Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 23. Влияние нагрева сварочного пламени на структуру сварного шва и зону термического влияния

Сварное соединение можно разделить на три основные зоны, имеющие различную микроструктуру: зону основного металла, зону термического влияния и зону наплавленного металла сварного шва. При газовой сварке вследствие более медленного нагрева зона термического влияния (околошовная зона) больше, чем при дуговой. Зона термического влияния имеет несколько структурных участков, вызванных температурой нагрева в пределах 450—1500°С и отличающихся между собой формой и строением зерна.

Зона термического влияния (рис. 39) состоит из следующих участков: 1 — неполного расплавления, 2 —перегрева, 3 — нормализации, 4 — неполной перекристаллизации, 5 — рекристаллизации и 6 — синеломкости.

Участок неполного расплавления является переходным от наплавленного металла к основному. Он представляет собой область основного металла, нагретого несколько выше температуры плавления, и находится в твердо-жидком состоянии. Характер этого участка определяет качество сварного соединения, так как в нем происходит сплавление кристаллов металла шва с зернами основного металла.

Участок перегрева — область основного, сильно нагретого (от 1100 до 1500° С) металла с крупнозернистым строением и пониженными механическими свойствами. Металл в этой зоне имеет структуру крупных перлитных зерен с ферритной сеткой. В сталях с большим содержанием углерода на участке перегрева возможно образование закалочных структур.

Участок нормализации — это область основного металла, нагретого в пределах от 930 до 1100° С. Металл при этих температурах находится сравнительно недолго и в процессе охлаждения при последующей перекристаллизации приобретает мелкозернистую структуру с наиболее высокими механическими свойствами.

Участок неполной перекристаллизации — область основного металла, нагретого в пределах 720—930°С. Этот участок характеризуется неполной перекристаллизацией, при которой вокруг крупных зерен феррита, не прошедших перекристаллизацию, располагаются мелкие зерна феррита и перлита, образовавшиеся в результате перекристаллизации.

Участок рекристаллизации — область основного металла, нагретого в пределах от 450 до 720° С. Участок характерен восстановлением формы и размеров разрушенных зерен металла, ранее подверженного прокатке или обработке давлением.

Участок синеломкости, лежащий в интервале температур от 200 до 450° С, видимых структурных изменений не получает. Однако характеризуется снижением пластических свойств.

Общая протяженность околошовной зоны при газовой сварке в зависимости от толщины металла составляет примерно от 8 до 28 мм. Для улучшения структуры и свойств металла шва и зоны термического влияния, выполненных газовой сваркой, применяют горячую проковку металла шва, термообработку нагревом сварочной горелкой и общую термообработку сварного изделия нагревом в печах и медленным охлаждением.

вверх страницы