Мероприятия, направленные на улучшение качества зоны термического влияния

Работоспособность сварного соединения в основном зависит от свойств зоны термического влияния. Под тепловым воздействием сварочного процесса может наблюдаться ухудшение свойств металла этой зоны по сравнению со свойствами основного металла, что в значительной мере снижает качество сварного изделия и может привести к его разрушению в процессе эксплуатации.

Такие факторы, как протяженная зона термического влияния, образование закалочных структур (мартенсит) и рост зерна существенно снижают качество сварного соединения. Эти факторы зависят от вида сварки и параметров термического цикла сварки.

Малое время пребывания выше Т_ирз сдерживает рост зерна, а медленное охлаждение снижает вероятность образования закалочных структур, что существенно улучшает качество ЗТВ.

Поэтому, при выборе видов и способов сварки предпочтение следует отдавать тем видам и способам, которые обеспечивают минимальную протяженность зоны термического влияния (например: сварка в среде защитных газов, лазерная и электронно-лучевая сварка).

Режимы сварочного процесса следует назначать такими, чтобы при условии качественного формирования сварного шва обеспечивались:

- минимальное время пребывания в области высоких температур околошовной зоны и зоны перегрева;

- низкие скорости охлаждения участков ЗТВ, претерпевающих полиморфные превращения.

Кроме того, в зависимости от склонности свариваемых сталей к образованию закалочных структур, необходимо предусматривать предварительный (до сварки), сопутствующий (во время сварки) и последующий (после сварки) подогрев, которые снижают скорость охлаждения участков ЗТВ.

Графическое изображение изотерм

В сварочной технике все чаще применяются мощные источники теплоты, осуществляющие сварку весьма на больших скоростях. В предельном случае, когда q и v стремятся к бесконечности, в то время как отношение q/v сохраняет некоторое конечное значение. Чем выше мощность тем быстрее должна быть скорость передвижения установки, иначе в место сварки мы получим резку. Распространение теплоты в массивном теле и пластине приобретает определенные особенности, позволяющие проконтролировать зоны термического влияния, так как в основном там находятся дефекты.

Предельное состояние процесса распространения теплоты, при нагреве пластины мощным быстродвижущимся линейным источником, можно получить из уравнения ΔT= . Ход рассуждений, основанный на предложении, что теплота распространяется только в направлении стержня такой же, как для случая точечного источника теплоты . . Действительно, источник выделяет на отрезках длинной dx теплоту Q= . Эта теплота распространяется вдоль стержня l, ограничено l и l^ɪ и имеющего поперечное сечение dx. Подставляя указанные величины в уравнение

ΔT= и заменяя координату x на y, а также учитывая поверхностную теплопередачу, получим: ΔT= , где

q—тепловая мощность сварочной дуги.

v—скорость сварки

—толщина свариваемого металла

—коэффициент теплопроводности

Ср—удельная теплоемкость

t—время работы сварки

y—координата

a—коэффициент температуропроводности

b—коэффициент температуроотдачи

а	Vcв	δ	п	λ	Ср	qu	Т	Тн
9,47368E-06	0,027	0,0008	3,141593	36	3800000	3600	450	20

Xальфа	Vcв	δ	п	λ	Ср	qu	Т	Тн
9,47368E-06	0,02	0,0008	3,141593	36	3800000	3600	450	20

Вывод: Проведя алгебраические расчеты, я получил расстояние самой ЗТВ и могу наглядно продемонстрировать, что сама зона термического влияния очень мала и составляет порядка 0,3 мм, а основной шов 3 мм при толщине металла 0, 8 мм .