СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Характерные зоны сварных соединений

Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением, можно разделить на несколько зон, отличающихся макро - и микро­структурой, химическим составом, механическими свойствами и другими признаками: сварной шов, зону сплавления, зону термического влияния и ос­новной металл (рис. 5.1). 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.

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 в твердом металле. В результате этого ЗТВ имеет отличные от основного металла величину зерна и вторичную микрострук­туру. Часто выделяют околошовный участок ЗТВ или около - шовную 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 рекри - сталлизованную 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 его 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.).