Скорость - кристаллизация - металл
Cтраница 2
Первичная кристаллизация металла сварочной ванны имеет прерывистый характер, вызванный выделением перед фронтом кристаллизации скрытой теплоты кристаллизации. Это приводит к характерному слоистому строению шва и появлению ликвации в виде слоистой неоднородности, которая в наибольшей степени проявляется вблизи границы сплавления. Слоистая ликвация также зависит от характера и скорости кристаллизации металла сварочной ванны. Слоистая и дендритная ликвации уменьшаются при улучшении условий диффузии ликвирующих элементов в твердом металле. [16]
 |
Раскислительная способность элементов при температуре 1600 С ( А. М. Самарин. [17] |
На пористость швов существенно влияет скорость кристаллизации сварочной ванны. При большой скорости кристаллизации металла рост кристаллитов обгоняет рост и всплывание пузырька газа, и пузырек запутывается в металле, в результате чего образуется пора. Снижение скорости сварки, увеличение объема сварочной ванны, уменьшение теплоотвода в основной металл и увеличение его начальной температуры снижают скорость кристаллизации металла и уменьшают пористость швов. Некоторое влияние оказывает и форма сварочной ванны. Повышение значения коэффициента формы шва приводит к уменьшению вероятности возникновения пор, так как при этом улучшаются условия для всплы-вания пузырьков в результате выдавливающего действия растущих дендритов. [18]
Литье намораживанием применяют для изготовления лент, труб с внутренними и наружными ребрами и других сложных профилей из малопластичных сплавов. На поверхность расплавленного металла помещают плиту из огнеупорного материала, в которой имеется отверстие такого профиля, как профиль будущего литого изделия. Внутрь отверстия вводят затравку, к которой приваривается металл. При вытягивании затравки со скоростью, не превышающей скорости кристаллизации металла, из отверстия плиты извлекается заготовка соответствующего профиля. [19]
Литье намораживанием применяют для изготовления лент, труб с внутренними и наружными ребрами и других сложных профилей из малопластичных сплавов. На поверхность расплавленного металла помещают ПЛИТУ из огнеупорного материала, в которой имеется отверстие такого профиля, как профиль будущего литого изделия. Внутрь отверстия вводят затравку, к которой приваривается металл. При вытягивании затравки со скоростью, не превышающей скорости кристаллизации металла, из отверстия плиты извлекается заготовка соответствующего профиля. [21]
Подрезы ( рис. 83) представляют собой углубления в основном металле, идущие по краям сварного шва. Глубина подреза может достигать нескольких миллиметров. Причиной образования подрезов может быть большая сила тока и повышенное напряжение, смещение электрода относительно оси шва, неудобное пространственное положение шва при сварке, небрежность или недостаточная квалификация сварщика. Незаполнение углубления металлом и появление подреза определяются соотношением скорости кристаллизации металла шва и заполнения углубления жидким металлом. Поэтому устранить подрезы можно, уменьшив скорость кристаллизации или увеличив скорость заполнения углубления металлом. Обычно снижают скорость кристаллизации за счет уменьшения скорости сварки, предварительного подогрева деталей или применения многоэлектродной сварки, однако влияние предварительного подогрева, очевидно, связано не только со снижением скорости кристаллизации металла, но и с улучшением смачиваемости твердого металла расплавленным металлом вследствие меньшей разности температур между ними. Уменьшая рабочую толщину металла, подрезы являются местными концентраторами напряжений от рабочих нагрузок и могут привести к разрушению сварных швов в процессе эксплуатации конструкций. Причем более опасными являются подрезы, расположенные поперек действующих на них усилий в угловых и стыковых швах. При сварке на больших токах и высоких скоростях иногда отмечается отсутствие зоны сплавления между основным и наплавленным металлами. [22]
Зональная ликвация в металле шва вызывается неодновременной кристаллизацией периферийных его зон и средней части. Содержание примесей в остающемся жидком расплаве при этом несколько возрастает. Затвердевающий в последнюю очередь металл средней части шва оказывается, таким образом, более загрязненным примесями и образует так называемую зону слабины шва. Зональная ликвация проявляется, однако, только в однопроходных узких швах значительного сечения. С уменьшением сечения шва увеличивается охлаждение сварочной ванны и возрастает скорость кристаллизации металла, благодаря чему ликвирующие примеси не успевают оттесняться к центру шва и в большом количестве фиксируются в твердом растворе междендритных пространств либо у граней ячеек кристаллитов. В результате этого примеси ( сера, фосфор, углерод) в различных зонах шва распределяются более или менее равномерно. [23]
Подрезы ( рис. 83) представляют собой углубления в основном металле, идущие по краям сварного шва. Глубина подреза может достигать нескольких миллиметров. Причиной образования подрезов может быть большая сила тока и повышенное напряжение, смещение электрода относительно оси шва, неудобное пространственное положение шва при сварке, небрежность или недостаточная квалификация сварщика. Незаполнение углубления металлом и появление подреза определяются соотношением скорости кристаллизации металла шва и заполнения углубления жидким металлом. Поэтому устранить подрезы можно, уменьшив скорость кристаллизации или увеличив скорость заполнения углубления металлом. Обычно снижают скорость кристаллизации за счет уменьшения скорости сварки, предварительного подогрева деталей или применения многоэлектродной сварки, однако влияние предварительного подогрева, очевидно, связано не только со снижением скорости кристаллизации металла, но и с улучшением смачиваемости твердого металла расплавленным металлом вследствие меньшей разности температур между ними. Уменьшая рабочую толщину металла, подрезы являются местными концентраторами напряжений от рабочих нагрузок и могут привести к разрушению сварных швов в процессе эксплуатации конструкций. Причем более опасными являются подрезы, расположенные поперек действующих на них усилий в угловых и стыковых швах. При сварке на больших токах и высоких скоростях иногда отмечается отсутствие зоны сплавления между основным и наплавленным металлами. [24]
Поэтому легкоплавкие соединения металла шва могут стать причиной возникновения кристаллизационных трещин. При сварке углеродистых и низколегированных сталей большую роль в появлении кристаллизационных трещин играет сера, образующая легкоплавкие соединения. Однако влияние серы зависит от вида и количества легирующих компонентов в металле. Большое число экспериментальных данных свиде-тельстеует о том, что появлению кристаллизационных трещин в значительной мере способствует повышение концентрации углерода в металле. При сварке высоколегированных сталей углерод может стать непосредственной причиной возникновения кристаллизационных трещин. В меньшей мере на процесс образования трещин влияет содержание кремния. Особенно кремний способствует этому при сварке аустенитных хромонике-левых сталей. Возрастает склонность металла шва к появлению кристаллизационных трещин и при наличии в металле фосфора. К наиболее распространенным элементам, которые снижают опасность образования кристаллизационных трещин, относятся кислород, марганец и хром. На появление трещин в металле шва влияет также форма сварочной ванны, обусловливающая скорость кристаллизации металла, а также напряженное состояние металла шва. Если сварочная ванна имеет форму, близкую к форме падающей капли, в ее хвостовой части возникают высокие растягивающие напряжения, облегчающие образование трещин. От формы шва зависит и критическое содержание углерода и кремния в металле, при котором возникают кристаллизационные трещины. [25]
Страницы: 1 2