Сварка распределение температур в металле

Рис. 71. Схема распределения температуры при сварке и структур металла сварного соединения листов из малоуглеродистой стали

Рис. 1-1Х. Схема распределения температур в металле при сварке

Изучая кривые распределения температуры в зоне сварного шва, можно выбрать режим сварки, который обеспечит такое время воздействия температуры на металл, которое не будет вызывать появления склонности к межкристаллитной коррозии. [c.244]

При нарушении технологии сварки возможны дефекты шва. Серьезным дефектом, снижающим механическую прочность, являются трещины, которые возникают вследствие неравномерного распределения температур при нагревании и остывании шва, из-за неправильной последовательности ведения сварки и вследствие жесткого закрепления свариваемых шин. Раковины и включения в швах образуются при чрезмерно быстром нагревании и охлаждении, когда газы, растворенные в металле шва, не успевают выделяться. Разбрызгивание металла при сварке может вызвать пористость, когда уже окисленные капли разбрызгиваемого металла снова попадают в шов и не сплавляются с металлом шва. [c.105]

Теоретические и экспериментальные исследования тепловой кинетики и распределения температур в сварных швах привели к выводу формул [245], позволяющих определить температуру в любой точке температурного поля. Однако зависимость последнего от большого числа факторов вносит в расчеты значительные погрешности, и поэтому распределение температур в зависимости от времени чаще всего определяется экспериментально. Приходится учитывать общую энергию электрической дуги, способ сварки, толщину листа, расположение шва (горизонтальное, вертикальное или потолочное), количество, скорость и последовательность наложения валиков друг на друга, применение промежуточного охлаждения и т. д. Из теплофизических свойств металла основное влияние на температурное поле имеет теплопроводность. С повышением теплопроводности уменьшается ширина сенсибилизированной зоны а сокращается время сенсибилизации. Для образования зоны, склонной к межкристаллитной коррозии, имеет значение не только тепло, подведенное дугой к основному материалу через жидкую металлическую ванну наплавленного металла, но и процесс его затвердевания и охлаждения. Если весь процесс плавления металла при сварке разделить [c.232]

При сварке металлов в зоне наплавленного валика металла и параллельно ему возникают весьма большие остаточные напряжения. В околошовной зоне, как правило, образуются остаточные растягивающие напряжения, равные или превышающие предел текучести металла. Вследствие неравномерного распределения температуры при сварке возникают тепловые напряжения первого рода (т. е. напряжения, уравновешенные в пределах всей конструкции). В зонах, расположенных вдоль шва, где металл нагревается выше критических температур, происходят структурные превращения и при остывании возникают большие растягивающие напряжения второго рода (т. е. напряжения, уравновешенные в пределах зерен металла и не зависящие от размеров изделия). [c.90]

При выборе технологии изготовления аппаратуры следует учесть, что вальцовка, волочение, гибка и ряд других операций обработки давлением повышают склонность металла к коррозионному растрескиванию. При сварке следует применять такие режимы, которые гарантируют наиболее равномерное распределение температуры. Многослойные швы следует накладывать в такой последовательности, которая способствует уменьшению остаточных напряжений. [c.106]

Для исследования распределения энергии в зоне соединения при сварке взрывом были поставлены специальные эксперименты [12]. Для сварки подбирались специальные металлы, образующие при соединении термопару, в частности, никель и сталь. Регистрирующий прибор фиксировал электродвижущую силу, возникающую при контакте между метаемой и неподвижной пластинами. Записанная этим прибором кривая напряжение— время на начальном участке имела резкие колебания, которые вызваны взаимодействием ударных волн и волн разрежения, распространяющимся по пластинам. Но примерно через 2-10-5 ек, когда процесс соударения заканчивался, кривая приобретала плавный характер, и оказалось возможным найти зависимость температуры соединения от времени. [c.413]

Решение задачи проводилось в два этапа на первом этапе было получено распределение температуры по объему обечайки после выполнения сварки в зависимости от времени на втором этапе полученное изменение температурного поля во времени использовалось для расчета напряженно-деформированного состояния металла шва и основного металла обечайки. [c.46]

Уменьшение внутренних растягивающих напряжений. При анализе причин возникновения КР отмечалось, что необходимым условием для развития процесса КР является действие растягивающих напряжений. По, своему происхождению эти напряжения могут быть различными внешними (активными), проявляющимися в результате приложенной нагрузки или давления и т. п. термическими (из-за наличия градиента температур в металле) или внутренними (остаточными), которые возникают в результате различных технологических операций при изготовлении деталей (термической обработки, сварки, деформаций и т. д.). Вследствие неизбежной неравномерности распределения напряжений различного рода по поверхности металла, в отдельных местах ее создаются наиболее опасные участки с высокими растягивающими напряжениями. Доказано, что даже в отсутствие активных внешних нагрузок на таких участках может быстро развиваться КР. [c.74]

При сварке термически нестабильных структурно-чувствительных сплавов изменение способа и режимов сварки плавлением существенно сказывается на коррозионной стойкости сварных соединений. Стойкость может быть повышена следующими способами обеспечением оптимальной скорости охлаждения (например, для сплава циркония с 2,5% ниобия) сваркой с минимальным тепловложением на минимальной погонной энергии с применением дополнительных приемов, обеспечивающих минимальное-время нахождения металла в зоне критических температур и максимальную скорость охлаждения с целью подавления процессов, вызывающих выпадение коррозионно-нестойких фаз (хромоникелевые стали аустенитного класса). Однако не исключается противоположный путь — сварка со значительным тепловложением и применением дополнительных приемов, обеспечивающих замедленное охлаждение для обеспечения полноты протекания диффузионных процессов и равномерного фазового распределения с целью уменьшения неоднородности сварного соединения. [c.29]

На рис. 6.6 показано распределение температур по сечению свариваемых деталей, характерное для конечной стадии сварки стали. Наиболее высокая температура имеет место в центральной заштри-хованной части сварной точки — ядре. Поверхность соприкосновения свариваемой детали с электродом (обычно водоохлаждаемым) нагревается до сравнительно невысокой температуры, однако при наличии жидкого или полужидкого ядра и прилегающего к ядру пластичного металла усилие прижима электродов вызывают вмятины на поверхности свариваемых деталей. [c.313]

Исходным состоянием водорода для диффузии в глубь металла является слой адсорбированных на поверхности металла атомов водорода, или адатомов. Движущей силой диффузии является градиент концентрации водорода внутри металла катода. Если процесс диффузии рассматривается при условии постоянства температуры, то такая диффузия называется изотермической, или, концентрационной. Диффузия водорода в металле может вызываться также неравномерным распределением температуры по объему металла. В этом случае, встречающемся, например, при сварке металла, диффузия будет происходить под действием градиента температуры, поскольку в различных объемах металла будет различная степень насыщения водородом. Такая диффузия называется термической. Диффузию водорода в металле 1Чожет вызвать также неравномерное поле механических напрял<ений (см. раздел 2.9). [c.8]

Внепечной газовый нагрев широко используется для термообрабопси изделий из стекла в приборостроении, электронной промышленности и т.д. В сварочном производстве внепечной газовый нагрев металла применяют для предварительного нагрева стыков крупногабаритных деталей с целью снижения неравномерности распределения температур для уменьшения и предотвращения сварочных напряжений и деформаций при сварке, подогреве сварочных швов для снятия остаточных напряжений. Внепечной газовый нагрев в металлургии применяется для сушки литейных ковшей, желобов и стаканов мартеновских печей, форм, стержней и т.п. Целью сушки является упрочение футерованного слоя. После сушки перед разливкой металла производится также нагрев футеровки до температуры 873-1073 К. Внепечной газовый нагрев применяется в различных отраслях промьшшенности также для сушки лакокрасочных покрытий, нагрева пластмасс перед обработкой давлением, сварки винипласта, нагрева дорожных асфальтобетонных покрытий в городском хозяйстве при ремонте дорог и др. [c.216]

При сваривании керамических материалов между собой и металлом в зоне сварки возникают весьма большие остаточные напряжения. В околошовной зоне, как правило, образуются остаточные растягивающие напряжения, равные или превышающие предел текучести металла [122—124]. Вследствие неравномерного распределения температуры при сварке возникают тепловые напряжения первого рода, т. е. напряжепия, уравновешенные в преде,ча. всей конструкции. В зонах, расположенных вдоль шва, где материал сильно нагревается (выше критических температур металла), происходят структур- [c.68]

Испытания сварных образцов в кипящей 65%-иой НЫОз показали, что в зоне термического влияния наблюдается распределение межкристаллитной коррозии, близкое к данным, полученным на термообработанных образцах в зоне сплавления при 10-кратном увеличении наблюдалась бугристая поверхность, несколько отступя — сетка поверхность основного металла была поражена мелкой точечной коррозией. Сравнение вида поверхности зоны термического влияния с распределением температур при сварке показывает, что сетка наблюдается на участке поверхности, подвергшейся нагреву на температуру со 900°, бугристая поверхность — при температуре выше 900°. Учитывая вышесказанное, все дальнейшие исследования проводились на сварных образцах. [c.82]

В ходе решения с применением конечно-элементного программного комплекса АК8 8 была построена конечно-элементная модель цилиндрической обечайки с использованием 8-узловых 6-гранных конечных элементов 5о11(170 для температурного анализа и зоИс145 для конструкционного анализа. При этом решение для конструкционного анализа проводилось в упругопластической области нафужения с учетом возможности возникновения пластических деформаций металла шва и обечайки. Заданием распределения температуры в зоне сварного стыка на момент окончания сварки, а также заданием конечной температуры обечайки с учетом конвективного теплообмена на поверхностях контакта металл-воздух при заданной температуре окружающей среды, моделировался процесс остывания сварного шва (рис. 1). Далее были получены распределения остаточных напряжений и деформаций в цилиндрических обечайках с продольным стыком, имеющих различные диаметры, толщину стенки и длину. На рис.2 показано распределение эквивалентных напряжений на наружной поверхности обечайки с продольным швом и схема деформирования цилиндрической обечайки после охлаждения сварного соединения. [c.46]

Хотя теплопроводность меди в 8 раз, а тепловое расширение в 2 раза выше, нем у малоуглеродистой стали, высокая температура ацетилено-кислородного пламени позволяет производить сварку меди плавлением однако получить сварные швы удовлетворительного качества нри сварке технически чистой медп трудно. Эта медь содержит 0,025—0,1% кислорода в виде эвтектики СиаО — Си (3,6% СцзО), которая придает литому металлу хрупкость. Проковка и отжиг технически чистой меди приводят к равномерному распределению эвтектики, благодаря чему повышаются прочность и вязкость металла и уменьшается его красноломкость однако после расплавления в процессе сварки и по мере затвер- [c.592]

Для предупреждения появления низкотемпературной склонности к межкристаллитной коррозии в кислотостойкие стали вводят элементы более активных, чем хром, карбидообразователей — титана, ниобия, тантала. Лучшее металлургическое состояние аустенитного металла достигается при термической обработке в диапазоне 1050—И50°С с закалкой на воздухе, когда карбиды титана (ниобия), возникающие в процессе остывания при относительно высоких температурах (выше 850°С), существуют в виде мелкодисперсных частиц, равномерно распределенных по телу зерна. В этом случае основная масса углерода связана с элементом-стабилизатором и в диапазоне критических температур (ври остывании после сварки, а также различных термических обработок) выделение карбидов хрома не достигает опасных уровней и не создается условий для склонности стали к межкристаллитной коррозии. [c.139]