Структура сварных соединений.

Сварное соединение при сварке плавлением включает в себя сварной шов, образовавшийся в результате кристаллизации сварочной ванны, зону сплавления и зону термического влияния, представляющую часть основного металла, непосредственно примыкающую к сварному шву и подвергающуюся тепловому воздействию при сварке, вызывающему изменение структуры и свойств. Изменение температуры металла во времени называют термическим циклом сварки. Максимальная температура нагрева в разных участках соединения различна.

При сварке низкоуглеродистых сталей в ней отмечают участки неполного расплавления, перегрева, нормализации, неполной перекристаллизации, рекристаллизации и синеломкости.

Рис. 8.1. Структура сварного шва

I – Полной перекристаллизации. Основной металл нагревается от А_с3 -Т_пл

II –Неполной перекристаллизации. Нагрев А_с1 – А_с3

III – Участок отпуска.

I – делится на 2 зоны 1′ > 1200 °C – зона перегрева

1′ < 1200 °C – зона перекристаллизации и уменьшенное зерно.

В зоне перегрева металл имеет высокие критические температуры хрупкости.

Участок неполного расплавления примыкает непосредственно к сварному шву и представляет собой узкую область (0,1-0,4мм) основного металла, нагревавшегося до частичного оплавления зёрен. Участок перегрева – область основного металла, нагреваемого до 1100-1450°C, в связи с чем металл имеет крупнозернистую структуру и пониженные механические свойства. Участок нормализации (перекристаллизации), область основного металла, нагреваемого до 900-1100°C. Участок обладает высокими механическими свойствами, так как при охлаждении образуется мелкозернистая структура. Участок неполной перекристаллизации нагревается до 725-900°C, образуя смесь мелких перекристаллизовавшихся зёрен и крупных зёрен, которые не успели перекристаллизоваться. Участок рекристаллизации характеризуется ростом зёрен, огрублению структуры, разупрочнением металла, нагревом до 450-725°C. Участок синеломкости практически не отличается от основного металла. Понижается пластичность и вязкость металла. Нагрев до температуры 200-450°C.

Неравномерность нагрева различных зон и неоднородность структуры шва и околошовных зон вызывает возникновение внутренних напряжений и как следствие различные деформации и коробление шва. Всё это приводит к ухудшению механических свойств сварных соединений. От внутренных напряжений избавиться невозможно, но различные местные нагревы и механические оправки снижают их влияние.