СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Влияние физико-химических реакций. на качество металла шва
В процессе кристаллизации сварочной ванны растворимость
азота, водорода и кислорода снижается скачкообразно и воз-
никают предпосылки для обратного нх выделения. Это может
явиться одним из факторов, способствующих или обусловли-
вающих появление и развитие пор в металле шва.
Одновременно с изложенным повышение концентрации пе-
речисленных газов в металле швов может способствовать сни-
жению механических свойств сварных соединений, образова-
нию трещин и т. д.
Кислород. Как уже отмечалось, окисление металла приво-
дит преимущественно к тому, что продукты раскисления реак-
ций вида (3.23) остаются в закристаллизовавшемся металле
в виде мелкодисперсных оксидных включений, повышая общую
концентрацию в нем кислорода.
Ч>*Г| Повышение общей концентрации
70 ------- кислорода в металле швов спо-
^ собствует снижению пластичио-
SS —-------------- —сти и ударИ0й вязкости металла
(рис. 3.10). В дополнение
|
5 |
||
|
,Дж/см2 |
||
|
% |
в |
|
|
25 20 XV 250 200 150 |
|
0,015 0,025 0,035 СИ,% |
|
Рис. ЗЛО. Зависимости пластичности и ударной вязкости металла KCV, швов, выполненных электродами с основным видом покрытия, от общего содержания кислорода |
|
00 5,% зо |
|
Рис. З. И. Влияние концентрации азота в иизкоуглеродистой стали иа ее механические свойства |
к этому насыщение металла кислородом может явиться одной из причин старения металла шва.
Оксиды по границам зерен снижают ударную вязкость и усталостную прочность. Тонкие пленки оксидов, образующиеся при сварке высоколегированных сталей на поверхности шва, даже в среде защитных газов снижают коррозионную стойкость и их необходимо удалить травлением [7].
Азот. Увеличение концентрации азота в низкоуглеродистых и низколегированных сталях оказывает существенное влияние на их прочностные и пластические свойства (рис. 3.11). Кривая растворимости азота в a-железе, находящегося в равновесии с Fe4N (см. рис. 3.5), показывает, что азот может явиться одной из причин старения металла шва, сопровождающегося повышением его твердости и снижением пластичности и ударной вязкости.
Водород. Может самостоятельно или в сочетании с другими факторами приводить к различным дефектам. В ЗТВ или в наплавленном металле при сварке высокопрочных сталей с повышенным содержанием водорода возможны замедленные хрупкие разрушения. Водород с течением времени после сварки может диффундировать в ЗТВ и таким образом достигать критической концентрации. Это приводит, например, к образованию холодных подваликовых трещии [7].
В наплавленном металле, содержащем водород, при быстром охлаждении могут образоваться микротрещины, снижающие усталостную прочность. Если при охлаждении трещины ие образуются, снижение выносливости из-за растворенного в стали водорода не наступает до тех пор, пока циклическое нагружение не вызывает пластическую деформацию и тем самым необратимые повреждения материала.
