Сварочного термического

Допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР в качестве учебника для студентов вузов, обучающихся по специальности «Оборудование и технология сварочного производства»

Рецензенты: кафедра сварочного производства Челябинского политехнического института и д-р техн. наук В. В. Ардентов

Учебник предназначен для студентов вузов, обучающихся по специальности «Оборудование и технология сварочного производства».

Учебник написан по программе для студентов вузов, обучающихся по специальности «Технология и оборудование сварочного производства».

Успехи в развитии сварочного производства стали возможны благодаря неослабному вниманию Партии и Правительства к развитию этой отрасли науки и техники. Развитие сварочной науки и техники в настоящее время планируется как самостоятельный раздел народнохозяйственного плана.

В зависимости от формы и размеров изделия швы можно сваривать в различных пространственных поло?ксниях. Условно их разделяют па нижние, вертикальные, потолочные и горизонтальные (рис. 10). Горизонтальные швы — швы, выполняемые на вертикальной плоскости в горизонтальном направлении. В практике сварочного производства существуют еще понятия «сварка в полувертикальном положении» (когда угол между горизонтом и плоскостью листов равен 30—60°), «сварка в полупотолочном положении» (угол между горизонтом и плоскостью листов равен 120—150°).

Ори сварке сталей по узкому зазору с целью стабилизации процесса сварки и уменьшения расхода дорогого и дефицитного аргона вполне целесообразно применение двойных смесей (75% Ar-f-+• 25% С02) и тройных смесей (аргона, углекислого газа и кислорода). Для алюминиевых сплавов весьма эффективно с точки зрения производительности применение смеси, состоящей из 70% Не и 30% Аг. В этом случае значительно увеличивается толщина металла, свариваемого за один проход, и улучшается формирование шва. Газовые защитные смеси имеют весьма значительные перспективы, но широкое их применение требует организации централизованного снабжения сварочного производства смесями нужного состава. Только в этом случае применение смесей может дать значительный экономический эффект.

Цель настоящего пособия — помочь учащимся изучить теоретические вопросы сварочного производства и практически ознакомиться с технологией электрошлаковой сварки, сварки чугуна, титана, легированных сталей и другими процессами сварки металлов плавлением.

сварочного производства»

Рецензенты: кафедра сварочного производства Киевского политехнического института (зав. кафедрой проф. В. М. Прохоренко) ; канд. техн. наук, проф. И. М. Будник

3. Экономия времени. Наибольшая экономия времени достигается в условиях непрерывного поточного автоматизированного производства при крупносерийном и массовом выпусках продукции, когда псе операции согласованы но времени и выполняются механизмами. Однако доля сварных конструкции, изготовляемых в условиях крупносерийного и массового производства, относительно невелика (кузова автомобилей, приборы, трубы). Основными являются серийное и мелкосерийное производства с часто меняющейся номенклатурой, но здесь традиционные методы механизации и автоматизации малоэффективны, особенно при выполнении операций сборки и сварки. Более широкую перспективу автоматизации сварочного производства сулит использование современных промышленных роботов.

Стали мартенситного класса в условиях сварочного термического цикла в участках зоны термического влияния (а также и в металле шва, если он подобен по составу свариваемому металлу) закаливаются на мартенсит. Высокая твердость и низкая деформационная способность металла с мартенситной структурой в результате

11.2. Свойства металлов при температурах сварочного термического цикла

В результате таких испытаний определяется зависимость интенсивности напряжений от интенсивности приращений пластических деформаций и от температуры а,- = а,-(5^е,-Пл, Т) (так называемая термодеформограмма), которая характеризует истинное сопротивление металла деформированию в условиях сварочного термического и деформационного цикла и отражает совокупное воздействие основных явлений, сопровождающих процесс сварки.

Рис. 11.8. Наблюдаемые деформации металла при сварке Ъха> Е1н. ^н и свободная температурная деформация е,;В сварочного термического цикла

Рис. 13.1. Характерные зоны сварных соединений, отражающие степень влияния сварочного термического цикла:

В сталях, микролегированных Мо, V, Nb, Ti, В, А1 и средне-легированных, в состав которых входят Сг, Мо и другие карбидо-образующие элементы, рост зерна в процессе сварки не успевает завершиться. В этом случае появляется возможность существенно ограничить рост зерна, ужесточая высокотемпературную часть сварочного термического цикла. Весьма эффективно в этом отношении применение лучевых способов сварки, в том числе и для углеродистых и низколегированных сталей.

11.2. Свойства металлов при температурах сварочного термического цикла...................... 410

проверку сборочно-сварочного, термического и контрольного оборудования, аппаратуры, приборов и инструментов;

Выбор технологического оборудования для кузнечного, сварочного, термического, окрасочного и других отделений ремонтно механического цеха определяется указаниями соответствующих глав настоящего тома.

Аустенитные стали, в большинстве своем, не претерпевают видимых фазовых превращений при воздействии на них сварочного термического цикла. Вследствие этого околошовная зона хро-моникелевых сталей имеет менее сложное строение, чем зона при сварке обычных конструкционных сталей.

Межкристаллитная коррозия в основном металле близ линии сплавления или ножевая коррозия поражает узкую полоску стали, которая в результате сварочного термического цикла нагревалась до температур более 1250° С. Этому виду коррозии могут подвергаться только стали, стабилизированные титаном или ниобием и танталом. При нагреве таких сталей до температур, превышающих 1200—1250° С, карбиды титана или ниобия-растворяются в аустените. При последующем воздействии критических температур в участках основного металла, нагревавшихся до температуры растворения карбидов, титан и ниобий, остаются в твердом растворе; по границам зерен выпадают карбиды хрома и развивается Межкристаллитная коррозия. При дуговой и особенно при электроннолучевой сварке, вследствие высокой концентрации сварочного нагрева, участок перегрева в околошовной зоне очень узок, поэтому и коррозионное разрушение имеет сосредоточенный характер. При дуговой сварке обычно поражается полоска основного металла шириной до 1—1,5 мм. В случае электроннолучевой сварки она еще уже, а при электрошлаковой, наоборот, может расшириться до 3—5 мм. При испытании на загиб образцов, подверженных этому роду коррозии, разрушение имеет вид надреза ножом, отсюда название «ножевая коррозия».

Как известно, для оценки склонности аустенитных сталей и сплавов к образованию околошовных трещин их подвергают испытаниям по методике Ренсслеровского политехнического института (в США) или по методике Института металлургии (в СССР). В § 3 гл. IV были высказаны некоторые критические замечания, касающиеся недостатков этой методики в случае использования ее для оценки стойкости против локальных разрушений. Применительно к рассматриваемому здесь вопросу эта методика также не свободна от недостатков. Мы имеем в виду слишком большой разброс данных при определении пластичности образцов при температурах, близких к солидусу, обусловленный несовершенной техникой нагрева образца и контроля температуры. Тем не менее, даже при наличии этих недостатков упомянутая методика позволяет выявить разницу в поведении аустенитных сталей и сплавов различного происхождения. Так, в работах [9, 10] показано, что для жаропрочной стали ЭИ787 обычного производства температурный интервал хрупкости на ветви охлаждения сварочного термического цикла составляет 180° С. Для металла, подвергшегося электрошлаковому переплаву, он значительно уже и составляет всего 25° С. Подобные данные получены и для жаропрочного никелевого сплава ЭИ445Р. Напомним, что, чем уже температурный интервал хрупкости сплава, тем выше его сопротивляемость образованию околошовных трещин.