Характерные зоны сварных соединений
Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно разделить на несколько зон, отличающихся химическим составом, макро - и микроструктурой и другими признаками: сварной шов, зону сплавления, зону термического влияния и основной металл (рис. 13.1). Сварной шов характеризуется литой макроструктурой металла. Ему присуща первичная микроструктура кристаллизации, тип которой зависит от условий кристаллизации шва (см. гл. 12).
Зона термического влияния (ЗТВ) — участок основного металла, примыкающий к сварному шву, в пределах которого вследствие теплового воздействия сварочного источника нагрева протекают фазовые и структурные превращения. Это часто приводит к тому, что ЗТВ имеет отличные от основного металла вторичную микроструктуру и величину зерна. В ЗТВ выделяют околошовную зону (ОШЗ). Она располагается непосредственно у сварного шва и состоит из нескольких рядов крупных зерен, в том числе оплавленных. Поверхность сплавления отделяет металл шва, имеющий литую макроструктуру, от ЗТВ в основном металле, имеющем макроструктуру проката или рекристаллизо-
|
Рис. 13.1. Характерные зоны сварных соеди - нений, отражающие степень влияния сварочного термического цикла: 7Л и Тс — температуры ликвидуса и солидуса; ТП — температура начала фазовых н структутр - ных превращений; 1 — шов; II — ЗТВ; III— основной металл; IV — ОШЗ, V — ЗС |
ванную макроструктуру литой или кованой заготовки. На поверхности шлифов, вырезанных из сварного соединения и подвергнутых травлению, она при небольших увеличениях наблюдается как линия или граница сплавления (ЛС). Зона сплавления (ЗС) — это зона сварного соединения, где происходит сплавление наплавленного и основного металла. В нее входят узкий участок сварного шва, расположенный непосредственно у линии сплавления, а также оплавленный участок ОШЗ. Первый участок образуется вследствие недостаточно эф-
фективного переноса расплавленного основного металла в центральные части сварочной ванны. В случае применения разнородных наплавленного и основного металлов этот участок отчетливо наблюдается в виде переходной прослойки. Последняя имеет, существенно отличающиеся от металла шва и ЗТВ химический состав, вторичную микроструктуру и механические свойства. На оплавленном участке 01113 возможно появление жидких прослоек между зернами, имеющих смешанный состав в результате перемешивания наплавленного и основного металлов. Распределение элементов по ширине ЗС имеет сложный характер, который определяется процессами перемешивания наплавленного и основного металла, диффузионного перераспределения элементов между твердой и жидкой фазами и в твердой фазе на этапе охлажденйя (см. гл. 12).
Основной металл, который не претерпевает изменений при сварке, может влиять на превращения в ЗТВ в зависимости от его макро - и микроструктуры, определяемых способом первичной обработки металла (прокатка, литье, ковка, деформирование в холодном состоянии) и последующей термической обработкой (отжиг, нормализация, закалка с отпуском, закалка со старением и т. п.).
