Структура зварних з’єднань
Зміст:
Зазвичай у процесі зварювання можна отримати чотири типи зварювальних з'єднань – кутовий, тавровий, нахлестковий та стиковий. Стиковий шов отримують з'єднуючи кромки металевих поверхонь, заздалегідь обробляючи їх залежно від товщини металу. З'єднання металевих пластин внахлестку роблять за допомогою кутових швів, товщина безпосередньо нахльостки повинна бути більше товщини елементів, що з'єднуються від трьох до п'яти разів. Таврові та кутові з'єднання утворюються в процесі проведення зварювання елементів, що знаходяться перпендикулярно один до одного і градус кута з'єднання повинен становити 90.
Розрізняють два види зварювання – вони застосовуються залежно від стану металу у процесі зварювання:
1) Зварювання розплавленого металу – ділянки металу, які необхідно з'єднати, нагрівають до температури плавлення та стикують після зварювання деталей разом без застосування механічних зусиль.
2) Зварювання пластичного металу – нагріті до стану зварювального жару ділянки металу зварюють ударом чи під тиском.
Структура зварних з'єднань.
Процес кристалізації шва відбувається лише тому випадку, якщо швидкість зварювання і середня швидкість кристалізації рівні. Кристалізація починається в той момент, коли зварна дуга пройшла над ділянкою зварювання та покинула його. Розплавлений метал застигає у протилежному процесі зварювання напрямку – тобто до центру зварювального басейну, починаючи біля його країв. Частинки розплавленого та основного металу з'являються на краях розплавленої ділянки – це зміцнює зварний шов.
Перший процес кристалізації протікає швидко, тому що метал дуже швидко остигає - для зупинки процесу кристалізації металу достатньо охолонути всього на 20-30 градусів - тобто його температура повинна бутиміж 1480 та 1510 градусів.
Завершена кристалізація не запускає в металі жодних процесів до охолодження його до 850 градусів, тобто. виходу металу із аустенітної форми. Структура зварних з'єднань стає постійною після охолодження металу до 720 градусів.
Багатошарові шви в основному мають дрібнозернисту структуру, частинки металу в них рівномірно розподілені по всьому об'єму зварної сполуки. Зона термічного впливу при зварюванні це метал, який примикає безпосередньо до зварного шва, але не зачіпається зварювальником у процесі зварювання. Вона ділиться на кілька ділянок:
1) Ділянка зони сплавлення – тут відбувається безпосередньо процес плавки. Якість зварного шва найчастіше безпосередньо залежить від властивостей цієї зони. У цій зоні знаходиться наплавлений метал та метал з ділянки неповного розплавлення.
2) Ділянка перегріву - нагріта в діапазоні 1100-1400 градусів ділянка металу. Якщо нагріта сталь містить велику кількість вуглецю, то вона стане непластичною та в'язкою.
3) Ділянка перекристалізації – ця ділянка в процесі охолодження утворює дрібнозернисту структуру, це підвищує якість та властивості зварного шва.
4) Ділянка неповної перекристалізації – у структурі металу у цій ділянці з'являється кілька нових зерен.
5) Ділянка старіння – процес збільшення міцності та зниження пластичності всього зварного шва залежить від цієї ділянки.
6) Ділянка синеломкости - тут не відбувається ніяких змін, але при зварюванні певних металів ця ділянка може підвищувати міцність зварного з'єднання.
Розплавлення займає від часток секунди до хвилин – це залежить від потужності нагрівання, товщини розплаву та швидкості руху зварної.дуги.
Властивості зварного шва визначаються безпосередньо розмірами навколошовної зони зварювання. Чим менша ця зона, тим надійніше та якісніше вийшло зварне з'єднання. Найменша зона виходить при зварюванні електроннопроменевої та механічної, найбільша – при газозварюванні та електрозварюванні. Також умовний поділ отримав і тип джерела зварювання – електричний, хімічний чи механічний. Виконання зварного шва краще проводити короткими ділянками – в результаті зварні з'єднання вийдуть якіснішими та міцнішими.