образуется коалесценция или наплавленный валик.

При сварке плавлением часть основного металла, окружающего место соединения, плавится и снова затвердевает. Эта зона вокруг соединения, которая плавится и повторно затвердевает, называется металлом сварного шва (или сварным швом) . Таким образом, металл сварного шва меняет свою фазу (твердая на жидкую и снова жидкая на твердую), образуя коалесценцию. Присадочный металл, если его добавить, также плавится и откладывается на стыке, в конечном итоге становясь частью металла сварного шва. Таким образом, металл сварного шва всегда нагревается выше температуры плавления соответствующего материала. Соответственно, весь материал наплавленного металла подвергается чрезмерному нагреву, плавлению, перемешиванию в жидком состоянии и, наконец, затвердеванию. Микроструктура и механические свойства металла сварного шва могут значительно отличаться от свойств исходных компонентов. Обычно геометрия металла сварного шва характеризуется трехмерными параметрами, а именно глубиной провара, шириной валика сварного шва и армированием. Эти параметры зависят от большого количества факторов, таких как тип процесса сварки, степень подводимого тепла, свойства материала заготовки и т.

д. В то время как зона металла шва хорошо заметна при сварке плавлением, она является узкой при сварке в твердом состоянии из-за к отсутствию плавления.

Зона термического влияния (ЗТВ) — это часть основного металла, которая не расплавляется во время сварки плавлением, а нагревается до повышенной температуры (ниже температуры плавления соответствующего материала) перед охлаждением до комнатной температуры. ЗТВ располагается вокруг металла шва. ЗТВ не содержит присадочного металла. Основной металл в ЗТВ подвергается нагреву и последующему охлаждению; однако фазового перехода не происходит (это означает, что ЗТВ всегда остается в твердой фазе). Благодаря термическому циклу металлургические и механические свойства ЗТВ могут значительно отличаться от свойств основных металлов. Однако химический состав совпадает с составом основного металла (за исключением изменения состава из-за малого масштаба диффузионного переноса атомов). Геометрия ЗТВ обычно определяется только ее шириной.

Ширина ЗТВ, опять же, зависит от процесса сварки, выбранных параметров, степени нагрева, свойств основного металла, количества проходов и т. д. В то время как ширина ЗТВ имеет большое значение при сварке плавлением, в процессах сварки в твердом состоянии ею можно пренебречь.

Хотя и металл шва, и ЗТВ являются неотъемлемой частью каждого сварного соединения, их характеристики варьируются в зависимости от большого количества особенностей и условий. Обе детали подвергаются термическому циклу и, таким образом, подвержены нежелательным остаточным напряжениям и растрескиванию. В то время как свойства металла сварного шва могут быть изменены во время сварки путем соответствующего выбора состава наполнителя, защитного состава и т. д., то же самое невозможно для ЗТВ. Прочность металла шва в основном остается 100% (если не более) прочности основного металла. Однако область ЗТВ относительно более уязвима к преждевременному отказу в течение срока службы. Таким образом, при сварке, особенно дуговой сварке, особое внимание уделяется поддержанию ширины ЗТВ и ее свойств в допустимых пределах. Различные сходства и различия между металлом шва и зоной термического влияния (ЗТВ) сварного соединения представлены ниже в виде таблицы.

• Термический цикл влияет на некоторые физические, механические и металлургические свойства как металла шва, так и ЗТВ.
• Оба являются неотъемлемой частью сварного соединения. При сварке плавлением отчетливо заметны оба. Однако при сварке в твердом состоянии они обычно узкие.
• Прочность и качество сварного соединения зависят от качества сварного шва и ЗТВ.

Металл сварного шва	Зона термического влияния (ЗТВ)
Металл сварного шва обычно рассматривается как отдельная часть в свариваемом образце, а не как часть основного металла.	ЗТВ обычно рассматривается как неотъемлемая часть основного металла.
Область металла сварного шва находится на стыке двух исходных компонентов.	ЗТВ находится внутри основных компонентов, окружающих сварной шов.
При сварке плавлением металл сварного шва претерпевает фазовое изменение из-за соединения и последующего затвердевания (твердое тело переходит в жидкое и снова жидкое в твердое).	ЗТВ никогда не плавится. Он всегда остается твердым. Таким образом, в ЗТВ не происходит фазового перехода.
Содержит значительную часть присадочного материала (кроме автогенной сварки).	Не содержит наполнителя. Это чисто часть основных материалов.
Химический состав наплавленного валика может отличаться от основного металла.	Химический состав ЗТВ в основном такой же, как у основных металлов.
Свойства металла шва могут быть улучшены во время сварки несколькими способами (такими как правильный выбор состава присадки, защитного газа и т. д.).	Свойства ЗТВ не могут быть улучшены в лучшую сторону во время сварки (ее ширину можно лишь частично контролировать).
Наплавленный валик образуется как при сварке плавлением, так и при сварке в твердом состоянии. Share This Post  :  Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт