A varratok repedései
Általános rendelkezések. Szemszögéből egy egyszerű értelemben repedések a hegesztett kötések nem lehetséges: a fém, ha a varrat az első a folyadék, majd hűtés közben - műanyag. Azonban azok a faktorok (ok és hatás), így a keletkező varratvájat szintén olyan tényezők (feltételek), a repedések benne, mint például: melegítés, olvasztás, kristályosítás, hűtés kemény kötési, szerkezeti fázisátalakulás, a belső feszültség, mikro- és makro-inhomogenitásokat és hasonlókat. A hegesztett kötés repedések nélküli megjelenése (vétele) inkább kivétel, mint a szabály.
A hegesztések (különösen a fúziós hegesztés), szigorúan véve, vannak repedések (akár mikro), de kedvező körülmények között (a sikeres eset) azok ohlopyvayutsya és kedvezőtlen körülmények között is - (a meghibásodás esetén) -raskryvayutsya - találják magukat. A hegesztett ízületek repedéseit az 1. ábrán látható módon osztályozzuk.
Az a képesség, hogy érzékelni heganyag nélkül, törési feszültség és stresszes által okozott termikus hegesztéssel ciklus a technológiai ereje és a legfontosabb jellemzője, hogy a fém hegeszthető.
A technikai erő elmélete szerint, amelyet N.N. A forró repedések hegesztési illesztésének prokhorov rezisztenciáját ilyen tényezők határozzák meg:
a) a fém hajlékonysága a törékenység hőmérsékleti tartományában;
b) a törékenység hőmérséklet-tartományának értéke (nagysága, mértéke);
c) a hegesztett kötés hőmérsékleti deformációjának mértéke.
A forró repedés fő nézetét az 1. ábra mutatja. 2.
2. ábra. Hosszirányú forró crack.
A hegesztési deformációk (és feszültségek) előfordulását a hegesztés során a koncentrált helyi fűtés okozza, és mindig megtörténik. Ez annak köszönhető, hogy a hegesztés során a fém hevített térfogata mindig a szomszédos, nem fűtött fémmennyiségek rögzítésénél van, és kényszerülnek műanyag deformációra. Ez pedig a hűtés után a feszültségek és további deformációk előfordulásához vezet.
Deformációk a tömör fém megvalósíthatjuk ismert mechanizmusok: a testvérvárosi szemcsebeli csúszás (ami a műszak vonalak) és szemcsén belüli csúszás kísért megjelenése lépések mentén a szemcsehatárok. Ugyanabban a sorrendben, a szerepe ezen komponensek, miközben növeli a deformáció a fém mérséklet és csökkenő alakváltozási sebesség, és a deformációs ellenállása a hőmérséklet növekedésével csökken szemcsehatár részletekben intenzívebben, mint a mennyisége intragranuláris és szemcseközi alakíthatóság árrés lényegesen alacsonyabb, mint az intragranuláris. Ezért magas hőmérsékleten az intergranuláris törés közös, kevesebb plaszticitást mutat. Ha megszilárdulása után tiszta fémek elméletileg lehetséges, hogy úgy vélik, hogy deformáció csak egy egyfázisú szilárdtest, az általánosan használt ötvözetek számolni jelenléte a kristályosítás során szilárd-folyadék kétfázisú állapotban (3. ábra).
Ahogy a hőmérséklet csökken, a fém megváltoztatja állapotát folyadékról folyadékra, majd kemény folyadékra és végül szilárdra. Rendszerint a folyadék plaszticitása (vagy pontosabban a viszkozitás inverze) nagyon nagy.
Amikor az elválasztott kristályokat a szilárd fázis (folyékony-szilárd állapotban) a képlékenység jelentősen csökken, de továbbra is elég magas, meghatározott lényegében folyékony fázisban. Amikor A további hőmérséklet-csökkenés a növekvő krisztallitok összeolvadnak, amely egy közös keretben szakaszoló különböző mértékben a maradék mennyiség a folyékony fázis, alakíthatóság függ elsősorban ez a csontváz a szilárd fázis. Azonban, amikor a törés (szakadás) elegendő számú mobil folyadék hiányosságok kiküszöbölésére, - „gyógyítani” őket alatt folytatódott megszilárdulást. Amikor csökkenti a folyékony fázis mennyisége és annak elhelyezkedése a kétfázisú ötvözetet képernyőn filmek közötti krisztallitok deformáció képessége erősen csökken (elsősorban ne tudjon elmozdulni, miközben nagy lefejtési szilárdság), és az elválasztott (törött) krisztallitok nem „gyógyult.” Teljes megszilárdulás esetén az egyfázisú szilárd fémek lágysága jelentősen megnő.
Noha a magas hőmérsékletű régióban a fémek és ötvözetek deformációs kapacitásának igen kevés közvetlen kísérleti meghatározása van, összességében vázlatosan jellemezhető a 2. ábrán bemutatott szilárd vonal.
A legtöbb alacsony (de mindig rendelkezésre áll) a képlékenység fémek van egy szilárd-folyékony állapotban, ahol miután a szövetvázszalag kialakítása teljes szilárdanyag kezdődik, és a zsugorodás térfogatváltozás lineáris méreteivel és meghatározott hőmérséklet lineáris hőtágulási együtthatója.
Az úgynevezett "valós" szilárdság közelében lévő kristályosodás folyamatában a redukált plaszticitás tartományát nevezzük a törékenység hőmérsékleti intervallumának (TIH).
A THR nagysága függ az ötvözet állapot diagramtól. Például kétkomponensű, eutektikus ötvözet esetén a második komponens mennyiségétől függően eltérő állapotú hőmérsékleti területeket mutatunk be az 1. ábrán. 4 szilárd sorokkal. (A folyadék, B folyadék szilárd állapotú, C szilárd folyadék, és alatta egy szilárd állapot.)
Növelése a hűtési sebesség (skorostikristallizatsii) jellemző, különösen a hegesztési feltételeket, csökkenéséhez vezet az egyensúlyi kritikus hőmérséklet alacsonyabb értékeit pedig különösen erőteljesen csökkenti a szolidusz hőmérséklet. E csökkenés általános jellegét a 3. ábra szaggatott vonallal mutatja. Ez általában vezet bővítése szilárd-folyékony állapotban (növekedése miatt az intervallum is - is), WHISPER bővíteni, és növeli annak valószínűségét, kár (repedések) a szilárd-folyékony állapotban fém. Az ilyen forró repedéseket kristályosodási repedéseknek nevezik.
Interval kiterjeszti a szilárd-folyékony állapotban és számos jelen lévő szennyeződések valós ötvözetek, különösen a szegregálódó. Ily módon, amikor elegendő mennyiségű kén a ötvözetek egy vas-alapú Fe eutektikus - Fes és különösen a Fe - FeO - Fes jelentősen csökkenti a hőmérsékletet a „valódi” solidus (körülbelül 1000 ° C-on), ami egy szignifikáns intervallumban WHISPER, csaknem 500 ° C-on (a 2. ábrán a TIC ezt a kiterjesztését szokásosan a 4. szaggatott vonal mutatja.)
Még ennél is nagyobb lehet a maradék folyadékmennyiségek filmhelyzetének kiterjesztése N és S jelenlétében (ennek az eutektikusnak az olvadáspontja
644 ° C). Az ilyen ötvözetek nagyon hajlamosak a kristályosodási repedések kialakulásához.
Azonban a kellően jelentős plaszticitás - a megszilárdulás végén megszerezhető deformációs kapacitás nem mindig marad magas, ahogy a hűtés folytatódik. Ez ismét csökkenhet. A duktilitás ilyen mértékű csökkenésének magyarázata a szilárdság alig alatti hőmérsékleteken két hipotézissel társul: a poligonizálás és a szemcsehatárok migrációja.
Az első hipotézis azon a tényen alapul, hogy ennek eredményeképpen a kristályosodás egy fém szerkezet, a nagy számú hibák (megüresedett a rács diszlokációk - lineáris tökéletlensége a kristály szerkezet). Előfordulása zavar határozzuk dezorientáció splice krisztallitok és vnutrikristallizatsionnyh blokkok műanyag deformációja hűtés során, és olajleeresztôcsavart diszlokációk felületén gabona - V-ékek amelyen krisztallitokat nőnek a megszilárdulás folyamán.
Magas hőmérsékleten a diszlokációk nagyfokú mobilitást mutatnak mind a külső feszültségeknek, mind a belső terhelési területek közötti kölcsönhatásoknak köszönhetően. A diszlokáció legvalószínűbb helye falak formájában, amelyek a kristályit apró szögben (általában kevesebb, mint 1 ° -ig) párosítják egymáshoz. A hűtési folyamat során létrejött diszlokációs falak olyan új, másodlagos határok kialakulását eredményezik, amelyek meghatározzák és csökkentik a fém deformációs kapacitását magas hőmérsékleten.
A második hipotézis azon a tényen alapul, hogy mivel a belső energia a fém együtt csökken hossza a szemcsék általában van egy tendencia, hogy csökkentse a teljes hossza ezeken a határokon. Ennek eredményeképpen a szomszédos anyagok felszívódása következtében növekszik néhány mag, ami magasabb hőmérsékleten lehetséges, amikor az atomok diffúziós mobilitása elég nagy. Mivel a migráció határok azok felhalmozott tökéletlenségek és szennyező atomok, hogy csökkenéséhez vezethet a deformációs képessége a fém (ötvözet) kimerülése miatt a szemcseközi alakíthatóság során plasztikus deformáció a hűtés során.
A jelenléte a kristályosított fém két különböző szilárd fázis (például, acélok, ausztenit és ferrit) mindkét hipotézisek akadályozza az új határok és ezért nincs észrevehető csökkenése a fém duktilitási csökkenő alatti hőmérsékleten a szolidusz. Ezért, ilyen csökkentése alakváltozási legjellegzetesebb tiszta fémek és egyfázisú szilárd oldatok a kapott primer kristályosodás.
Csökkentése a deformáció képessége a fém miatt a szemcsehatárokon során obrazovaniemnovyh podsolidusnyh hőmérséklet esetleg nem biztosít azok a törzsek, amelyek felhalmozódnak eredményeként csökkenti a hőmérsékletet, és elősegítik a kialakulását forró podsolidusnyh (néha poligonizatsionnymi) repedések. A fém deformációs kapacitásának változása lehetséges változatainak általános jellege a hűtés során a solidus alatti hőmérsékleteken a 3. ábrán látható. 2 pont-kötőjel 2, 3, amelyek közül a 3. vonal meghatározza a legnagyobb mértékben csökken a plaszticitás ilyen körülmények között. A subsolidus repedésekkel szembeni ellenállás az ötvözet-állapot diagramhoz is kapcsolódik. Forró kristályosodás, és a subsolidus repedések intergranuláris jellegűek. A pusztítás intergranuláris, szemcsehatárok mentén történik. Sematikus ellenállás értékelése (vagy dőlés) a fém forró repedések végezhetjük összehasonlítjuk annak alakíthatósága magas hőmérsékleten, és a tényleges alakváltozások előforduló és felhalmozódnak a fém a hűtés során.
Az egyik legmegbízhatóbb módja a hegesztési fémben lévő forró repedések kiküszöbölésére olyan fém választása, amely nagyobb ellenállást mutat az ilyen törések ellen. Ezt úgy érik el, hogy növelik a fém deformációs kapacitását a repedések esetleges előfordulásának hőmérsékleti tartományában, vagy elegendő mennyiségű mobil folyadékfázisú "gyógyulást" biztosítva számukra.
Egy nagyon fontos ebből a szempontból számos alacsony olvadáspontú eutektikumok és kikristályosítjuk fém értéket törékenység hőmérséklet-tartományban. Teljes függőség hatása elem, amely növeli a mennyisége alacsony olvadáspontú eutektikus ötvözet, hogy változtassa meg a hajlam, hogy melegrepedés látható az 5. ábrán bal oldali részében ez a függés növekedését jelzi valószínűsége a kialakulását az ilyen repedések növekvő eleme engedélyező olvadó eutektikus óta növekvő mennyiségű folyadék rétegek közötti krisztallitok a kristályosítás során, így húzza krisztallitok hogy a deformáció képességét az ötvözet csökken. Egy jelentős növekedése az elemek száma az ötvözetben az eutektikus elegendő, hogy kitöltse ( „gyógyító”) képező folytonossági - ellenállása az ötvözet képződése elleni kristályosítási repedések növekszik.
Meg kell jegyezni, hogy a növekedés a tartalom ilyen elem ötvözet növelése ellenállás repedésveszély nem mindig alkalmazható, mert egy ilyen ötvözet olyan tulajdonságokkal, elfogadhatatlan abból a szempontból üzemi tervezési követelményeknek. Például az acél nagy kéntartalmával a kristályosodási repedések kiküszöbölhetők, de az ilyen varratok mechanikai tulajdonságai nagyon alacsonyak.
Jellemzően, vagy koncentrációjának a csökkentése káros szennyezéseket, hogy hozzon létre veszélyes mennyiségű alacsony olvadáspontú eutektikumok vagy kössétek szilárd tűzálló vegyületek, és ezáltal csökkentve a eutektikus. Például, az ívhegesztés alacsony széntartalmú acél függőség repedések a varratok, a tartalom S, M és C ábra mutatja. 6. Ebből a függőségből következik, hogy a szén fokozza a kén káros hatását, és a mangán gyengíti azt. Ez a pozitív hatás a mangán határozza meg a kötési kén a tűzálló vegyületet MnS, és csökkentve a alacsony olvadáspontú eutektikus Fe - Fes a fennmaradó mennyiséget a nem mangán kén.
Az egyfázisú ötvözetek kristályosodást és szubszolidálódást okoznak, például az ausztenites acélok és a nikkelötvözetek. A hegesztés során a forró repedések képződésének ellenállása jelentősen megnő a fém második fázisának jelenlétében (általában ferrit, néha karbid). A ferrites fázis ebben az esetben a szerkezet feldarabolása, a káros szennyeződések jobb feloldása (S, P, Si, stb.), Ezenkívül az ausztenit gabonákat is tartalmazza.
A általános jellegű változás a tendencia, hogy a melegrepedés a varratok króm-nikkel acélok és nikkel ötvözetek az arányú Cr a fém Ni (készítmények alakíthatók egyenértékű - cseréje - ferritizatora mennyiségű Cr és Ni austenizatora) ábrán mutatjuk be. 7.
Így kiderül, hogy lehetséges ilyen hegesztőanyagok összetételét kiválasztani, amelyek elég nagy teljesítményű tulajdonságokkal rendelkeznek ahhoz, hogy hegesztés közben forró repedések keletkezzenek.
Ahogy a technológiai eljárás kivételével (korlátozások) alkalmazunk melegrepedés előmelegítő (az alacsony és srednelegirovannoj acélok), hegesztés egy kemény állapotban (ausztenites acélok), és a kiválasztott üzemmódok biztosítása kedvező varrat alakját, azaz a aránya szélessége és mélysége a közös (hegesztési réteg) Így, egy és ugyanazon fém kompozíciót mély behatolást hegesztések egy kis szélessége (azaz alacsony értékei b / h -. ábra a 8a) hajlamosabbak a melegrepedés, mint b / h = 1,5-3 arányú varrások (8, 6 ábra). Annak érdekében, hogy felmérjük a hegesztési fém hajlamát forró repedésekre, számos teszt és technika létezik. Process mintákat elsősorban megállapításán alapul összehasonlító jellemzőit ellenállás fém kötések, különböző hegesztési anyagok összehasonlítható feltételek mellett (minta méretei és alakja, és a hegesztési feltételeket stb.). Kvantitatív, alapuló technikák megszerzésére összehasonlító vizsgálatok számszerű mutatók az ellenállás (vagy dőlés) hegesztési varrat a melegrepedés. Rendelkezésre állnak egy tesztsorozatot, hogy egy számszerű mutatót rezisztencia, jellemzően további kényszerített deformáció sebessége a minta hegesztett egy bizonyos időszakban a kristályosodás a hegesztési medence és a következő, hűtési szakasz.
A hegesztett kötésekben, mind a hegesztési fémben, mind a fémek közeli hegesztési zónáiban hideg repedések keletkeznek. Nevét azért kapták, mert megjelenésük kezdete viszonylag mérsékelt hőmérsékleten (jóval alacsonyabb, mint a forró kezelés hőmérséklete) vagy szobahőmérsékleten és alacsonyabb hőmérsékleten történt.
A legjellemzőbb hidegrepedésre a hegesztések keresztirányú repedések a hegesztési varrat, keresztirányú repedések közel a fúziós határ a hegesztési zónában, valamint a repedések párhuzamos a fúziós határt, úgynevezett lepattogzás. A hideg repedések példája a 9. ábrán látható
a - hosszirányú repedés a varrat mentén;
b - keresztirányú repedés a varrat mentén;
c - hosszanti és keresztirányú repedések;
9. ábra. Hideg repedések.
Hideg repedések nagyon gyakori hiba a termelés hegesztett szerkezetek készült alacsonyan ötvözött acél és néhány ötvözetek, amely gondos monitorozást fém gyártásához használt termékek, hegesztő anyagok és hegesztési technológia.
Beszéljétek meg a cikket a fórumon