ТЕОРИЯ сварочных процессов

Деионизация

В любой точке стационарного разряда концентрация заряжен­ных частиц любого типа определяется равенством скоростей обра­зования и потерь частиц в этой точке. Ионизация в плазме приводит к разделению зарядов, но электрическое притяжение ограничивает степень возможного разделения и плазма остается квазинейтраль- ной. Наряду с ионизацией непрерывно происходят уравновеши­вающие ее процессы деионизации. К ним относятся рекомбинация заряженных частиц в нейтральные, захват электронов (прилипание), Дрейф проводимости и диффузионные процессы, выравнивающие концентрацию (амбиполярная диффузия).

В практике лабораторных экспериментальных исследований свариваемости, как правило, применяют сварные образцы специ­альной конструкции или образцы с имитацией сварочных терми­ческих или термодеформационных циклов. В результате испыта­ний таких образцов определяют склонность материала к образованию дефектов при сварке, характеристики структуры, ме­ханические и специальные свойства сварных соединений или зон имитации, значения которых используют для установления отно­сительных количественных показателей свариваемости. Относи­тельные показатели определяют по соотношению одноименных свойств металла сварного соединения и основного металла (на­пример, твердости, ударной вязкости зоны термического влияния и основного металла). Их применяют для сравнительной оценки качества материала в отношении его реакции на процесс сварки независимо от вида сварных конструкций.

Традиционно принято различать несколько качественных сте­пеней технологической свариваемости: хорошая, удовлетвори­тельная, ограниченная и плохая.

Проводя прикладную оценку свариваемости на основании ре­зультатов испытаний, по отдельным показателям свариваемости (или их сочетаниям) судят о поведении сварных соединений при эксплуатации определенного вида конструкций. Число показате­лей свариваемости должно быть равно числу характеристик и свойств, обеспечивающих работоспособность сварных соедине­ний. Часто пользуются набором основных показателей сваривае­мости, типовых для каждого вида материалов и условий эксплуа­тации, соответствующих назначению сварных конструкций. Например, для сварных соединений, выполняемых из углероди­стых и легированных сталей, принимают следующие показатели свариваемости:

— сопротивляемость образованию горячих трещин;

— сопротивляемость образованию холодных трещин;

— значения основных механических свойств шва и зоны тер­мического влияния;

— сопротивляемость хрупкому разрушению;

— сопротивление развитию трещиноподобных дефектов.

В соответствии с особенностями рабочих нагрузок и условий эксплуатации назначаются и другие показатели: выносливость при циклических нагрузках, хладостойкость при эксплуатации в усло­виях низких температур и т. п.

Достаточными показателями свариваемости материала счита­ются те, которые равны или выше нормативных значений требуе­
мых свойств согласно техническим условиям на эксплуатацию дан­ного типа сварных конструкций. Если все показатели свариваемости являются достаточными, т. е. все требования к эксплуатационным свойствам сварных соединений с принятыми допущениями удовле­творяются, то свариваемость материалов считается достаточной. Если не обеспечивается минимально приемлемый уровень хотя бы одного показателя свариваемости, то свариваемость материала счи­тается недостаточной. Следует отметить, что при таком подходе свариваемость одного и того же материала может быть оценена раз­лично в зависимости от назначения сварного изделия.

Наряду с экспериментальными используются расчетные мето­ды определения показателей свариваемости, в том числе специ­альные компьютерные программы, учитывающие химический со­став, тип соединения, способ и режимы сварки и другие факторы.