Зоны термического влияния сварного шва

Воздействие предельных температур не проходят бесследно. Оно отражается на физических свойствах материалов, и металл в этом плане не исключение. В процессе нагрева образуется зона термического влияния сварного шва — локальный участок с измененной структурой. От рабочих параметров и метода сварки зависит распространение изменений (мм):

• дуговая ручная — 3-6;
• под флюсом — 2-4;
• в защитных газах — 1-3;
• газовая — 8-28;
• электрошлаковая — 11-14.

Последствия влияния температуры неоднородны. С удалением от эпицентра термического воздействия происходит снижение интенсивности изменений. Различают следующие участки:

• неполного расплавления;
• перегрева;
• нормализации;
• неполной кристаллизации;
• рекристаллизации;
• синеломкости.

В зоне неполного расплавления происходит слияние материалов и установление межатомных связей. Свойства металла в этой зоне определяют надежность соединения деталей и приобретенные эксплуатационные характеристики.

Участок перегрева под воздействием высокой температуры подвергается частичной закалке и приобретает крупнозернистую структуру. Из-за повышения содержания углерода снижаются показатели пластичности и ударной вязкости. Для снижения негативного воздействия перегрева рекомендуется сократить время нагрева до минимума, использовать несколько проходов.

Нормализованный участок также подвергается изменениям, но структура после снижения температуры становится мелкозернистой. В отличие от зоны перегрева механические характеристики материала, как правило, улучшаются.

На участке неполной кристаллизации происходит образование перлита. Его наличие влияет на такие характеристики, как предел прочности и текучести. Соответственно механические свойства металла в данной зоне также подвергаются изменениям.

Рекристаллизация не имеет негативных последствий. Более того, если до нагрева наблюдалось разрушение некоторого количество зерен металла, например под действием пластинчатой деформации, то они восстановят свою структуру.

Определение «синеломкость» в точности соответствует характеру влияния нагрева. На поверхности материала образуется побежалость синего цвета. Кроме того, несмотря на отсутствие структурных изменений, снижается способность металла к пластической деформации.

Существует несколько способов снизить негативное влияние перегрева: горячая проковка сварного шва, термическая обработка детали, замедленное охлаждение. Особенно важную роль превентивные меры играют в отношении высокоуглеродистых сталей, которые не отличаются высокими значениями пластичной деформации.