§ 30. Сварка взрывом

При сварке взрывом (рис. V.34) лист 3, привариваемый по всей плоскости к листу 4, устанавливают на расстоянии 2...3 мм и под умом а к нему. На поверхность листа 3 укладывают взрывчатое вещество 2 (порох, гексоген и др.), которое воспламеняется от за-

Рис. V.33. Схемы горелок для плазменной наплавки

Рис. V.34. Схема сварки взрывом

пальника 1. При воспламенении взрывчатки мощная взрывная волна распространяется по всей поверхности листа 3 и создает на него огромное давление (порядка 10⁵ ат). При соударении свари­ваемых поверхностей в поверхностных слоях возникает пластиче­ская деформация и расплавление микрообластей, в результате чего происходит сварка.

Сварка взрывом дает возможность соединять как однородные (серебро, алюминий, титан, медь, сталь и др.), так и разнородные (титан и сталь, титан и медь, алюминий и титан и т. д.) металлы.

Глава 7. Технология сварки и наплавки различных

МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

§ 31. Структура металла шва и зоны термического влияния

1. Структура металла шва. При сварке плавлением под действием тепла дуги или газосварочного пламени на свариваемом металле образуется ванна жидкого металла — сварочная ванна, представ­ляющая собой сплав основного и присадочного металлов. По мере передвижения источника тепла, а также вследствие отвода тепла из ванны в массу свариваемого металла и теплообмена с окружа­ющей средой температура металла сварочной ванны понижается и в ней начинается процесс кристаллизации. Центрами кристалли­зации являются нерасплавившиеся кристаллы основного металла на границе сварочной ванны. Кристаллы растут в направлении, обратном отводу тепла, т, е. от стенок основного металла к центру шва. \

При сварке стали первичная структура в Сварном шве крупно­кристаллическая, дендритная, в большинстве случаев имеет форму столбчатых кристаллов (рис. V.35). При повторном нагреве металла шва до температур примерно 900...950 °С и быстром охлаждении столбчатая структура превращается в мелкозернистую равноосную. Поэтому при многослойной электродуговой сварке структура пер­вых и последующих слоев мелкозернистая и равноосная, а послед­него слоя — столбчатая, с пониженными механическими свойствами.

2. Структура зоны термического влияния. Часть основного ме­талла, которая близко прилегает к металлу сварного шва, назы­вается зоной термического влияния. При сварке она нагревается До высоких температур и потом охлаждается. Отдельные участки зоны нагреваются до разных температур и поэтому имеют различ­ную структуру.

При сварке малоуглеродистой стали в зоне термического вли­яния различают следующие структурные участки (рис. V.35):

1. — узкая полоска зоны сплавления основного металла, нагре­того до температуры плавления, с расплавленным присадочным ме­таллом. Этот участок имеет крупнокристаллическое строение и незначительные линейные размеры;

2. — зона перегрева. Тем­пература нагрева металла в ней составляет 1100... 1500° С. Зона характери­зуется крупнокристалли­ческой и даже так назы­ваемой Видманштеттовой, или зернистоигольчатой, структурой с пониженными механическими свойствами;

3. —зона нормализации. Металл в ней Нагревается примерно до 900...1100°G и имеет мелкокристалли­ческое строение и повышен­ные механические свойства;

4. — зона неполной перекристаллизации. Для малоуглеродистой стали это соответствует нагреву до температур 727...911 °С. В этом интервале происходит только частичная перекристаллизация основ­ного металла, характеризуемая тем, что наряду с более крупными зернами, не прошедшими перекристаллизацию, образуются новые, более мелкие зерна, прошедшие ее. Механические свойства металла, имеющего такую структуру, несколько понижены;

5. — (450...727 °С) — зона рекристаллизации. В этом интервале температур укрупняются раздробленные зерна, образовавшиеся под действием предварительной пластической деформации;

6. — зона синеломкости. Здесь металл нагревается до темпера­туры 200...450 °G и по своей структуре'не отличается от основного металла, но по сравнению с ним имеет более низкие пластические свойства.

Зона термического влияния такая же, как и структурные изме­нения на отдельных ее участках. Она зависит от способов и режимов сварки и от рода свариваемого материала. При дуговой сварке малоуглеродистых сталей зона не превышает 6... 10 мм, при газо­вой сварке ее линейные размеры увеличиваются до 25...28 мм. Если сваривают, малоуглеродистые стали, то структурные изменения в зоне термического влияния почти не оказывают действия на меха­нические свойства сварных соединений. При сварке сталей, име­ющих повышенное содержание углерода или легирующих примесей, в зоне влияния образуются закалочные структуры, а иногда и зака­лочные трещины. Поэтому, чтобы иметь оптимальные свойства зоны термического влияния таких сталей, строго соблюдают заданный режим сварки, а иногда применяют предварительный подогрев или последующую термическую обработку. Последняя устраняет закалочные структуры и превращает дендритную структуру в металле шва и Видманштеттовую структуру в зоне термического влияния в зернистую структуру. Благодаря этому пластические свойства сварных соединений значительно улучшаются.