СВАРКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ

Сварка металлов плавлением представляет собой более сложный металлургический про­цесс по сравнению с металлургическим процес­сом, происходящим при получении металли­ческих отливок.

Характерными особенностями сварки ста­лей являются следующие:

1. Высокая температура нагрева металла. При дуговой сварке температура сварочной ванны достигает 2300°С вместо 1700°С в мар­теновской печи.

2. Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне. При ручной сварке покрыты­ми электродами он редко достигает 2 см3.

3. Кратковременность процесса. Время от начала расплавления до застывания сварочной ванны составляет несколько секунд; охлажде­ние протекает со скоростью 5—15°С/с.

Высокая температура в зоне дуги приводит к быстрому плавлению электродного металла, покрытия, флюса,' а также металла сваривае­мых частей. Молекулы кислорода, азота, во­дорода, находящиеся в воздухе в зоне дуги, частично распадаются на атомы и ионы. В ато­марном состоянии эти элементы обладают вы­сокой активностью, вступают в химические соединения с элементами расплавленной стали и растворяются в ней, образуя после остывания хрупкий металл. Высокая температура при сварке приводит также к испарению, выгора­нию и разбрызгиванию металла и других ве­ществ, находящихся в зоне сварки.

Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне и относительно холодный твердый металл свариваемых частей вызывают интенсивный отвод тепла в свариваемое изде­лие, в результате чего химические реакции между расплавленным металлом и шлаком про­текают за очень короткое время, не успевая полностью завершиться и не создавая равнове­сия, как это обычно происходит в большом ме­таллургическом процессе. Быстрое затверде­вание и кристаллизация металла шва отража» ются на структуре и механических свойствах металла шва и металла свариваемых частей. Химический состав, структура и механические свойства металла шва зависят не только от со­става присадочного металла и металла сва­риваемых частей, но также в значительной сте­пени и от характера и интенсивности химических реакций при сварке. Поэтому при определении свойств и прочности металла шва, а также свойств и прочности всего 'сварного соединения приходится учитывать указанные особенности сварочного процесса.