СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Микроструктура металла зоны термического влияния

В зоне термического влияния сварного со­единения из низкоуглеродистой стали различа­ют следующие участки: неполного расплавле­ния, перегрева, полной перекристаллизации или нормализации, неполной перекристаллизации, рекристаллизации и синеломкости (рис. 20).

Участок неполного расплавления — переход­ный от наплавленного металла к металлу сва­риваемой детали. Ширина этого участка очень

J Наплавленный металл °С 1 а

и? Учосток пєрєврєио.

ПООл

----------------------- 4100

Участок норма- лизациа 1000

________ 900

ISiacmoKнеполной пё I жкристаллшщии

І і ^чшисталли - ст.

І |

1 I г'чЯюй—.

синелом-- кос - ти

100

5 6

0 1 г

% углерода

Рис. 20. Схсч_ строения зоны термического влияния при ручной дуговой св іркс низкоуглеродистой стали:

Цифрами I—6 обозначены одни и те же участки на разрезе сварного соединения, на кривой распреде­ления максимальных температур и шкале темпера-[3] тур на части диаграммы Fe—С мала, она измеряется микронами, но его роль в сварном соединении весьма важна. Здесь про­исходит сплавление, Т. е. образование металли­ческой связи между металлом шва и сваривае­мой деталью. Если между зернами имеется пленка окислов или осажденных газов, то в этом месте не произойдет прочной металличе­ской связи и этим можно объяснить образова­ние трещин в зоне сплавления.

Участок перегрева находится в границах температур нагрева металла 1100—1450°С и характеризуется значительным ростом зерна. Поверхность перегрет - 'X зерен может превы­шать поверхность начальных зерен в 16 раз при ацетилено-кислородной и в 12 раз при дуговой сварке. Перегрев снижает механические свой­ства стали, главным образом пластичность и сопротивление ударным нагрузкам. Эти свой­ства тем ниже, чем крупнее зерна и шире учас­ток перегрева. Перегретый металл является самым слабым местом в сварном соединении, поэтому здесь чаще всего оно и разрушается.

По мере удаления от шва температура ме­талла понижается. В пределах температур 900— 1100 °С находится участок полной перекристал­лизации или нормализации с мелкозернистой структурой. Мелкозернистая сталь в интервале температур от —40 до +200“С обладает вы­сокой прочностью и пластичностью, большей, чем основной металл.

При температурах нагрева 720—900°С про­исходит неполная перекристаллизация: наряду с крупными зернами в этом участке остаются и более мелкие. По прочности металл этого участка занимает промежуточное положение между металлом на участке полной перекрис­таллизации и основным металлом.

Участок, нагревавшийся от 450 до 723°С, называется участком рекристаллизаций; в нем структура стали не изменяется, а происходит лишь восстановление прем ней формы и разме ■ ров зерен деформированных при холодной, прокатке металле Если до "варки основной металл не подвергался холодной пластической деформации, то процесс рекристаллизации про­исходить не будет.

На участке, нагретом ниже 450°С, структура стали не отличается от структуры основного металла. Однако сталь, нагретая от 100 до 450°С, обладает пониженні іми механическими свойствами, что объясняется выпадением из твердого раствора чрезвычайно мелких частип различных примесей, располагающихся по гра­ницам зерен. Это явление называют синеломко -

vr>io (тс «пература синих цветов побежалости). Кроме того, снижение пластичности происхо­дит и под влиянием пластических деформаций сварки. Для низкоуглеродистой стали это соот­ветствует температурам нагрева свыше 100°С.

Ширина зоны термическою влияния зави­сит грежде всего от погонной энергии при сварке. При ручной сварке она составллет 5— 6 мм, при автоматической сварке под флюсом в зависимости от толщины металла и режи­ма — от 0,5 до 10 мм, при газовой сварке — 25 мм.