ОСНОВЫ СВАРОЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Влияние нагрева детали при ремонте на напряженное со­стояние металла и его структуру

При ремонтном восстановлении деталей двигателя, трансмис­сии, рамы и элементов кузова автомобиля часто приходится использо­вать термическое воздействие на металл в виде термомеханической и термической правки деталей или сварки отдельных элементов кузова. В результате нагревания происходит расширение металла. Противо­действие соседних холодных участков приводит к появлению сжи­мающих усилий, а поэтому невозможно избежать усадки всей конст­рукции и появления в ней напряжений. Особенно это заметно при вы-

полнении сварочных работ, когда коробление напрямую связано со сварочными напряжениями (чем больше степень коробления, тем меньше сварочные напряжения, и наоборот).

В большинстве случаев авто-ремонта используется сварка плав­лением, при которой окончательное соединение в виде сварного шва формируется после полного остывания конструкции. При плавлении и последующем охлаждении любого конструкционного металла его первоначальная структура меняется коренным образом, что неизбеж­но ведет и к изменению физико-механических свойств детали и ухуд­шению её эксплуатационных характеристик. Кузовная листовая сталь имеет мелкозернистую структуру и повышенные прочностные свой­ства, полученные в результате многократной прокатки стального слитка. При повторном плавлении во время сварки структура металла в этой зоне огрубляется, приближаясь к крупнозернистой литой, а прочностные свойства снижаются. Кроме того, нагрев и охлаждение прилегающих участков (зона термического влияния), ослабляют ме­талл в этой зоне и ведут к его короблению. Расплавленный металл ак­тивно реагирует с окружающей средой, содержащей такие элементы, как кислород, азот, водород и углерод. Железо образует с этими эле­ментами стойкие соединения, которые снижают механические свойст­ва стали или чугуна и повышают хрупкость шва. Существенное влия­ние на новообразование структуры металла шва оказывает скорость его остывания. Чем быстрее нагрев, ниже температура нагрева и ко­роче время сварки и чем быстрее остывание шва, тем меньше величи­на зерна, а, следовательно, лучшие характеристики прочности шва.

Появление сжимающих напряжений в металле при его локаль­ном нагреве широко используется при термической правке и рихтовке деталей.

В качестве источника тепла при этом часто применяют свароч­ное пламя ацетиленовой горелки. В результате, может возникнуть на­углероживание в зоне действия пламени, а следовательно, упрочнение поверхности (поверхностная закалка), которое можно избежать регу­лировкой горелки на нормальное пламя.

Локальный нагрев стальной панельной детали кузова при тер­мической правке - рихтовке необходимо ограничивать температурой 600. 650°С (красно - вишневый цвет). Выше этой температуры начи­нается обычная пластическая деформация, металл «течет» без возник­новения каких-либо напряжений в нем. Для этого сопло горелки не следует приближать к панели ближе, чем на 40.50 мм. Хорошие ре­зультаты при терморихтовке панелей кузова достигаются при нагреве не ацетиленовой горелкой («рассредоточенным» пламенем), а при по­мощи одноэлектродного аппарата контактной сварки - споттера, ко­торый способен целенаправленно нагреть поверхность в форме точки. Следовательно, проведение восстановительных кузовных с использо­ванием локального нагрева необходимо выполнять при температуре и давлении, которые не оказывают влияния на прочность материала и его напряженное состояние.