Презентация Основы металлургических процессов при сварке

ОСНОВЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ Металлургические процессы при сварке – это процессы взаимодействия жидкого металла с газами и шлаками, которые протекают во время плавления электрода, при переходе капли жидкого металла через дугу, а так же в самой сварочной ванне. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ СВАРКИ ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ. - высокая температура нагрева металла;- малый объём расплавленного металла;- активное взаимодействие расплавленного металла с окружающей средой и шлаками;- быстротечность протекания процесса. ЗАГРЯЗНЕНИЕ МЕТАЛЛА ШВА Металл шва насыщается вредными веществами из окружающего воздуха, влаги, ржавчины, масел, минералов, которые входят в состав сварочных материалов, различных химических соединений, которые образуются во время взаимодействия расплавленного металла со сварочными материалами. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ - просушиванием сварочных материалов для удаления влаги СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Удалением ржавчины с поверхности свариваемых деталей:ручным,химическим и механическим способами СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Удалением влажности с поверхности свариваемых деталей: ветошью или термическим способом. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Удалением масла с поверхности свариваемых деталей; СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ - созданием газовой и шлаковой защиты дуги и свариваемого металла; СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Раскислением - переводом оксида железа в нерастворимые соединения с последующим удалением в шлак через электродную проволоку, покрытия и флюсы.Раскислителями являются марганец, кремний, титан, алюминий, углерод и другие элементы. СПОСОБЫ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ Рафинированием – удалением сульфидов, фосфидов, нитридов, водорода с помощью химических реакций и созданием новых химических соединений, которые не растворяются в железе, а переходят в шлак. Для рафинирования применяют: ферросплавы — сплавы железа с другими элементами (Cr, Si, Mn, Ti и др.), Кристаллизация металла шва Кристаллизацией называют процесс образования кристаллов металла из расплава при переходе его из жидкого в твердое состояние. Кристаллизация металла шва Схема кристаллизации расплава в зависимости от формы сварочной ванны: а - узкая сварочная ванна с глубоким проплавлением; б - широкая сварочная ванна СТРОЕНИЕ СВАРНОГО ШВА 1) основного металла;2) наплавленного металла сварного шва;3)зоны сплавления;4)зоны термического влияния. СТРОЕНИЕ СВАРНОГО ШВА Зоны термического влияния Участок неполного расплавления является переходным от зоны наплавленного металла шва к основному металлу, представляет собой область основного металла, нагретого несколько выше температуры плавления, и находится в твердожидком состоянии Зоны термического влияния Участок перегрева является областью сильно нагретого (1100-1500 °С) основного металла с крупнозернистым строением и пониженными механическими свойствами Зоны термического влияния Участок нормализации является областью основного металла, нагретого в пределах от 930 до 1100 °С. Основной металл находится при таких температурах сравнительно недолго и в процессе перекристаллизации при охлаждении приобретает мелкозернистую структуру с высокими механическими свойствами, как правило, выше свойств основного металла в его исходном состоянии. Зоны термического влияния Участок неполной кристаллизации является областью основного металла нагретого до 720—850 °С. Эта область характеризуется неполной перекристаллизацией, при которой вокруг крупных зерен феррита, не прошедших перекристаллизацию, находятся более мелкие зерна феррита и перлита, образовавшиеся в процессе перекристаллизации. Зоны термического влияния Участок рекристаллизации является областью основного металла, нагретого в пределах от 450 до 720 °С. Этот участок наблюдается при сварке сталей, подвергавшихся пластической деформации (например, прокату), и характерен восстановлением формы и размеров разрушенных при деформации зерен металла. Зоны термического влияния Участок синеломкости располагается за участком рекристаллизации и лежит в интервале температур от 200 до 450°С.На этом участке наблюдаются синие цвета побежалости, откуда и название.Основной металл в этой зоне не имеет видимых структурных изменений, однако характеризуется снижением пластических свойств. Образование трещин и газовых пор в металле шва в зависимости от температур, при которых они образуются, трещины разделяют на две группы: горячие (высокотемпературные);холодные (низкотемпературные). Образование трещин в металле шва Горячие трещины представляют собой хрупкие межкристаллические разрушения металла шва и околошовной зоны, возникающие в процессе кристаллизации в твердожидком состоянии, а также при высоких температурах в твердом состоянии. Образованию горячих трещин способствует содержание в металле шва примесей - серы, фосфора Образование трещин в металле шва Холодные трещины в структуре металла располагаются как по границам, так и по телу зерен. Поэтому они представляют собой внутрикристаллические разрушения. Холодные трещины в сварных соединениях образуются при температурах 200 - 300°С. Образуются в швах при сварке закаливающихся сталей. На склонность металла к образованию холодных трещин оказывают влияние повышенное содержание углерода и элементов, облегчающих закалку, наличие в шве водорода, загрязнение фосфором, быстрое охлаждение и наличие в швах внутренних напряжений. Образование газовых пор в металле шва Поры в сварных швах возникают при первичной кристаллизации металла сварочной ванны в результате выделения газов. Поры представляют собой полости в швах, заполненные газом, имеющие сферическую, вытянутую или более сложные формы. Поры могут располагаться по оси шва, его сечению или вблизи границы сплавления. Поры при сварке в основном возникают за счет газов водорода, азота и оксида углерода, образующихся в результате химических реакций с выделением газовых продуктов, выделения газов в связи с разной растворимостью их в жидком и твердом металле, захватом газа из окружающей среды при кристаллизации сварочной ванны. Показатели качества сварки деталей