Тема уроку №33:

 "Будова зварного з'єднання, визначення та особливості структури, зони термічного впливу зварного з'єднання"

Основні поняття та визначення

Зварним з’єднанням називають нероз’ємне з’єднання, виконане зварюванням

За видом з’єднання можуть бути стикові, кутові, таврові, внапуск, торцеві.

Зварний шов — це ділянка зварного з’єднання, утворена в результаті кристалізації металу зварювальної ванни.

Зварювальна ванна — ділянка зварного шва, яка при зварюванні знаходиться в рідкому стані.

Кратером називають заглиблення, утворене в зварній ванні тиском дуги (полум’я).

Основним називають метал, який підлягає з’єднанню зварюванням.

Присаджувальним називають метал, призначений для введення в зварну ванну до розплавленого основного металу.

Наплавленим називають переплавлений присаджувальний метал, введений в зварну ванну до основного металу.

Металом шва називають сплав, утворений переплавленими основним і наплавленим металами.

Кромки — це торцеві поверхні деталей, що підлягають зварюванню.

Розчищення кромок — надання необхідної форми кромкам, які підлягають зварюванню.

Скіс кромки — це прямолінійний або криволінійний зріз кромки, яка підлягає зварюванню.

Притуплення кромки — нескошена частина її торця.

Зазор — відстань між притупленнями кромок.

Кут скосу кромки — кут між площиною скосу кромки і торцем.

Кут розчищення кромок — кут між скошеними кромками. Кромки розчищають з метою кращого провару кореня шва.

Підсилення шва — частина металу шва, що виступає над поверхнею зварюваних деталей.

Глибина проплавлення — найбільша глибина розплавленого основного металу в перерізі шва.

Корінь шва — частина зварного шва, де дно зварювальної ванни перетинає поверхню основного металу.

Шар — частина металу зварного шва, утворена одним або двома валиками, які розташовані на одному рівні поперечного перерізу шва.

Валиком називають метал, наплавлений або переплавлений за один прохід.

Прохід — це одноразове переміщення в одному напрямку джерела нагрівання.

Багатошаровий шов — це шов, утворений декількома шарами.

Підварний шов — менша частина двобічного шва, яка виконується попередньо для запобігання пропалів при наступному зварюванні або накладається в останню чергу в корінь шва для забезпечення його високої якості.

Заготовка — матеріал, призначений для наступної обробки і який має певні розміри з урахуванням припусків на обробку.

Напівфабрикат — заготовка, що пройшла часткову обробку і призначена для подальшої обробки.

Деталь — виріб, виготовлений з однорідного за назвою і маркою матеріалу без застосування складальних операцій.

Складальна одиниця (вузол) — сукупність з’єднаних між собою деталей.

Виріб — кінцевий продукт виробництва, предмет або група предметів, виготовлених на підприємстві.

Основні види зварних з'єднань, конструктивні елементи крайок і швів, граничні відхилення розмірів і раціональні діапазони товщини елементів, що сполучаються, для швів усіх типів регламентуються державними та міждержавними стандартами й галузевими нормалями. 

Зони зварного з'єднання: найсвітліша — зона основного металу, темніша — зона термічного впливу, найтемніша зона посередині — зона зварного шва. 

Між зоною термічного впливу і зоною зварного шва знаходиться зона розплавлення

Для зварних з'єднань властива сукупність зон, що утворюються в матеріалі сполучених зварюванням елементів. Зони відрізняються від основних матеріалів та між собою за хімічним складом, структурою, фізичними й механічними властивостям, мікро- і макронапруженостями.

Зварне з'єднання має три характерні зони, що утворюються під час зварювання: зону зварного шва, зону сплавлення і зону термічного впливу, а також частину основного металу, що прилягає до зони термічного впливу.

Зварний шов — ділянка зварного з'єднання, яка утворилася внаслідок оплавлення та кристалізації металу з'єднуваних поверхонь або внаслідок їхньої пластичної деформації під час зварювання тисненням, або внаслідок поєднання оплавлення, кристалізації та деформації з'єднуваних поверхонь.

Шви всіх типів розрізняють:

• за технікою накладення: виконані «напрохід», від середини до кінців, зворотноступінчастим способом;

• за розташуванням у просторі при зварюванні: вертикальні, горизонтальні, нижні, стельові;

• за технікою утворення перетину: одношарові і багатошарові тощо.

Зони зварного з'єднання:

Метал шва (зварний шов) — сплав, утворений розплавленими основним та присадним металами або лише переплавленим основним металом.

Основний метал — метал заготовок, який з'єднують зварюванням.

Зона сплавлення — зона частково оплавлених під час зварювання зерен основного металу на межі з металом шва.

Зона термічного впливу — ділянка основного металу, розташована біля металу шва, структура і властивості якої змінилися в результаті нагрівання під час зварювання чи наплавлення. У зоні термічного впливу основний матеріал не зазнає розплавлення, але на окремих ділянках в результаті дії нагріву і охолоджування по-різному змінює властивості і структуру. У найзагальнішому випадку зварки плавленням низьковуглецевої сталі зона термічного впливу зварного з'єднання може бути розбита на декількох ділянок, перелічених нижче у порядку за напрямком віддалення від зони сплавлення:

• ділянка перегріву, яка примикає безпосередньо до зони сплавлення. Матеріал на цій ділянці перегріву нагрівається вище за 1100 °С і набуває грубозернистої структури, що обумовлює пониження його в'язкості.

• на ділянці перекристалізації (нормалізації) матеріал нагрівається в інтервалі температур від 900 до 1100 °С, що викликає значне подрібнення зерна і підвищення в'язкості.

• на ділянці часткової перекристалізації метал нагрівається в інтервалі температур від 700 до 900 °С і характеризується нерівномірністю структури або частковим подрібненням зерна

• на ділянці рекристалізації при нагріві матеріалу від 500 °С до температури, відповідної критичній точці A1 , спостерігається зниження міцності, у деяких випадках — зменшення пластичності.

• на ділянці старіння при нагріві від 100 до 500 °С матеріал не має видимих змін структури, але відрізняється від вихідного основного матеріалу зниженою в'язкістю, найрізкіше вираженою в інтервалі 100…300 °С.

Ширина зони термічного впливу при зварюванні сталі залежить від способу зварювання, технологічного процесу, теплового режиму зварювання, теплофізичних властивостей основного металу тощо.

Основні типи зварних з'єднань

За взаємним розташуванням елементів, що сполучаються зварні з'єднання поділяються на[1]:

• стикове — зварне з'єднання двох заготовок, складених одна до одної торцевими поверхнями;

• внапусток — зварне з'єднання двох заготовок, складених паралельно бічними поверхнями так, що частково перекривають одна одну;

• кутове — зварне з'єднання двох заготовок, складених крайками під кутом;

• таврове (Т-подібне) — зварне з'єднання двох заготовок, у якому торцева поверхня однієї заготовки складена під кутом до бічної поверхні іншої;

• торцеве — зварне з'єднання двох заготовок, які складені бічними поверхнями.

ТЕСТИ

Зварювальні шви класифікуються :

1.За типом з’єднання: стикові, кутові, внапуск, таврові, торцеві.

2. За протяжністю шви бувають: непреривчасті, переривчасті ланцюгові, переривчасті шахові.

3. За кількістю шарів (валиків):одношарові, багато шарові.

4. За формою зовнішньої поверхні:нормальні, увігнуті, випуклі.

5. За відношенням до навантажень:робочі стикові, кутові, флангові, лобові, комбіновані, косі, зв'язувальні.

6. За довжиною бувають короткі до 300 мм, Середні до 1000 мм, довгі понад 1000 мм.

7. За характером виконання однобічні та двобічні.

8. За положенням у просторі шви бувають нижні, горизонтальні, вертикальні, "у човник".

9. За конфігурацією прямолінійні, криволінійні (фігурні), кільцеві, кільцеві спіральні.

10.способом утримання зварювальної ванни:у висячому положенні, на підкладці.