Физическая сущность процесса сваривания при сварке плавлением.

Сущность технологического процесса сварки металлов состоит в получении неразъемного соединения путем создания условий для межатомного взаимодействия и возникновения прочных металлических связей между атомами поверхностных слоев свариваемых деталей.

Для осуществления межатомного взаимодействия необходимо, чтобы атомы свариваемых поверхностей находились в пределах действия межатомных сил, т. е. на расстояниях, соизмеримых с параметрами кристаллических решеток металлов. Необходимое сближение частиц соединяемых поверхностей достигается воздействием на металлы в зоне сварки тепловой или механической энергии. В зависимости от этого сварочные процессы условно делят на способы сварки плавлением и способы сварки давлением.

При сварке металлов плавлением кромки соединяемых заготовок и присадочный материал при помощи внешнего источника тепла нагреваются до расплавления и вследствие повышенной подвижности атомов металлов в жидком состоянии образуют общую сварочную ванну. После охлаждения и кристаллизации расплава в зоне сварки остается сварной шов, прочно соединяющий свариваемые поверхности деталей. Затвердевший сварной шов имеет структуру, свойственную структуре литого металла, и по прочности обычно не уступает прочностным характеристикам основного металла деталей. В качестве источников энергии при сварке плавлением используют кислородно-ацетиленовое пламя, электрическую 1 дугу, электронный луч, световой луч оптического квантового генератора, миазменную струю и др. Металлы с одинаковым типом кристаллической решетки, образующие друг с другом непрерывный ряд твердых растворов, хорошо свариваются методами сварки плавлением. Металлы, не обладающие взаимной растворимостью в твердом состоянии, не свариваются плавлением и для соединения заготовок и деталей из разнородных металлов применяют методы сварки давлением.

Технология сварки сталей перлитного класса со сталями мартенситного, мартенситно-феритного и ферритно классов

Особенности сварочной дуги переменного тока в цепи с активным и сварочной цепи индуктивным сопротивлением

Общепринятый способ получить стабильную дугу при сравнительно низком напряжении холостого хода источника тока — включить последовательно в сварочную цепь индуктивное сопротивление. В результате возникает фазовый сдвиг между током и напряжением. Нулевому мгновенному значению тока, при котором дуга гаснет, соответствует максимум напряжения, вновь ее поджигающего. В этом случае достаточно источника с напряжением холостого хода 60...65 В. К тому же изменением индуктивности можно регулировать сварочный ток

Активное сопротивление в цепи переменного тока

Ток и напряжение. При включении в цепь переменного тока активного сопротивления R (рис. 175, а) напряжение и источника создает в цепи ток i. Если напряжение и изменяется по синусоидальному закону u = Uт sin ?t, то ток i также изменяется синусоидально:

i = Iт sin ?t При этом Iт = Uт / R

Таким образом, ток и напряжение изменяются по одному и тому же закону; они одновременно достигают своих максимальных значений и одновременно проходят через нуль (рис. 175,б). Следовательно, при включении в цепь переменного тока активного сопротивления ток и напряжение совпадают по фазе (рис. 175, в).

Если обе части равенства Iт = Uт / R разделить на ?2, то получим выражение закона Ома для рассматриваемой цепи для действующих значений напряжения и тока:

I = U / R

Следовательно, для цепи переменного тока, содержащей только активное сопротивление, этот закон имеет такую же математическую форму, как и для цепи постоянного тока.

При питании сварочной дуги переменным током полярность электродов, а также условия существования дугового разряда периодически изменяются. (Гаснет 100 раз/сек). Длительность перерывов в горении дуги при прочих равных условиях зависит от параметров сварочной цепи. Напряжение зажигания дуги после перехода тока через ноль носит название напряжения повторного зажигания. В зависимости от условий горения дуги напряжение повторного зажигания может быть в несколько раз выше, чем напряжение на дуге

Индуктивное сопротивление в цепи переменного тока.

Это реактивная часть сопротивления, определяемая индуктивностью элементов цепи.

Считается, что элементы цепи, для которых средняя мощность переменного тока равна нулю, обладают реактивным сопротивлением (в отличие от обычного активного сопротивления R, на котором происходит выделение энергии).

Катушка индуктивности (соленоид) при отсутствии сопротивления R ее провода обладает только индуктивным сопротивлением.

Для определения формулы индуктивного сопротивления найдем ЭДС самоиндукции такой катушки в цепи переменного тока, меняющегося по гармоническому синусоидальному закону I = Imsinωt.

В катушке, включенной в цепь переменного напряжения, си­ла тока меньше силы тока в цепи постоянного напряжения для этой же катушки. Следовательно, катушка в цепи переменного напряжения создает большее сопротивление, чем в цепи посто­янного напряжения.
Мгновенное значение силы тока:
Мгновенное значение напряжения можно установить, учиты­вая, что u = - εi, где u – мгновенное значение напряжения, а εi – мгновенное значение эдс самоиндукции, т. е. при изменении тока в цепи возникает ЭДС самоиндукции, которая в соответствии с законом электромагнитной индукции и правилом Ленца равна по величине и противоположна по фазе приложенному напряжению.
. Следовательно  , где   амплитуда напряжения. Напряжение опережает ток по фазе на π/2.
Т.к. согласно закону Ома сила тока прямо пропорциональна напряжению и обратно пропорциональная сопротивлению, то приняв величину ωL за сопротивление катушки переменному току, получим: - закон Ома для цепи с чисто индуктивной нагрузкой.
Величина   - индуктивное сопротивление.
Т.о. в любое мгновение времени изменению силы тока противодействует ЭДС самоиндукции. ЭДС самоиндукции — причина индуктивного сопротивления.
В отличие от активного сопротивления, индуктивное не является характеристикой проводника, т.к. зависит от параметров цепи (частоты): чем больше частота переменного тока, тем больше сопротивление, которое ему оказывает катушка.
Т.к. разность фаз между колебаниями тока и напряжения равна π/2, то мощность в цепи равна 0: энергия не расходуется, а происходит обмен энергией между источником напряжения и индуктивной нагрузкой. Такая нагрузка наз. реактивной.

Факторы, определяющие качество сварки. Контроль технологических факторов.

Факторы влияющие на качество сварных соединений и причины образования дефектов

Так как сварка используется уже много лет и почти не одна отрасль не может обойтись без нее, то очень важно, чтобы сварные соединения были очень качественными. При этом существует много факторов влияющих на качество сварных соединений (Рис. 3.1) и много методов контроля качества соединений.

Все виды контроля качества сварки можно разделить на две основные группы:

неразрушающие виды контроля;

разрушающие виды контроля.

Неразрушающие виды контроля предназначены для выявления как наружных, так и внутренних дефектов. Обычно наружные дефекты выявляются внешним осмотром с использованием мерительного инструмента, а внутренние определяются физическими методами исследования - просвечиванием рентгеновскими и гамма-излучением, ультразвуком, магнитным и самым простым и дешевым методом - керосиновая проба. Неразрушающий контроль заключается в том, что сварной образец или изделие подвергается действию соответствующих импульсов.

Разрушающие виды контроля предназначены для определения характера, места расположения и размеров дефектов и их влияния на работоспособность сварных соединений. Разрушающий контроль осуществляется сверлением, технологической пробой, механическими испытаниями на растяжение, изгиб, срез, удар, твердость, иногда гидравлическим или пневматическим испытанием сварных изделий с разрушением их. Надежным и широко применяемым в настоящее время является радиационный контроль просвечиванием сварных соединений рентгеновским и гамма-излучением. Дефекты выявляются в виде черных пятен на светлом фоне хорошего шва.

Причинами возникновения дефектов в сварных швах могут быть: наличие вредных примесей выше нормы в основном металле и в компонентах покрытия или флюса, нарушение режима сварки (малый или слишком большой ток), нарушение технологии, т. е. порядка сварки швов, увеличение длины дуги, состав и толщина слоя шлакового покрытия, большая плотность расплавленного шлака, сварка электродами с покрытиями, содержащими влагу, плохая защита сварочной ванны, сварка по окисленной поверхности и др. Может быть одновременно несколько причин возникновения дефектов.

Факторы, влияющие на качество сварных соединений

Технологические Конструктивно-эксплуатационные

Сварочные материалы Основной металл

Оборудование Конструкция соединения

Подготовка и сборка Условия эксплуатации

Процесс сварки Методы и система

Оператор Нормы по качеству

Качество соединений Контроль качества

Надежность Работоспособность, прочность, структура и т.п. Дефектность Исправления

Точность изготовления заготовок и пути её повышения. Сварочные укорочения и причины их нестабильности

Повышение точности изготовления заготовок  снижает трудоемкость последующей механической обработки и сокращает расход материала в результате уменьшения припусков на ее выполнение. Повышение точности механической обработки деталей сокращает трудоемкость сборки машин вследствие частичного или полного устранения пригоночных работ, обеспечивает взаимозаменяемость деталей и сборочных единиц машин. Взаимозаменяемость, в свою очередь, обеспечивает возможность поточной сборки и быстроты ремонта машин, находящихся в эксплуатации. [1]

Повышение точности изготовления заготовок  снижает трудоемкость последующей механической обработки и сокращает расход материала из-за уменьшения припусков на ее выполнение. Повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость сборки машин благодаря частичному или полному устранению пригоночных работ. Повышение точности обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов машин. Взаимозаменяемость, в свою очередь, обеспечивает возможность поточной сборки и быстроты ремонта машин, находящихся в эксплуатации. [2]

Повышение точности изготовления заготовок  сокращает расход материала и снижает трудоемкость механической обработки, а повышение точности механической обработки сокращает трудоемкость сборки и монтажа и обеспечивает взаимозаменяемость деталей и узлов, что дает возможность организовать поточную сборку и обеспечивает условия для высокопроизводительного ремонта машин. [3]

Повышение точности изготовления заготовок  снижает трудоемкость последующей обработки и сокращает расход материала из-за уменьшения припусков. Повышение точности изготовления деталей сокращает трудоемкость сборки машин вследствие частичного или полного устранения пригоночных работ, спо - с собствует достижению взаимозаменяемости элементов машин и обеспечивает возможность поточной сборки и сокращения сроков ремонта машин, находящихся в эксплуатации. [4]

Влияние технологических факторов на снижение конструктивной металлоемкости можно проследить и на повышении точности изготовления заготовок деталей машин в результате внедрения новых способов их изготовления; например, при отливке заготовки детали в кокиль вес готовых деталей снижается в пределах до 30 % по сравнению с весом детали, заготовка которой отлита в землю за счет уменьшения толщины стенок с 4 до 3 мм

Погрешности, связанные с неточностью настройки в связи с малой выборкой детали, можно значительно уменьшить путем увеличения выборки, повышения точности изготовления заготовок и применения более точных измерительных устройств. Погрешности среднего диаметра также значительно сокращаются при более точной установке инструмента по шагу с помощью калибров.  [7]

Погрешности связанные с неточностью настройки в связи с малой выборкой детали, по которой судят о качестве настройки с погрешностью измерительного устройства станка и измерительных инструментов, можно значительно уменьшить путем увеличения выборки детали и повышения точности изготовления заготовок, а также применив более точные измерительные устройства.  [8]

На всех этапах производственного процесса точность должна повышаться так, чтобы трудоемкость и себестоимость изготовления машин снижались без ухудшения их качества. Затраты на повышение точности изготовления заготовок должны быть меньше той экономии, которая получается в результате соответствующего снижения трудоемкости механической обработки, а дополнительные затраты на повышение точности изготовления деталей должны перекрываться снижением себестоимости узловой и общей сборки.  [9]

Существенной особенностью роботизированной сварки по сравнению с ручной или механизированной является необходимость, как правило, более высокой точности подготовки изделий под сварку. Это обеспечивается повышением точности изготовления заготовок и гарантируется применением сборочно-сва-рочных приспособлений, что требует дополнительных затрат. Следовательно, экономическая эффективность при применении сварочных роботов в значительной степени определяется правильным выбором объектов роботизации.

Физическая сущность процесса сваривания при сварке давлением.

Сварка давлением — это процесс соеди­нения поверхностных слоев деталей. При соединении происходит активная диффузия частиц, ведущая к полному исчезновению границы раздела и к прорастанию через нее кристаллов.

В современном машиностроении и приборостроении сварку давлением осуществляют несколькими путями в зависимости от типа изделий и требо­ваний, которые к ним предъявляются.

Контактная сварка широко применяется в машиностроении для изготов­ления изделий и конструкций, главным образом из сталей. Она относится к сварке с применением нагрева и давления. Нагрев осуществляется электри­ческим током, который проходит через место контакта двух свариваемых дета­лей. Давление, необходимое для сварки, создается или электродами, подводящими электрический ток, или специальными приспособлениями.

Различают три разновидности кон­тактной сварки: точечную — отдель­ными точками (рис. 105), применяемую для тонколистовых конструкций из стали (например, кузова автомашин). Сваривае­мые заготовки 1 зажимаются между элек­тродами 2, через которые проходит элект­рический ток большой силы от вторичной обмотки понижающего трансформатора 3, Место контакта свариваемых частей разо­гревается до высокой температуры, и под давлением усилия F происходит сварка; стыковую — оплавлением или давлением (рис. 106), применяемую для изготовления металлорежущего инструмента и др. В этом случае сваривае­мые детали 1 с силой стыкуются и удерживаются зажимами 2, к которым подводится электрический ток; роликовую (рис. 107, где 1 — свари­ваемые детали; 2 — ролики; 3 — электроды; 4 — источник энергии) — обес­печивающую непрерывный (герметичный) или прерывистый шов.

Технология сварки сталей перлитного класса со сталями аустенитного класса.

Особенности технологии сварки комбинированных конструкций из сталей различных структурных классов

Одна из причин пониженной свариваемости перлитной и аустенитной сталей - образование хрупкого мартенситного слоя или карбидной гряды в объеме переходной кристаллизационной прослойки, у которой уровень легирования металла снижается, приближаясь к перлитной стали. Образование этой прослойки объясняется ухудшением перемешивания жидкого металла в пристеночных слоях. При небольшом запасе аустенитности металла шва толщина этой прослойки может достигнуть критической величины, при которой происходит хрупкое разрушение сварного соединения.

Поэтому при выборе способов и режимов сварки отдают предпочтение технологии, при которой толщина кристаллизационной прослойки минимальна. Этого достигают следующими методами:

- Применением высококонцентрированных источников тепла (электронный луч, лазер, плазма);

• Разделкой кромок или их   наплавкой  уменьшающей долю участия сталей;

• Выбором режимов сварки с минимальной глубиной проплавления;

• Переходом   к   дуговой сварке в защитных газах, обеспечивающей интенсивное перемешивание металла ванны.

Выбор сварочных материалов должен исключить образование трещин различных видов и обеспечить эксплуатационную надежность сварных соединений. Применяют аустенитные сварочные материалы, обеспечивающие получение композиций наплавленного металла с таким запасом аустенитности, чтобы компенсировать участие в шве перлитной стали и гарантированно получить в высоколегированном шве или наплавке аустенитную структуру (табл. 2). Ориентировочно необходимый состав наплавленного металла для получения шва, обладающего такой структурой, может быть определен по диаграмме Шеффлера (см. рис. 4). На этой диаграмме точки П и Б означают структуру свариваемых сталей. При соотношении их долей участия 0,4/0,6 расплав после охлаждения на диаграмме будет находиться в т. Г, т.е. будет иметь мартенситную или аустенитно-мартенситную структуру, что недопустимо. 

Применив электрод типа Х15Н25 с высоким запасом аустенитности (т. В на диаграмме) в соотношении 50/50 к указанному выше расплаву, получим требуемый металл шва со структурой аустенита - отрезок а - б.

Табл. 3 Выбор композиции наплавленного металла и термообработки для сварки перлитных сталей с мартенситными, ферритными и аустенитно-ферритными

Группы свариваемых сталей	Композиция наплавленного металла	Предельная температура эксплуатации, °С	Температура отпуска, °С
I, II + VI, VIII	09X1 М, 08ХГСМА, 08ХМ	300 ... 350	Подогрев, от­пуск 650 ... 680
I, II + VII	08Х24Н6ТАМФ	300	700 ... 740
III, IV + VII	0Х25Н13Г2	300	700 ... 740
IV + VI, VIII	09X1 МФ, 08ХМФА	400 ... 450	650 ... 700

Типовая многофазная схема выпрямления переменного тока, применяемая в сварочных выпрямителях.

Сварочные выпрямители обладают значительными преимуществами перед электромашинными преобразователями: высокими сварочными качествами за счет повышения стабильности горения дуги и уменьшения разбрызгивания металла; высоким КПД и меньшими потерями холостого хода; широкими пределами регулирования тока и напряжения; возможностью автоматизации и программирования сварочного процесса; отсутствием вращающихся частей и потребности в фундаментах.

Однопостовые выпрямители могут быть разделены на следующие группы:

с падающими внешними характеристиками для ручной дуговой сварки и механизированной сварки под флюсом;

с жесткими внешними характеристиками для механизированной сварки плавящимся электродом в защитных газах и под флюсом;

с универсальными внешними характеристиками, крутопадающими и жесткими, для всех видов сварки.

Выпускаемые выпрямители имеют различные системы регулирования тока и напряжения. Наибольшее распространение получили механическое регулирование, регулирование дросселями насыщения, тиристорное, ступенчатое за счет изменения коэффициента трансформации силового трансформатора и балластными реостатами.

Подавляющее большинство выпрямителей для дуговой сварки выпускаются с питанием от трехфазной сети и, соответственно, с применением трехфазных и шестифазных схем выпрямления.

Основными параметрами и соотношениями, характеризующими схему выпрямления, являются:

действующие значения фазного (линейного) вторичного напряжения трансформатора U2ф (U2л) в зависимости от напряжения холостого хода выпрямителя Uхх;

амплитудное значение обратного напряжения на вентиле Uобр m;

действующее значение фазного (линейного) тока вторичных обмоток трансформатора I2 в зависимости от номинального выпрямленного тока Id с учетом работы вентилей и угла коммутации;

среднее значение выпрямленного тока через вентиль Iв.ср;

действующее IВ и максимальное Iвm значение тока через вентиль;

действующее значение тока первичной обмотки I1;

расчетные мощности первичных Р1 и вторичных Р2 обмоток трансформатора, определяемые напряжением холостого хода выпрямителя и током нагрузки.

Трехфазная мостовая схема выпрямления

Дефекты и уровень дефектности сварных соединений. Система назначения уровня контроля

По ГОСТ 15467-79 качество продукции есть совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением. Качество сварных изделий зависит от соответствия материала техническим условиям, состояния оборудования и оснастки, правильности и уровня отработки технологической документации, соблюдения технологической дисциплины, а также квалификации работающих. Обеспечить высокие технические и эксплуатационные свойства изделий можно только при условии точного выполнения технологических процессов и их стабильности. Особую роль здесь играют различные способы объективного контроля как производственных процессов, так и готовых изделий. При правильной организации технологического процесса контроль должен быть его неотъемлемой частью. Обнаружение дефектов служит сигналом не только к отбраковке продукции, но и оперативной корректировке технологии.

Наплывы образуются в результате натекания жидкого металла на поверхность холодного основного металла без сплавления с ним. Они могут быть местными - в виде отдельных застывших капель, а также иметь значительную протяженность вдоль шва. Чаще всего наплывы образуются при выполнении горизонтальных сварных швов на вертикальной плоскости. Причины образования наплывов - большой сварочный ток, слишком длинная дуга, неправильный наклон электрода, большой угол наклона изделия при сварке на спуск. При выполнении кольцевых швов наплывы образуются при недостаточном или излишнем смещении электрода с зенита. В местах наплывов часто могут выявляться непровары, трещины и др.

Стандартом ГОСТ 30242-97 «Дефекты соединений при сварке металлов плавлением. Классификация, обозначения и определения».

• трещины;

• полости, поры, свищи, усадочные раковины, кратеры;

• твердые включения;

• несплавления и непровары;

• нарушения формы шва – подрезы, усадочные канавки, превышения выпуклости, превышения проплава, наплавы, смещения, натеки, прожоги и др.;

• прочие дефекты

Система назначения уровня контроля.

Назначение вновь создаваемого изделия во многом предопределяет конструкцию, технологию изготовления, требования к надежности, долговечности, стоимости, а также объемы применения методов и средств контроля (дефектоскопов) на всех этапах изготовления и эксплуатации. На стадии научно-исследовательских и опытно-конструк­торских работ по созданию изделий системы неразрушающего контроля применяют: для получения необходимых данных, подтверждающих правильность выбранных решений; для сокращения времени и объемов необходимых исследо­ваний; для отбора материалов, компонентов и оборудования, обеспечивающих получение продукции необходимого качества с минимальными материальными и трудовыми затратами. На этом этапе выбирают оптимальные методы и средства контроля (дефектоскопы), разрабатывают основные технические требования к эталонам и критерии приемки деталей. На этапе производства и испытаний опытной партии деталей системы неразрушающего и разрушающего контроля.

Размерные цепи в сварных конструкциях и их особенности. Зазоры как звенья компенсаторы.

Общие положения

Размерной цепью называется группа связанных между собой раз-

меров, образующих замкнутый контур и служащих решению постав-

ленной задачи согласования допусков на один, или часть этих размеров,

или даже на все размеры. Основной особенностью любой размерной це-

пи является двоякий характер связи между ее размерами: наряду

с внешне очевидной геометрической (конструкторской) связью есть

еще и причинно-следственная (технологическая) зависимость одного

из размеров цепи от каждого из остальных. Это звено цепи называется

замыкающим, а все остальные – составляющими звеньями. Выявле-

ние замыкающего звена и графическое построение контура размерной

цепи представляет важнейшую часть решения задачи согласования до-

пусков, поэтому оно будет рассмотрено на конкретных примерах.

Подетальные размерные цепи. На рис. 2 изображена листовая де-

таль в виде прямоугольника со скошенным углом.

Продольные размеры могут быть заданы различно – любой комбина-

цией из трех размеров (а, в и с) по два. Геометрически и формально-

аналитически выбор этой комбинации кажется безразличным, но техноло-

гически один из трех размеров всегда оказывается зависящим от двух дру-

гих. Характер этой зависимости определяется принятой последовательно-

стью изготовления детали. Различные варианты показаны на рис. 2.

Из исходного полосового проката сначала может быть вырезана

прямоугольная карточка длиной с, а может быть обрезан скос по разме-

ру в. Скос на карточке может быть обрезан с разметкой по стороне а,

тогда размер в самого скоса будет зависеть от возможных ошибок раз-

меров а и с. Если же скос на карточке размечается по размеру в, то раз-

мер а станет зависимым от размеров в и с. Размер с будет зависеть от

размеров а и в, если на полосе со скосом сделать разрез с разметкой его

положения от конца скоса по размеру а.

Рис. 2. Различные варианты последовательности вырезки детали

и формирование размерной цепи

3.1 Основные расчетные схемы нагрева металла сварочными

источниками тепла

Так как характер распространения тепла в теле сильно зависит от его формы и размеров, то для расчетов принимают следующие схемы нагреваемого тела (рис.3.3).

1. Бесконечное тело – тело, которое имеет такую протяженность по координатным осям, при которой его границы не влияют на характер теплового поля.

2. Полубесконечное тело – тело, имеющее только одну граничную поверхность z = 0, со стороны которой действует источник тепла. Такая схема может использоваться при наплавке валика на поверхность массивного тела.

Рис. 3.3. Схемы нагрева металла сварочными источниками тепла.

3. Плоский слой – тело, ограниченное параллельными плоскостями z = 0 и z = δ. Этой семе отвечает лист средней толщины при больших длине и ширине. Тепловой поток в таком теле пространственный, но искаженный наличием граничных поверхностей.

4. Пластина – это плоский слой такой толщины δ, в котором температуру по толщине можно считать выровненной. Тепловой поток плоскостной. Эта схема применима при сварке со сквозным проплавлением на всю толщину и при разделительной кислородной резке.

5. Стержень – тело с прямолинейной осью достаточной длины, чтобы концевые поверхности не влияли на распределение тепла. Тепловой поток является линейным.

Источники тепла схематизируют так:

1) по признаку распределенности: сосредоточенные (точечный, линейный, плоский, объемный) и распределенные (по определенному закону ввода тепла в изделие) источники тепла;

2) по времени действия: мгновенные и непрерывно действующие;

3) по расположению относительно рассматриваемой точки во времени: неподвижные, подвижные, быстродвижущиеся источники тепла.

Точечный источник тепла – это такой источник, объем которого бесконечно мал и в пределе представляет собой точку. Например, при нагреве дугой все вводимое в изделие тепло считают в точке, геометрически расположенной в центре пятна нагрева.

Линейный источник тепла – это такой источник, у которого тепло распределено вдоль прямой. Можно представить, что тепло сконцентрировано в цилиндре с r→0.

Плоский источник тепла – это источник тепла, равномерно распределенный по некоторой плоскости, например поверхности контакта между свариваемыми элементами при стыковой контактной сварке.

Объемный источник тепла – источник, равномерно выделяющий тепло в некотором объеме, например при протекании тока в стержне (электроде при дуговой сварке).

Мгновенный источник тепла – это источник, длительность действия которого стремится к нулю.

Непрерывно действующий источник тепла это источник постоянной тепловой мощности, действующий непрерывно или достаточно долго.

Неподвижный источник тепла – это неперемещающийся в теле (или по телу) источник тепла постоянной мощности. Эта схема источника в расчетах имеет вспомогательное значение.

Подвижный источник тепла – это источник постоянной мощности, перемещающийся в теле или по поверхности тела прямолинейно с постоянной скоростью.

Быстродвижущийся источник тепла – это подвижный источник тепла, перемещающийся с такой скоростью, при которой распространением тепла перед источником Технология и металлургические особенности сварки стали Ферритного и аустенитного классов. 3.2

Высокохромистые мартенситные стали (20X13, 14Х17Н2 и др.), мартенситно-ферритные (12X13, 14Х12Н2МФ и др.)—это закаливающиеся стали, склонные к образованию холодных трещин. В меньшей степени к ним относятся стали ферритного класса (12X17, 08Х17Т, 08Х18Т1 и др.). Для предотвращения трещинообразования применяют предварительный или сопутствующий подогрев, особенно необходимый с увеличением содержания в стали углерода и ее толщины. После сварки мартенситные, мартенситно-фер-ритные, а иногда и ферритные стали подвергают высокому отпуску при температуре 680—720 °С, а жаропрочные (20X13, 12X13 и др.) — при температуре 730—750 °С. Отпуск улучшает структуру, механические свойства и коррозионную стойкость.

Следует учитывать, что коррозионная стойкость сталей, не содержащих титана или ниобия, при нагревании более 500 °С постепенно падает, поэтому в сталь вводят эти элементы и дополнительно легируют молибденом, ванадием и другими добавками, например мар-тенситная сталь 18X1ШНФБ; мартенситно-ферритная 18Х12ВМБФР; ферритная 15Х25Т и др. Для сварки мартенситных, мартенситно-ферритных и ферритных сталей применяют электроды, стержни и покрытия которых обеспечивают получение наплавленного металла, близкого по химическому составу к основному металлу, например мартенситную сталь марки 15X11 ВМФ сваривают электродами Э12Х11НВМФ марки КТИ-10; мартенситно-ферритную сталь марки 12X13 —электродами Э12Х13 марки УОНИИ-13/ШЗ и т.д. Если конструкции из стали этого класса работают на статическую нагрузку и к швам не предъявляются требования высокой прочности, сварку можно выполнить аустенитными или аустенитно-ферритными электродами, например ферритную сталь 15Х25Т сваривают электродами Э02Х20Н14Г2М2 марки ОЗЛ-20, при этом отпуск после сварки можно не проводить.

Аустенитные коррозионностойкие стали .

Аустенитные стали содержат в своём составе Cr , Ni , C . По

реакции на термический цикл хромоникелевые стали относят к хорошо

свариваемым . При охлаждении они претерпевают однофазную аустенитную

кристаллизацию неперлитного распада , тем более мартенситного

превращения при этом не происходит .

Характерным показателем свариваемости хромоникелевых сталей

является межкристаллитная коррозия (МКК) .

МКК развивается в зоне термического влияния , нагретой до

температур 500-800 С ( критический интервал температур ) .

При пребывании металла в опасном (критическом) интервале

температур по границам зерен аустенита выпадают карбиды хрома Cr(4)C ,

что приводит к обеднению приграничных участков зерен аустенита хромом

.хром определяет коррозионную стойкость стали . В обеднённых хромом

межкристаллитных участках развивается коррозия , которая называется

межкристаллитной .

Межкристаллитная коррозия имеет опасные последствия - может

вызвать хрупкие разрушения конструкций в процессе эксплуатации .

Чтобы добиться стойкости стали против межкристаллитной коррозии ,

нужно исключить или ослабить эффект выпадения карбидов . т. е.

стабилизировать свойства стали .