Сварной шов при сварке плавлением

Сварной шов при сварке плавлением образуется на месте локального расплавления свариваемых кромок, на месте сварочной ванны с последующей кристализацией металла шва.

Образование сварного шва начинается с подготовки материала. Образование сварного шва – сложный и быстро протекающий физико-химический процесс, поэтому для получения хорошего конечного результата необходимо действовать по принципу известной поговорки: «семь раз отмерь, один раз отрежь». Сварной шов нельзя начинать образовывать в поспешности, сварка с упованием на «авось», как правило, приводит к образованию дефектного сварного шва, к браку выпускаемой продукции.

Сварной шов образование которого тщательно подготовленно и продуманно заранее во всех деталях и хорошо отрепетированно, делает процесс сварки легкой, быстрой и приятной операцией,и сварнай шов получается качественным и красивым. Успешные и очень сложные эксперименты по ручной сварке в открытом космосе, проведенные советскими космонавтами С. Е. Савицкой и В. А. Джанибековым в 1984 г., явились следствием тщательно продуманной технологии, подготовки образцов и оборудования, а также длительных сварочных тренировок космонавтов перед полетом.

Сварной шов: общая схема образования

Как известно, твердое тело представляет собой «агрегат» атомов, находящихся во взаимодействии, а его физические характеристики определяются их взаимным расположением (кристаллической решеткой) и химическими связями, действующими между ними. Поэтому соединение сваркой твердых тел можно представить как образование прочных и устойчивых химических связей между атомами соединяемых элементов. Общая схема методов сварки плавлением (рис. 26) может быть представлена рядом последовательных стадий состояния металла в зоне сварки:

Рис. 26. Сварной шов: схема стадий образования: 1 – сборка под сварку; 2 – образование сварочной ванны под воздействием источника теплоты; 3 – кристаллизация ванны с образованием сварного соединения; 4 – макроструктура зерен на границе шва; 5 – «стыковка» кристаллических решеток на границе плавления

Сварной шов при сварке встык

При сварке встык (рис. 27, а) и в ряде других случаев для восполнения основного металла I, идущего на заполнение зазора, а также для некоторого утолщения шва и придания ему большей прочности или для изменения химического состава шва в сварочную ванну вводят со скоростью Vпп дополнительный металл в виде проволоки (ленты, порошка), который называют присадочным.

Обычно при сварке плавлением швы III имеют протяженность, значительно превышающую размеры сварочной ванны II, поэтому процесс ведут, непрерывно перемещая источник теплоты q относительно свариваемых кромок со скоростью Vcв.

Кромки последовательно и непрерывно плавятся в зоне перед источником по границе а-б-в. Затем кристаллизуется сварочная ванна за источником теплоты по границе г-д-е.

Конвективные потоки в сварочной ванне, вызываемые как механическим воздействием источника теплоты на жидкий металл, так и неравномерностью нагрева, способствуют интенсивному перемешиванию металла ванны и выравниванию его химического состава по сечению шва. В среднем отдельные микрообъемы металла находятся в жидком состоянии 3–60 с в зависимости от режимов сварки, при этом температура сначала возрастает от температуры плавления до некоторого максимального значения в пятне нагрева (3000–3300 К), а затем снижается до температуры кристаллизации.

В качестве источника тепловой энергии используют дуговой разряд, поток плазмы, сфокусированный поток электронов или фотонов, теплоту химических реакций.

Рис. 27.Сварной шов при сварке плавлением: обобщенная схема образования : а – стыкового, б – отбортовку, 1 – исходное состояние свариваемых кромок; 2 – оплавление кромок; 3 – раздельный рост; 4 – образование сварочной ванны; 5 – рост ее объема; 6 – кристаллизация металла шва

По источнику тепловой энергии обычно называют способ сварки (дуговая, электронно-лучевая и т. д.).

Создания сварного шва методом в отбортовку

При сварке плавлением изделий малых размеров и толщины используют метод сварки соединений в отбортовку (рис. 27, б). В этом случае можно выделить стадии процесса: 1, 2, 3 – нагрев источником q, перемещающимся со скоростью Vcв, кромок и их раздельное плавление с перемещением расплавленного металла в «хвостовую» часть соединения за счет механического воздействия источника на жидкий металл; 4, 5 – объединение оплавленных кромок металла, образование общей сварочной ванны и увеличение ее объема; 6 – остывание и кристаллизация расплавленного металла по мере удаления источника теплоты.

Форма сварного шва в поперечном сечении определяется суммарным воздействием сил тяжести, поверхностным натяжением и механическим воздействием источника нагрева. При сварке в отбортовку кромок толщиной менее 0,5 мм форма сварного шва в поперечном сечении приближается к полукругу.

Сварной шов в процессе образования связан с использованием мощных и концентрированных источников теплоты, с нагревом части металла выше температры плавления, с интенсификацией химической активности свариваемого материала и окружающей среды. Поэтому, одновременно с основным процессом, в зоне сварки протекает и ряд дополнительных, сопутствующих процессов, которые оказывают непосредственное влияние на качество сварного шва, так как определяют химический состав, структуру, уровень напряжений и деформаций сварного шва, а также наличие или отсутствие в нем дефектов.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎