Сварочная текстура и ее влияние на свойства сварных соединений.

Обычно предполагают, что свариваемый металл изотропен, т.е. его механические свойства одинаковы во всех направлениях. На практике используемый металл анизотропен, т.е. его механические свойства зависят:

от направления приложения нагрузки;

от текстуры (расположение и строение кристаллитов).

Различают текстуру проката, волочения и других видов обработки, связанных с деформированием металла. Металл сварного шва имеет сварочную текстуру.

1 – преимущественное направление роста кристаллитов;

2 – кристаллизационные слои;

3 – физические неоднородности;

4 – химические неоднородности.

Сварочная текстура образовывается в процессе первичной кристаллизации. Она определяется направлением преимущественного роста кристаллитов, кристаллизационными слоями, физическими и химическими неоднородностями.

5. Горячие трещины при сварке, температурный интервал хрупкости. Механизм образования горячих кристаллизационных трещин.

При кристаллизации металл сварочной ванны проходит через несколько состояний от жидкого до твёрдого. Полностью кристаллизация происходит в некотором интервале температур. Одной из границ которого является температура возникновения в жидкости скелета (остова) твёрдой фазы, а другой – температура солидуса. Этот интервал называется эффективным интервалом кристаллизации.

 - вязкость;

1/ - текучесть;

 - деформация;

 - пластичность;

Т₁ – температура начала образования скелета кристаллита и начала деформации кристаллизующегося металла;

Т_э – эквикохезивная температура;

Т_с, Т_л – температура солидуса и ликвидуса;

Т₂ – верхняя температурная граница температурного интервала хрупкости (ТИХ);

₂ > ₁ – коэффициент линейного расширения.

На участке между Т_л и Т_с пластичность металла будет определяться либо вязкостью, либо текучестью жидкой прослойки между зёрнами металла. Т.е. при уменьшении температуры текучесть уменьшается, а вязкость увеличивается. После Т_с межзёренные прослойки затвердевают и их пластичность  начинает увеличиваться до максимального значения для этого сплава. Прочность прослойки также увеличивается. Температуру, при которой прочность металла становится больше, чем возможные напряжения в нём, называют эквикохезивной. Чем больше , тем лучше материал способен выдерживать напряжения. Происходит деформация межзёренных прослоек и сварочные напряжения снимаются (релаксируются).

Во время кристаллизации может наступить такой момент, когда текучесть жидкой прослойки, заключённой внутри скелета твёрдых кристаллитов уже мала, а прочность кристаллитов ещё недостаточна. В этом случая прослойка разрушается, появляются трещины. Т.о. область температур в которой способность кристаллитов металла деформироваться минимальна называется температурным интервалом хрупкости (ТИХ). При температурах меньше ТИХ прочность и пластичность возрастают. Напряжение в металле возникает вследствие деформации усадки, вызванной изменением объёма металла при охлаждении. Сама деформация  зависит от коэффициента линейного расширения и от разности температур в металле и среде.

Усадка начинается при некоторой температуре Т₂. Если кристаллизуется сплав с небольшим , то максимальная деформация может быть меньше деформационной способности. Трещины не образуются. Если  велик, величина деформации усадки больше деформационной способности то металл разрушается, образуются трещины.

Может случиться, что трещина образуется в тот момент, когда между кристаллитами имеются участки жидкой эвтектики (жидкой фазы с большим содержанием легирующих элементов). Тогда эта жидкость зальётся в трещину, происходит ”залечивание” трещины. В отличии от кристаллизационных, полигонизационные трещины не залечиваются (т.к. нет жидкости).