Лекція.

Тема:Особливості кристалізації металу, умова високих швидкостей охолодження.

Кристалізацією називається процес утворення зерен (кристалітів) розплавленого металу при переході його з рідкого стану в твердий. Це, так звана, первинна кристалізація. Існує ще вторинна кристалізація, при якій відбувається зміна структури вже затверділого металу. Первинна кристалізація металу шва починається в результаті його охолодження при відведенні тепла в товщу твердого металу, навколишнього зварювальну ванну. Спочатку виникають окремі центри кристалізації, а від них починають рости вже самі кристали, що утворюють зерна металу.

Метал шва в результаті первинної кристалізації отримує або гранулярну (зернисту) структуру, при якій зерна не мають певної орієнтування, а за формою нагадують багатогранники, або стовбчасту і дендритну структуру, при якій зерна витягнуті в одному напрямку (рис. 33, в). При стовбчастій структурі зерна мають компактну витягнуту форму, при дендритних - гіллясту, що нагадує дерево. Дендрити зазвичай розташовуються в стовпчастих зернах, будучи їх основою.

Чим швидше охолодження металу, тим більше утворюється центрів кристалізації і тим дрібніше будуть зерна. При повільному охолодженні в процесі затвердіння метал набуває грубозернисту будову. Стовбчасто-дендритну структуру з великими зернами характерна для зварювання під флюсом, де охолодження металу шва відбувається повільніше, ніж при ручному зварюванні. Гранулярна структура властива зварюванні покритими електродами. Вона може бути великої та дрібної, в залежності від умов охолодження і кристалізації. Дрібнозерниста гранулярна структура підвищує механічні властивості наплавленого металу.

Зерна основного металу відрізняються за формою від зерен металу шва тим, що вони деформовані і витягнуті в напрямку прокатки.

Знаходяться в рідкому металі домішки і забруднення (оксиди, шлаки та ін.) Мають більш низьку температуру затвердіння, ніж метал, і при застиганні розташовуються по межах зерен, погіршуючи їх зчеплення між собою. Це знижує міцність і пластичність наплавленого металу. Чим чистіше наплавлений метал, тим вище його механічні властивості.

Форма шва має значення для направлення кристалізації і розташування неметалевих включень. При широких швах (рис. 33, г) ці включення витісняються вгору і можуть бути легко видалені; при вузьких швах (рис. 33, д) включення часто залишаються в середині шва між зернами.

Література: http://om.net.ua/8/8_12/8_127804_osobennosti-kristallizatsii-metalla-shva.html.

Лекція.

Тема:Пластичні деформації в зоні зварювання.

Пластична деформація металу - один з основних процесів, що сприяє формуванню з'єднань, викликається як зовнішніми факторами - зусиллям з боку електродів, так і внутрішніми - напругами, що виникають при невільному металу зони зварювання.. Пластична деформація має місце протягом усього процесу зварювання: від формування холодного контакту до проковування з'єднання.

Процес пластичної деформації нерозривно пов'язаний із процеси нагрівання. Тісний взаємозв'язок цих двох процесів проявляється в ефекті саморегулювання теплового стану зони зварювання відповідної зміни опору пластичної Деформації, розмірів контактів і щільності струму. Так, при випадковому збільшенні струму й росту температур знижується опір пластичної деформації, що приводить до збільшення площі контактів, зниженню щільності струму, зменшенню інтенсивності нагрівання й певної стабілізації температурного поля й розмірів ядра,

Залежно від обсягу деформованого металу розрізняють мікро- пластичну деформацію рельєфу контакту поверхні об'ємну пластичну деформацію значних мас металу зони зварювання. Основна роль пластичної деформації при зварюванні полягає у формуванні електричного контакту; в утворенні пластичного пояса для втримання розплавленого металу від випліскування й обмеження розтікання зварювального струму у внутрішньому контакті; в ущільненні металу на стадії охолодження.

Безпосередня роль пластичної деформації в утворенні металевих зв'язків при крапковому й шовному зварюванні невелике через малої відносний сдвижній деформації в паску. Лише при зварюванні титанових сплавів за рахунок розчинення оксидів в основному металі відзначається область розвитку зв'язку, що підвищує міцність з'єднань. Можливе утворення також зв'язків в, твердій фазі при мікро- зварюванні деяких металів і наплавленню.

Література: http://zavantag.com/docs/3209/index-94831-1.html?page=7.