ЕГЗ-2.2.1. Проведення щозмінні огляди і технічне обслуговування устаткування, що експлуатується, та апаратури для запобігання, виявлення і усунення неполадок в роботі обслуговуваного устаткування і апаратури
Зварне з'єднання поділяють на три зони:
— основного металу;
— термічного впливу;
— наплавленого металу шва.
При газозварюванні внаслідок повільнішого нагрівання зона термічного впливу (біляшовна зона) більша, ніж при дуговому зварюванні і становить від 8 до 28 мм.
Зона термічного впливу має декілька структурних ділянок, які відрізняються за формою і будовою зерен.
При зварюванні сталі, в залежності від видалення шарів металу від шва, ці шари нагріваються в зоні термічного впливу до різних температур. А в залежності від температури нагріву в різних шарах стали відбуваються і різні структурні перетворення.
У зварному шві наплавлений метал має стовпчасті крупно-зернисту будову, характерне для литої сталі, міцність і межа плинності якої трохи нижче, ніж основного вироби. Деяка компенсація міцності шва досягається його трохи більшим поперечним перерізом і легуванням.
Зона термічного впливу має декілька структурних ділянок,які відрізняються за формою і будовою зерен.
1.Ділянка неповного розплавлення. Вона примикає безпосередньо до металу шва. Основний метал на цій ділянці в процесі зварювання частково розплавляється і являє собою суміш твердої і рідкої фаз. Температура на цій ділянці вище температури плавлення сталі (більш 1539 ° С); утворюється грубозерниста структура.
Затверділий метал за механічними властивостями близький до металу шва.
2.Ділянка перегріву. Тут сталь нагрівається до температур від 1100 ° С до 1500 ° С. в результаті сильного перегріву після охолодження на цій ділянці утворюється грубозерниста - грубоігольная структура. Метал цієї зони має можливість утворення гартових структур.
3. Ділянка нормалізації. Температура стали в межах від 930 ° С до 1100 ° С. Тут після повільного охолодження виробу утворюється дрібнозерниста структура нормалізованої сталі, механічні властивості якої вище, ніж в перших двох зонах, вони наближаються до властивостей основного металу заготовок. При зварці ця зона переважна, а при газовій зварці виражена слабо.
4.Ділянка неповної перекристалізації. Нагрівання - 720 ... 930 ° С, ділянка неповної перекристалізації. У ньому поряд з великими зернами фериту утворюються дрібні зерна фериту і перліту. Механічні властивості стали нижче, ніж на ділянці 3.
5.Ділянка рекристалізації. Нагрівання - 450 ... 720 ° С. Якщо сталь перед зварюванням не бралася під пластичної деформації, в холодному стані (менше 300 ° С), то структурних змін в ній на цій ділянці не відбувається. Якщо ж сталь зміцнюючих холодною пластичною деформацією, то на цій ділянці відбувається рекристалізація з втратою набутих властивостей і падінням ударної в'язкості.
6.Ділянка синьоламкості. Нагрівання 200 - 450 ° С. Якщо попередньо сталь пластично незміцнюється, то вона не зазнає помітних структурних перетворень, проте спостерігається різке падіння ударної в'язкості - сінеломкость. Якщо ж сталь попередньо пластично зміцнюючих, то в цій зоні відбувається часткова рекристаллизация з деяким (до 30 ... 40%) зниженням її твердості і межі текучості.
З розглянутого видно, що зона термічного впливу є зоною активної реакції металу на нагрів. Враховувати вплив цієї зони необхідно в наступних випадках:
- При зварюванні сталей, попередньо підданих холодної пластичної деформації відбувається втрата придбаних властивостей; тому неприпустимо зварювати і нагрівати сталеві вантажні троси;
- При зварюванні сталей з підвищеним вмістом вуглецю і легованих сталей утворюються гартівні структури, що володіють значною крихкістю, яка може привести до утворення тріщин в зоні термічного впливу;
- Вироби після зварювання повинні охолоджуватися повільно, щоб уникнути утворення в околошовной зоні гартівних структур;
- Враховувати особливості зони термічного впливу необхідно і при виборі способу зварювання виробів.
Таким чином, утворення зони термічного впливу зварного шва пов'язане з погіршенням міцності і пластичних властивостей металу, що зварюється. Це найбільш слабке місце в зварному з'єднанні і це необхідно обов'язково враховувати, як при проектуванні зварних конструкцій, так і при їх експлуатації.
Рисунок 2. Будова зони термічного впливу зварного з'єднання.
Для покращення структури і властивостей металу шва і біля-шовної зони використовують гаряче проковування металу шва, термообробку пальником, загальну термообробку в печах та повільне охолодження.