Сварка. Резка. Металлообработка
Сварка  
Резка  
Металлообработка  
Оборудование для сварки, резки, металлообработки
сварка и резка металла металлообработка
Понедельник, 26.06.2017, 16:47. Вы зашли как Гость
Форум | Главная | Регистрация | Вход | RSS

Профессионально о сварке

Технологии сварки [53]
Сварка различных конструкций [38]
Механизация и автоматизация производства [14]
О сварочном оборудовании в деталях [23]
О сварочных материалах в деталях [18]
Техника безопасности и защита при сварке [24]
Контроль качества сварки [58]
Основы сварки [57]
Сварка в прошлом [14]
Металлы и сплавы [20]
Производители сварочного оборудования [5]
Интересное из мира сварки [12]

Сварка


Пайка. Напыление. Наплавка


Резка


Металлообработка


Справочник


К сведению


Наш опрос

Какая информация на портале Вам наиболее интересна?
Всего ответов: 3504

Наша кнопка

Сварка. Резка. Металлообработка
Получить код кнопки

добавить на Яндекс

Главная » Статьи » Профессионально о сварке » Контроль качества сварки

Сварочный процесс и образование дефектов


Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек - в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки - в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


При обработке материалов независимо от вида технологического процесса практически всегда образуются различные дефекты. Вид дефектов, механизм их образования зависят от особенностей применяемого технологического процесса.

К сожалению, и сварочный процесс, подобно другим технологическим процессам, не является исключением, и применение его при производстве различных изделий также приводит к образованию дефектов. Чтобы понять причины появления дефектов в сварных соединениях, кратко рассмотрим особенности сварочного процесса.

При сварке плавлением образование различных дефектов определяется характером взаимодействия жидкого и твердого металлов, а также металлов с газами и шлаком. На взаимодействие этих фаз, на структурные превращения в фазах в зависимости от способа сварки влияют тепло сварочной дуги, электронного и светового лучей и так далее.

Нагрев, плавление, испарение, кристаллизация и охлаждение металла, переход вещества из одной фазы в другую, распределение вещества внутри фазы, взаимодействие различных компонентов — все эти и многие другие процессы характерны для сварочных процессов. Поскольку все или часть из этих процессов протекают в различных участках зоны сварки одновременно, изучение всего процесса в целом является сложной и трудноразрешимой задачей. Поэтому рассмотрим отдельно процессы кристаллизации металла, взаимодействия жидкого металла с твердым металлом, а также металлом с газами и шлаком, т. е. те процессы, которые в наибольшей мере влияют на образование дефектов в сварочном соединении.

При сварке плавлением жидкий металл растворяет определенное количество газов из воздуха и газообразных продуктов разложения компонентов электродного покрытия или флюса. Основными газами, влияющими на свойства металла и чаще всего присутствующими в металле, являются кислород, водород и азот. Если водород растворяется в расплавленном металле физически, то кислород и азот с большинством металлов вступают в химическое взаимодействие. Причем значительное количество азота и особенно водорода находится в металле в растворенном состоянии, а кислород — в виде соединений.

Интенсивность взаимодействия газов с металлами зависит от многих факторов: химического сродства, температуры, давления, величины контактной поверхности и так далее.

При сварке имеются условия, которые способствуют усилению взаимодействия газов с металлами. Так, при электродуговых способах сварки поступлению газов в металл способствуют высокая температура, значительная контактная поверхность металл — газ при сравнительно небольшом объеме металла, интенсивное перемешивание металла, наличие электрических и магнитных полей.

Эти факторы, хотя и в различной степени, характерны и для других способов сварки плавлением. Поэтому обычно содержание газов в металле шва бывает заметно выше, чем в основном металле, а порой приближается или даже превышает предел их растворимости в металле. Этому способствует и высокая скорость охлаждения металла шва.

В процессе охлаждения вследствие снижения растворимости газов в металле происходит их выделение. Газы из металла могут быть удалены десорбцией с поверхности сварочной ванны или в результате образования газовых пузырьков в объеме металла. Если десорбция газа не приводит к образованию дефектов, то возникшие газовые пузырьки могут быть удалены из металла, пока он находится в расплавленном состоянии. В этом случае образование газовых пузырьков будет только способствовать дегазации металла. Однако если они образуются в период завершения кристаллизации металла сварочной ванны, то такие пузырьки останутся в металле в виде пор. Опасность образования пор увеличивается и вследствие скачкообразного уменьшения растворимости Н2 и N2 в металле при его затвердевании.

Поскольку на практике приходится иметь дело с многокомпонентными сплавами, то вредное влияние 02 и N2, присутствующих в металле, повышается благодаря возможности взаимодействия их с большинством легирующих компонентов. При этом могут образоваться и газообразные продукты (СО, С02), которые влияют на процесс порообразования, а также нитриды и оксиды. Основная причина образования этих неметаллических включений — уменьшение растворимости элементов в металле при снижении температуры. Кроме того, с понижением температуры увеличивается раскисляющая способность элементов, что также повышает интенсивность образования оксидов в металле шва.

Хотя при сварке плавлением длительность взаимодействия шлака с расплавленным металлом обычно невелика и колеблется от нескольких секунд для дуговых способов сварки до нескольких минут для электрошлаковой сварки, все же значение этого процесса довольно велико. Это обусловлено тем, что шлак с металлом взаимодействует при высоких температурах. Кроме того, для этого процесса характерны высокие значения площади контакта и сравнительно большая масса шлака, контактирующего с металлом.

Взаимодействие шлака с жидким металлом при сварке состоит в обменных окислительно-восстановительных реакциях, благодаря которым происходит переход элементов из шлака в металл и обратно. При этом важное значение имеет состав шлака и металла. Например, уменьшение в составе шлака содержания активных оксидов (FeO, MnO, Si02) и повышение концентрации прочных оксидов (Аl203, MgO) приводит к снижению окислительной способности шлака. Основные шлаки, содержащие значительное количество CaO, MgO, способствуют удалению из металла S, тем самым снижая содержание в металле сульфидов. Повышение содержания МnО при сварке сталей приводит к росту концентрации Мn в металле, что может уменьшить вредное влияние серы на свойства металла шва. Кроме того, шлаки выполняют функцию защиты металла шва от 02 и N2 воздуха.

Заметную роль играют и процессы взаимодействия твердого и жидкого металлов. Так, дендриты металла шва, о чем свидетельствуют результаты металлографических исследований, являются продолжением зерен основного металла, расположенных на линии сплавления. Поэтому сечение столбчатых кристаллов металла шва во многом определяется размером зерен основного металла. Кроме того, в процессе кристаллизации сварных швов вследствие различной растворимости элемента в твердом и жидком металлах возникает значительная химическая неоднородность в зоне сплавления, а также в пограничных участках кристаллизационных зон, появление которых объясняется прерывистым движением фронта кристаллизации.

Характер и степень микроскопической химической неоднородности оказывают существенное влияние на стойкость металла шва против образования трещин и на его механические свойства. Устранить же химическую неоднородность, возникающую при сварке, не удается, так как процесс диффузии, способствующий выравниванию состава, не успевает закончиться до окончания кристаллизации металла шва.

Помимо химической неоднородности в металле сварных швов наблюдается и физическая неоднородность, связанная с возникновением вторичных границ, проходящих по участкам, где сосредоточены несовершенства кристаллических решеток.

Следует отметить, что при сварке плавлением теплота, выделяемая источником нагрева, расходуется не только на плавление металла, но и на нагрев участков основного металла, прилегающего ко шву. Нагрев и охлаждение этих участков основного металла изменяют их структуру и могут привести к ухудшению механических свойств по сравнению с первоначальными. Степень этого ухудшения будет зависеть от температуры нагрева данного участка и скорости его охлаждения.

Таким образом, при сварке плавлением вследствие протекания различных физических и химических процессов всегда имеются условия для образования дефектов (пор, неметаллических включений, трещин) в сварном соединении или создания факторов, способствующих образованию дефектов (химическая и физическая неоднородность, структурные изменения и др.).

Источник: Деев Г.Ф., Пацкевич И.Р. -  Киев, Наук. думка, 1984.

Читайте также:

Категория: Контроль качества сварки
Просмотров: 5092 | Теги: дефекты при сварке, сварка | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поделиться

Роботизация сварочных процессов



Роликоопоры из наличия



Поиск по порталу

Авторизация



Сварка. Самое читаемое


Резка. Самое читаемое


Обработка металлов. Самое читаемое


Случайное фото


On-line Калькулятор


RSS-ленты

Статьи autoWelding.Блог Схемы, чертежи, фото Предприятия
Профессиональный портал «Сварка. Резка. Металлообработка» © 2010-2017
При перепечатке материалов портала autoWelding.ru ссылка обязательна!