Изменения структур около шовной зоны однопроходного шва

а – температурные границы участков околошовной зоны

б – связь их структур с диаграммой состояния сплава Fe – C

Участки около шовной зоны:

1 – неполного расплавления;

2 – перегрева;

3 – нормализации;

4 – неполной перекристаллизации;

5 – рекристаллизации;

6 – синеломкости.

Температура до которой нагреваются отдельные точки околошовной зоны изменяются от Т⁰пл до окружающей.

Рассмотрим структурные изменения на однопроходном стыковом соединении. Проецируя с диаграммы Fe – C на сварное соединение граница участков одинаковой микроструктуры, может м небольшой погрешностью определить в сварном соединении границы отдельных участков ЗТВ.

В зависимости от t⁰-ры нагрева структурных и физико-механических изменений в околошовной зоне различают участки:

1 – Участок неполного расплавления – является переходным от наплавленного металла к основному – наз. переходной зоной. Он представляет собой узкую полоску основного металла, которая при сварке находится ниже линии ликвидуса но выше солидуса (Т=1500⁰С)

В процессе сварки этот участок нагревается до температуры несколько превосходящей температуру плавления и находится в твердо-жидком состоянии. Переходная зона отличается по хим. Составу от основного и наплавленного металла.

Ширина этого участка зависит от характера источника нагрева и состава металла.

Ширина состава 0,2-0,4мм.

2 – Участок перегрева – ограничивается температурными границами со стороны шва температуры участка не полного расплавления, со стороны металла t⁰=1100⁰C. На этом участке металла претерпевает аллотропическое превращение на «» железа, наблюдается перегрев и рост зерна. В процессе остывания вторичная структура зависит от состава металла термического цикла сварки. Иногда в сталях с повышенными содержанием «С₂» образуется крупнозернистая видманшпидтова структура ширина 1 – 3 мм.

3 – Участок нормализации – металл нагретый в процессе сварки в пределах температуры выше критической точки АС₃ до Т=1100⁰С на участке образуется мелкозернистая структура. Механические свойства металла шва обычно выше свойств основного металла, ширина 1,2 – 4 мм.

4 – Участок неполной перекристаллизации – где металл нагревается в интервале температур от АС₁ до АС₃ (Т⁰=725 - 850⁰). Металл подвергается только частичной перекристаллизации. Наряду с зернами основного металла не изменившимися при нагреве присутствуют зерна образовавшиеся при перекристаллизации.

5 – Участок рекристаллизации – наблюдается при сварке стали, подвергается пластической деформации. Металл нагревается в интервале температур Т=450 – 700⁰С из обломков зерен зарождаются и растут новые равноосновные зерна.

6 – Участок синеломкости – в пределах Т=200 – 400⁰С при котором появляются синие цвета побежалости на поверхности металла ширина ЗТВ зависит от (скорости сварки) способа сварки и определяется: 1,8-3,2 мм (СО₂); до 27мм (газовая сварка).

Для улучшения структуры и свойств металла ЗТВ после сварки следует применить термообработку.