Основні технологічні заходи зі зменшення деформацій і напружень при зварювання

Регулювання температурного стану. Температурний стан описується сукупністю термічних циклів в різних точках зварного з’єднання (температурне поле).

Впливати на характер термічного циклу в потрібному напрямку можливо шляхом:

* оптимізації параметрів режиму зварювання;

* застосуванням попереднього підігріву;

*  застосуванням тепловідводів;

Управління металургійними процесами і процесами кристалізації у розплаві зварювальної ванни. Металургійні процеси і процеси кристалізації у зварювальній ванні закладають остаточний хімічний склад, первинну ( базову) структуру, майбутні властивості та якість металу шва і залежать від багатьох факторів, впливати на які можливо за рахунок:

* управління кристалізацією металу зварювальної ванни;

*   призначення відповідного способу зварювання;

* вибору параметрів режиму зварювання;

* оптимізації зварювальних матеріалів і основного металу;

Заходи впливу на фізичні процеси в металі у твердому стані. В твердому стані внаслідок фізико–хімічних процесів і структурних перетворень утворюється так звана вторинна структура. Фазові і структурні перетворення металу при зварюванні в зоні зварного з'єднання відбуваються в процесі нагрівання й охолодження.

Вторинна структура, яка утворилася після повного охолодження зварного з’єднання , характеризує остаточні значення показників механічних властивостей металу зварного з’єднання, тобто ступень механічної неоднорідності. Основним заходом впливу на сформовану структуру з метою поліпшення механічних властивостей металу зварного з’єднання є застосування термічної обробки, яка пов’язана з структурними та фазовими перетвореннями. До такої термічної обробки відносяться відпал і гартування + відпуск.

 

Відпал складається з нагрівання металу виробу до температури фазових перетворень ( для вуглецевих сталей на 30…50°С вище від точки Ас, приблизно 800°С ), витримки при цій температурі (декілька годин ) для повного прогрівання та завершення фазових перетворень в об’ємі металу і наступного повільного ( разом з піччю ) охолодження з метою отримання рівноважної структури (рис.1.22.).

При відпалі в результаті фазової перекристалізації подрібнюється зерно сталі, усувається відманштетова структура, зменшується структурна неоднорідність. Цей відпал сприяє підвищенню пластичності та в’язкості металу з одночасним падінням міцності. Різновидом відпалу є нормалізація.

Нормалізація. Нормалізація відрізняється від відпалу тільки швидкістю охолодження ( на повітрі ). Прискорене ( рис.1.22.), порівняно з відпалом, охолодження викликає дещо більше переохолодження і тому при нормалізації отримують більш дрібніше зерно, але твердість і міцність будуть дещо більшими, порівняно з цими показниками, після відпалу.

Гартування. Основною метою гартування є підвищення міцності металу. Ця технологічна операція зводиться до нагрівання, витримки (як і при проведенні відпалу ), і охолодження зі швидкістю , що перевершує критичну і забезпечує одержання переважно мартенситної структури. Для забезпечення потрібної швидкості охолодження використовують різні гартівні середовища ( воду, масло, розчин органічних сполук тощо).

Загартована сталь після охолодження знаходиться у структурно напруженому стані, є твердою та крихкою. Для зменшення крихкості та структурних напружень, переведення неврівноваженої структури загартованої сталі у рівноважний стан і надання потрібних властивостей ( підвищення в’язкості, пластичності, зменшення твердості ) сталь після гартування обов’язково піддають відпуску.

Відпуск для поліпшення стану і механічних властивостей після загартування складається з нагрівання до певної температури ( нижче від Ас для сталі ), витримування при цій температурі із наступним охолодженням до кімнатної температури. Для зменшення структурних напружень сталь нагрівають до температури 120…250°С (низький відпуск). Середній відпуск ( нагрівання до 300…450°С ) забезпечує високу в’язкість та пружність сталі, знижує твердість. Високий відпуск (при 450…680°С ) значно знижує твердість, межу міцності при розтягненні, межу текучості, підвищує пластичність та ударну в’язкість.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться: