2015-04-01
856
Необходимым условием выполнения сварки является введение определенной энергии для активации состояния поверхности. Эта энергия сообщается в виде теплоты, упругопластической деформации и электронного, ионного и других видов облучения. При сварке давлением обычно свариваемые поверхности нагреваются до температуры не выше температуры рекристаллизации (0,7-0,8)Тпл. Это позволяет достигнуть уровня пластического деформирования, разрушить и вытеснить со свариваемой поверхности окисные пленки без изменения структурного состояния металла, а также сблизить для активной диффузии атомов в плоскости соединения деталей с образованием межатомных связей.
В результате происходит ослабление связей поверхностных атомов металлов, металлов и кристаллических неметаллических материалов, образуются общие для соединяемых заготовок кристаллические решетки. При сварке пластмасс на поверхностях происходит объединение частей молекулярных цепей.
Сварное соединение включает сварной шов и околошовную зону. Сварной шов является частью соединения и образуется путем плавления присадочного (сварочного) материала и заполнения зоны, ограниченной углами разделки кромок. При сварке без присадочных материалов шов образуется плавлением металла кромок свариваемых деталей.
|
|
|
В околошовной зоне выделяют участки основного металла, подвергающиеся в процессе сварки значительному тепловому воздействию. Такое воздействие может привести к структурным изменениям в металле, вплоть до образования закалочных структур и, как следствие, трещин. Их размеры и характер расположения зависят от применяемых способа сварки, марки свариваемой стали, разделки кромок, конструктивных особенностей свариваемой детали и других факторов. Для устранения или снижения такого воздействия применяют различные технологические приемы, в том числе предварительный и сопутствующий подогрев, снижение объема сварочной ванны, соответствующей техникой сварки, величины сварочного тока, увеличение скорости сварки, применение специальных технологических приемов и др.). Такие области, показанные на рис.8, называются зонами термического влияния (ЗТВ).
Сварной шов
| 1 – обожженного зерна; | ||||||||||
| 2 – закалочных структур; | ||||||||||
| 3 – нормализации; | ||||||||||
| 4 – неполной нормализации; | ||||||||||
| 5 - рекристаллизации; | ||||||||||
| 6 - синеломкости. | ||||||||||
  
|
Рис.. Микроструктура зон термического влияния.
|
|
|
Выделяют обычно шесть участков: частично оплавленного зерна (область твердожидкого состояния – формирование кристаллитов, соединение основного металла и металла ванны); закалочной структуры с крупнозернистым строением (область перегрева – приводит к снижению пластичности сварного соединения); нормализации с мелкозернистым строением (область перекристаллизации – происходит образование мелкого зерна, что обеспечивает высокие механические свойства); неполной нормализации (область неполной перекристаллизации); рекристаллизации (область старения – выделение избыточного углерода и азота в виде нитридов и карбидов вокруг границ зерен стали); синеломкости (не имеет заметных структурных изменений) металл несколько разупрочнен.
Наибольшую опасность представляют первые два участка ввиду значительной концентрации напряжений и наибольшей вероятности образования трещин. Как правило, разрушение сварных соединений в процессе эксплуатации происходит по этим зонам.
