- •Теория сварочных процессов
- •1. Физическая сущность процесса сварки. Три основные особенности сварочных процессов.
- •2.Классификация способов сварки по видам активации энергии и агрегатному состоянию вещества.
- •3. Основные технические задачи, решаемые с помощью сварки.
- •4. Источники тепла при сварке.
- •5. Методы расчета температур при сварке. Краевые и граничные условия.
- •6. Виды передачи тепла.
- •7. Три стадии распространения тепла при сварке. Их практическое значение.
- •8. Методы решения дифференциального уравнения теплопроводности.
- •9. Схематизация источников тепла и нагреваемых тел, применяемая для расчета температур при сварке.
- •10. Как зависит температурное поле от параметров режима сварки и теплофизических свойств свариваемого материала.
- •11. Сварочная ванна, факторы, определяющие размеры и форму сварочной ванны.
- •12. Этапы затвердевания сварочной ванны.
- •13. Образование первичных кристаллитов. Скорости затвердевания и кристаллизации.
- •14. Сварочная текстура и ее влияние на свойства сварных соединений.
- •15. Механизм образования горячих трещин при сварке.
- •16. Первичная и вторичная структуры сварных соединений.
- •17. Способы борьбы с горячими трещинами при сварке.
- •18. Холодные трещины при сварке.
- •19. Пути уменьшения склонности сварных соединений к образованию холодных трещин.
- •20. Замедленное разрушение, причины, пути уменьшения склонности сварных соединений к замедленному разрушению.
- •21. Свариваемость и методы ее оценки.
- •22. Проверка служебных характеристик сварных соединений.
- •23. Раскройте суть понятий: температурный интервал хрупкости, эффективный интервал кристаллизации, полигонизация.
- •24. Причины образования пористости при сварке. Механизм образования пор при сварке плавлением.
- •25. В чем состоят особенности протекания химических реакций при сварке?
- •26. Что представляют собой сварочные шлаки, их физико-химические характеристики и свойства?
- •27. Закон Нернста и его применение в сварочной практике.
- •28. Закон действующих масс и константа равновесия химических реакций.
- •Закон действующих масс
- •30. Легирование металла при сварке.
- •31. Рафинирование металла при сварке.
- •32. Модифицирование металла при сварке.
- •33. Виды химической неоднородности металла сварного соединения.
- •34. В чем разница между составом покрытий электродов и флюсов, а также шлаками, образующимися в ходе их расплавления при сварке.
- •35. Механизмы образования неоднородности металла шва
- •36. Объясните понятия «ликвация» и «сегрегация».
- •37. Назначение электродных покрытий, типы покрытий. Почему электроды с двухслойным покрытием можно считать перспективным видом электродов?
- •38. Факторы, определяющие характер переноса металла при дуговой сварке плавлением.
- •39. Вязкость жидкости и практическое значение её для сварочных процессов.
- •40. Окисление и диссоциация окислов при сварке.
- •41. Виды электрических дуг, применяемых в сварочных процессах.
- •42. Механизм возникновения остаточных сварочных напряжений и деформаций.
- •43. Методы борьбы со сварочными напряжениями и деформациями.
19. Пути уменьшения склонности сварных соединений к образованию холодных трещин.
Холодные трещины - локальные хрупкие разрушения материала сварного соединения, возникающие под действием остаточных сварочных напряжений. Размеры холодных трещин соизмеримы с размерами зон сварного соединения. Локальность разрушения объясняется частичным снятием напряжений пpи образовании трещин и ограниченностью зон сварного соединения , в которых возможно развитие трещин без дополнительного притока энергии от внешних нагрузок.
Для большинства случаев возникновения холодных трещин характерны :
наличие инкубационного периода до образования очага трещин;
образование трещин при значениях напряжений, составляющих <0,9 кратковременной прочности материалов в состоянии после сварки .
Эти особенности позволяют отнести холодные трещины к замедленному разрушению свеж закаленного материала. Качество сварных соединений среднеуглеродистых легированных сталей во многом определяется свойствами зоны термического влияния и прежде всего ее стойкостью к образованию холодных трещин. Склонность к образованию холодных трещин связывают с формированием высокотемпературной химической микро-неоднородностью (ВХМН) у линии сплавления и последующим превращением аустенита в мартенсит в около шовной зоне (ОШЗ), характером и величиной сварочных напряжений, насыщением и распределением водорода в процессе сварки. Вероятность появления холодных трещин в шве и ОШЗ увеличивается при сварке среднеуглеродистых легированных сталей проволокой, близкой по химическому составу к основному металлу. Холодные трещины образуются в интервале температур мартенситного превращения (250 °С и ниже), а также после полного остывания сварного изделия, иногда спустя значительное время после сварки (через 24– 48 ч).
В настоящее время принято считать, что основными причинами образования холодных трещин являются следующие:
1) закалочные структуры в зоне сварного соединения, характеризующиеся пониженной пластичностью и придающие сталям склонность к замедленному разрушению;
2) присутствие диффузионно-подвижного водорода в зоне зарождения и развития трещины;
3) сварочные напряжения 1 рода и напряжения от внешних нагрузок.
Известно, что структурно-фазовое состояние металла во многом определяет его механические свойства. Формирование структуры и фазового состава металла зависит от его химического состава и условий теплового воздействия, главным образом – от скорости охлаждения в температурном интервале распада аустенита. Характер теплового воздействия на металл при сварке определяется термическим циклом сварки (ТЦС), зависящим при прочих равных условиях от режима и условий сварки.
20. Замедленное разрушение, причины, пути уменьшения склонности сварных соединений к замедленному разрушению.
Основными факторами, обусловливающими возникновение трещин, являются: 1) структурное состояние металла сварного соединения, характеризуемое наличием составляющих мартенситного и бейнитного типа; 2) уровень растягивающих сварочных напряжений первого рода, определяемый жесткостью сварной конструкции, режимом сварки, типом металла шва и другими причинами; 3) содержание и распределение водорода в металле сварного соединения после сварки, зависящие от концентрации водорода в атмосфере дуги, исходного содержания водорода в основном металле и других условий.
Высокопрочные низколегированные стали находят широкое применение при изготовлении тяжело нагруженных сварных узлов и конструкций горнодобывающей техники. Все эти стали имеют различные уровни служебных свойств и хладостойкости и существенно различаются по свариваемости. Перспективным направлением в развитии феноменологических подходов к изучению проблемы замедленного разрушения сварных конструкций является разработка деформационных подходов с учетом релаксации сварочных напряжений [1]. Существующие критерии оценки основаны на прочностном подходе к замедленному разрушению без учета деформационной истории материала сварного соединения, которая существенно влияет на напряженное состояние в сварном соединении [2]. Таким образом, критерии, применяемые для оценки склонности к замедленному разрушению [3, 4], требуют уточнений и дополнений в связи с необходимостью учета кинетических процессов происходящих в сварном соединении. Учет кинетических процессов, обнаружение возникновения микро- и макро-трещин определенного размера в условиях