Образование и строение зоны термического влияния

Металл шва — сплав, образованный расплавленным основным и наплавленным металлами или только переплавленным основным металлом. На рис. 2-47 приведена схема строения зоны термического влияния при сварке однослойного стыкового шва на конструкционных сталях. Температура нагрева различных участков зоны термического влияния находится в пределах от точки плавления металла (у шва) до начальной температуры основного металла.

При нагреве и последующем остывании в этих участках изменяются структура и свойства металла. Наряду с тепловым воздействием основной металл околошовной зоны, как правило, претерпевает и пластическую деформацию.

Образование и строение зоны термического влияния

Зона термического влияния является обязательным спутником шва при всех видах электрической сварки плавлением. Ширина ее изменяется в достаточно широких пределах в зависимости от способа и режима сварки, состава и толщины основного металла и ряда других факторов.

Строение и кристаллизация сварного шва

Ширина переходной зоны зависит от природы источника нагрева, теплофи-зических свойств, состава и толщины (до определенных пределов) основного металла, режима сварки и других факторов.

Сварное соединение

Металл на этом участке претерпевает аллотропические превращения. Характер вторичной структуры металла на этом участке зависит от его состава и термического цикла сварки. Например, при электрошлаковой сварке низкоуглеродистой стали образуется крупнозернистая видманштеттова структура. Задача выбора рациональной технологии сварки сводится в первую очередь к обеспечению наименьшего ухудшения свойств металла на этом участке.

Он включает металл, приобретший в процессе нагрева полностью аустенитную структуру. Поэтому здесь наряду с зернами основного металла, не изменившимися в процессе сварки, присутствуют зерна, образовавшиеся при перекристаллизации. Изменения структуры металла на этом участке значительно меньше влияют на качество сварного соединения углеродистых конструкционных сталей, чем изменения, происходящие в первых трех участках.

Тонкодисперсные выделения и скопления атомов уменьшают величину пластической деформации, что приводит к повышению прочности и снижению пластичности металла. Следует учитывать также некоторое разупрочнение металла, если он до сварки был подвергнут упрочняющей термической или механической (наклеп) обработке.

Так как этот участок расположен вне зоны концентрации напряжений, наличие его в большинстве случаев не представляет непосредственной опасности для работоспособности конструкции. При многопроходных швах строение околошовной зоны другое.

Проведен микроскопический анализ сварного соединения углеродистой стали. Исследования проводились на образцах малоуглеродистой стали. Изучены зоны сварного соединения. Это становится возможным при получении определенной микроструктуры сварного шва, что зависит от различных параметров сварки. Предметом наших исследований являлся сварной шов конструкций из углеродистых сталей.

Для начала нужно исследовать и изучить микроструктуру сварного соединения низкоуглеродистой стали, что мы и сделали в данной работе. Поэтому химический состав этой зоны отличен от химического состава основного металла. Основной металл– металл подвергающихся сварке соединяемых частей, чаще это малоуглеродистая сталь после прокатки.

Мы будем исследовать влияние скорости охлаждения на структуру и зону термического влияния различных сталей при сварке. При сварке других металлов и сплавов характер структур в околошовной зоне может быть другим.

Еще интересное: