Материал: 239
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ
МЕТАЛЛА ЗОНЫ ТЕРМИЧЕСКОГО
ВЛИЯНИЯ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технология
и оборудование сварки в заводских условиях»
Министерство образования РФ Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
Кафедра технологии конструкционных материалов
РАСЧЕТ СКОРОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛА
ЗОНЫ ТЕРМИЧЕСКОГО ВЛИЯНИЯ
СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ
Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технология и оборудование сварки в заводских условиях»
Составители В. И. Матюхин, М. С. Корытов
Омск Издательство СибАДИ
2012
УДК 621.785 ББК 34.651
Рецензент канд. техн. наук, доц. Ю. И. Сердюк
Работа одобрена методической комиссией факультета «Автомобильный транспорт» в качестве методических указаний к лабораторной работе по дисциплине «Технология и оборудование сварки в заводских условиях» для студентов специально-
стей 291100, 290600.
Расчет скорости охлаждения металла зоны термического влияния сварного соединения: Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Технология и оборудование сварки в заводских условиях» / Сост.: В. И. Матюхин, М. С. Корытов.–Омск:Изд-воСибАДИ,2012.–12с.
Дается расчет скорости охлаждения металла зоны термического влияния сварного соединения в субкритическом интервале температур в зависимости от класса стали, режима сварки, способа сварки.
Ил. 3. Табл. 4. Библиогр.: 3 назв.
Издательство СибАДИ, 2012
3
Цель лабораторной работы – ознакомиться с выбором режима механизированной и автоматизированной сварки низколегированных мостовых сталей с учетом требуемых скоростей охлаждения металла шва и зоны термического влияния, освоить расчет скорости охлаждения металла сварного соединения в субкритическом интервале температур.
1.Механические свойства низколегированных мостовых сталей
Та б л и ц а 1 . Механические свойства мостовых сталей
Марка |
Класс |
Толщина |
Прочность на |
|
Предел |
Относи- |
||
стали |
стали |
металла, мм |
растяжение, |
|
текучести, |
тельное |
||
|
|
|
|
МПа |
|
МПа |
удлинение, |
|
|
|
|
|
|
МПа |
|
% |
|
16Д |
С 38/23 |
4... |
60 |
375... |
510 |
|
215...235 |
26 |
10ХСНД |
С 52/40 |
16... |
40 |
510... |
670 |
|
390 |
19 |
15 ХСНД |
С 46/33 |
8... |
50 |
470... |
685 |
|
335...390 |
19...21 |
14Г2АФД |
С 52/40 |
4... |
50 |
550 |
|
400 |
20 |
|
15Г2АФДпс |
С 52/40 |
4... |
32 |
550 |
|
400 |
19 |
|
2.Строение зоны термического влияния сварного соединения
Впроцессе сварки затвердевший металл сварочной ванны (сварной шов) и нагретый основной металл, прилегающий к сварному шву, охлаждаются с различной скоростью, зависящей от способа сварки, режима сварки, химсостава и толщины свариваемого изделия. Область основного металла с измененной структурой, нерасплавленная и прилегающая к сварному шву, нагретая до высоких температур, называется зоной термического влияния (ЗТВ). Схема структурных превращений в ЗТВ приведена на рис. 1.
Участок неполного расплавления имеет небольшие размеры (ширина участка 0,1...0,4 м) и состоит из частично оплавленных зерен основного металла. Из-за высокого перегрева участок после охлаждения имеет крупнозернистую структуру и пониженную в связи с этим ударную вязкость. Температурный интервал участка ТС... ТЛ.
Вучастках неполного расплавления и перегрева вероятность возникновения трещин и разрушения конструкции в процессе эксплуатации наи-
большая.
Участок перегрева находится в интервале температур ТС...1100 0С и имеет ширину 1...3 мм. В результате высокотемпературного перегрева этот
4
участок характеризуется наличием крупного зерна с пониженной вязкостью металла.
Рис. 1. Строение зоны термического влияния сварного соединения: 1 – участок неполного расплавления; 2 – участок перегрева; 3 – участок нормализации; 4 – участок неполной перекристаллизации; 5 – участок рекристаллизации; 6 – участок старения; 7 – сварной шов; ТЛ – температура начала затвердевания (ликвидус); ТС – температура конца затвердевания (солидус)
Участок нормализации расположен в интервале температур 1100 0С...А3. Характеризуется мелким зерном, повышенной ударной вязкостью металла. Это наиболее благоприятный участок с точки зрения работоспособности сварного соединения. Ширина участка лежит в пределах
1,2...4 мм.
Участок неполной перекристаллизации распределен в интервале температур А3...А1. Если до сварки феррит и перлит основного металла имели крупное зерно, то после сварки в этом участке наблюдаются крупные и мелкие зерна из-за неполной перекристаллизации структуры (перлит перекристаллизуется, а феррит нет). Ширина участка около 1 мм.
Участок рекристаллизации расположен в интервале температур А1...500 0С. Если сварке подвергалась деформированная сталь, то в этом