Термический цикл сварки и структура сварного соединения.

Присварке плавлением в результате нагрева в околошовной зоне протекают следующие процессы: фазовая перекристаллизация; рост зерен; гомогенизация высокотемпературной фазы и ее превращение при охлаждении.    

Фазовая перекристаллизация – это переход перлита и феррита в аустенит.

Гомогенизацией называется процесс создания однородной структуры в сплавах в результате ликвидации концентрационных микронеоднородностей, образующиеся в сплавах при кристаллизации.

Сварные швы имеют целый комплекс структур наплавленного металла и металла, который в процессе сварки подвергается нагреву. Рассмотрим различные участки структуры сварного шва.

Участок наплавленного металла (шва) имеет столбчатое строение. Столбчатые кристаллы от переходной зоны между участком неполного расплавления и наплавленным металлом направлены в глубь шва.

Кристаллит состоит из отдельных дендритов, имеющих общую направленность.

На участке неполного расплавления первичная структура характеризуется химической неоднородностью, вторичная структура имеет структуру аустенит. Эта зона не велика и составляет от 0,1 до 0,5мм.

На участке перегрева может образоваться крупнозернистая структура, которая придает металлу наименьшую пластичность и ударную вязкость. Ширина зоны участка 3÷4мм.

Участок нормализации – характеризуется мелкозернистым строением металла. Ширина участка от 0,2 до 4÷5мм.

На участке не полной перекристаллизации не все зерна основного металла подвергаются перекристаллизации. Ширина этой зоны от 0,1 до 5мм.

Рекристализационный участок появляется при сварке пластических деформированных сталей ширина участка от 0,1 до1,5мм.

Участок синеломкости расположен за участком рекристаллизации, структура металла здесь не отличается от исходной структуры, на этом участке температура нагрева достигает 200÷400°С.

Ширина зоны термического влияния зависит от количества тепловой энергии, приходящейся на единицу длины шва, - погонной энергии. При ручной дуговой сварке, например, стали ширина ЗТВ составляет 5...6 мм,

Магнитное дутьё.

Называется отклонение дуги от оси электрода в результате действия магнитных полей или ферромагнитных масс при сварке.

Под дутьем понимается явление, при котором электрическая дуга удлиняется вследствие отклонения по центральной оси и издает при этом шипящий звук. Вследствие этого отклонения могут возникать непровары. Таким образом, провар может оказаться недостаточным, и при сварочном процессе с ведением шлака при опережающем движении шлака в шве могут возникать шлаковые включения.

Отклонение производится силами, возникающими в окружающем магнитном поле. Как любой проводник, по которому течет ток, электрод и электрическую дугу также окружает кольцеобразноe магнитное поле, которое отклоняется в области дуги при переходе в основной материал. При этом магнитные силовые линии на внутренней стороне уплотняются, а на внешней расширяются –Рис. 19 (a). Дуга отклоняется в область с меньшей плотностью токовых линий. При этом она удлиняется и из-за повышения дугового напряжения издает шипящий звук. Противоположный полюс также оказывает отталкивающее воздействие на дугу.

Другая магнитная сила возникает из-за того, что магнитное поле лучше распространяется в ферромагнитном материале, чем в воздухе. Поэтому электрическая дуга притягивается большой массой стали –Рис. 19 (b). Это проявляется, например, в том, что при сварке на поддающемся намагничиванию материалу на кромках листа дуга отклоняется внутрь.

Отклонение дуги можно компенсировать путем соответствующего наклона электрода – Рис. 19 (c). Поскольку дутье при сварке постоянным током особенно сильно, его следует избегать или хотя бы существенно снизить выбором сварки переменным током, если это возможно. Особенно сильным дутье может стать из-за окружающих масс стали при сварке корня. Здесь может помочь подход, когда магнитный поток поддерживается близко расположенными друг к другу, не слишком короткими прихватками.

                                        Отклонение электрической дуги окружающими магнитными полями.