1. Які характеристики первинної кристалічної структури зварного шва?
Відповідь: Кристалізація зварювальної ванни також відбувається за основними правилами загальної кристалізації рідкого металу: утворення кристалічних зародків і ріст кристалічних зародків. Коли рідкий метал у зварювальній ванні твердне, напіврозплавлені зерна основного матеріалу в зоні плавлення зазвичай стають кристалічними зародками.
Зварювальне обладнання Xinfa має характеристики високої якості та низької ціни. Для отримання додаткової інформації відвідайте:Виробники зварювання та різання – Китайська фабрика зварювання та різання та постачальники (xinfatools.com)
Потім кристалічне ядро поглинає атоми навколишньої рідини і росте. Оскільки кристал росте в напрямку, протилежному напрямку теплопровідності, він також росте в обох напрямках. Однак через блокування сусідніми кристалами, що ростуть, кристал утворюється. Кристали зі стовпчастою морфологією називаються стовпчастими кристалами.
Крім того, за певних умов рідкий метал у розплавленому басейні також утворюватиме спонтанні кристалічні зародки під час затвердіння. Якщо розсіювання тепла здійснюється в усіх напрямках, кристали будуть рівномірно рости в зернисті кристали в усіх напрямках. Такий кристал називається рівновісним. Стовпчасті кристали зазвичай спостерігаються у зварювальних швах, а за певних умов рівновісні кристали також можуть з’явитися в центрі зварного шва.
2. Які характеристики вторинної кристалізаційної структури зварного шва?
Відповідь: Структура металу шва. Після первинної кристалізації метал продовжує охолоджуватися нижче температури фазового перетворення, і металографічна структура знову змінюється. Наприклад, при зварюванні низьковуглецевої сталі всі зерна первинної кристалізації є зернами аустеніту. При охолодженні нижче температури фазового перетворення аустеніт розпадається на ферит і перліт, тому структура після вторинної кристалізації складається переважно з фериту і невеликої кількості перліту.
Однак через більш швидку швидкість охолодження зварного шва отриманий вміст перліту, як правило, перевищує вміст у рівноважній структурі. Чим швидше швидкість охолодження, тим вищий вміст перліту, а чим менше фериту, твердість і міцність також покращуються. , при цьому пластичність і в'язкість знижуються. Після вторинної кристалізації виходить справжня структура при кімнатній температурі. Структури зварного шва, отримані різними сталевими матеріалами в різних умовах процесу зварювання, різні.
3. На прикладі низьковуглецевої сталі пояснити, яка структура утворюється після вторинної кристалізації металу шва?
Відповідь: Взявши, наприклад, низькопластичну сталь, структурою первинної кристалізації є аустеніт, а процес фазового перетворення металу шва в твердому стані називається вторинною кристалізацією металу шва. Мікроструктура вторинної кристалізації феритно-перлітна.
У рівноважній структурі низьковуглецевої сталі вміст вуглецю в наплавленому металі дуже низький, а його структура являє собою грубий стовпчастий ферит і невелику кількість перліту. Через високу швидкість охолодження зварного шва ферит не може бути повністю виділений відповідно до фазової діаграми залізо-вуглець. В результаті вміст перліту, як правило, більше, ніж у гладкій структурі. Висока швидкість охолодження також очищає зерна і підвищує твердість і міцність металу. За рахунок зменшення фериту і збільшення перліту твердість також збільшиться, а пластичність зменшиться.
Отже, остаточна структура зварного шва визначається складом металу та умовами охолодження. Завдяки особливостям процесу зварювання структура металу шва більш тонка, тому метал шва має кращі структурні властивості, ніж литий стан.
4. Які особливості зварювання різнорідних металів?
Відповідь: 1) Характеристики зварювання різнорідних металів в основному полягають у очевидній різниці в складі сплаву наплавленого металу та шва. Зварювальний розплав змінюється залежно від форми зварного шва, товщини основного металу, покриття електрода або флюсу та типу захисного газу. Поведінка пулу також непослідовна,
Отже, кількість плавлення основного металу також різна, і ефект взаємного розбавлення концентрації хімічних компонентів осадженого металу та площі плавлення основного металу також зміниться. Видно, що різнорідні металеві зварні з’єднання змінюються в залежності від нерівномірного хімічного складу ділянки. Ступінь не тільки залежить від початкового складу зварювального матеріалу та наповнювача, але також змінюється залежно від різних процесів зварювання.
2) Неоднорідність структури. Після проходження термічного циклу зварювання на кожній ділянці зварного з’єднання з’являться різні металографічні структури, які пов’язані з хімічним складом основного металу та наповнювачів, методом зварювання, рівнем зварювання, процесом зварювання та термічною обробкою.
3) Нерівномірність виконання. Через різний хімічний склад і структуру металу з’єднання різні механічні властивості з’єднання. Міцність, твердість, пластичність, в’язкість тощо кожної ділянки вздовж з’єднання дуже різні. У зварному шві Значення удару зон термічного впливу з обох сторін навіть у кілька разів відрізняються, а межа повзучості та міцність при високих температурах також сильно відрізнятимуться залежно від складу та структури.
4) Нерівномірність розподілу поля напружень. Розподіл залишкових напружень у з'єднаннях різнорідних металів нерівномірний. В основному це визначається різною пластичністю кожної ділянки суглоба. Крім того, різниця в теплопровідності матеріалів буде викликати зміни в температурному полі зварювального термічного циклу. Причиною нерівномірного розподілу поля напружень є такі фактори, як відмінності коефіцієнтів лінійного розширення в різних регіонах.
5. Які принципи вибору зварювальних матеріалів при зварюванні різнорідних сталей?
Відповідь: Принципи вибору різнорідних матеріалів для зварювання сталі в основному включають наступні чотири моменти:
1) Виходячи з того, що зварне з'єднання не створює тріщин та інших дефектів, якщо неможливо врахувати міцність і пластичність металу шва, слід вибирати зварювальні матеріали з кращою пластичністю.
2) Якщо властивості металу зварного шва різнорідних сталевих зварювальних матеріалів відповідають лише одному з двох основних матеріалів, він вважається таким, що відповідає технічним вимогам.
3) Зварювальні матеріали повинні мати хороші технологічні характеристики, а зварювальний шов має мати гарну форму. Зварювальні матеріали економічні та прості у придбанні.
6. Яка зварюваність перлітної сталі та аустенітної сталі?
Відповідь: Перлітна сталь і аустенітна сталь - це два типи сталі з різною структурою та складом. Тому, коли ці два типи сталі зварюються разом, зварний метал утворюється шляхом злиття двох різних типів основних металів і наповнювачів. Це викликає наступні питання щодо зварюваності цих двох типів сталі:
1) Розведення зварного шва. Оскільки перлітна сталь містить нижчі елементи золота, вона має розріджувальний ефект на сплав усього металу шва. Завдяки такому ефекту розрідження перлітної сталі знижується вміст аустенітоутворюючих елементів у шві. В результаті в зварному шві може з'явитися мартенситна структура, що погіршує якість зварного з'єднання і навіть викликає тріщини.
2) Утворення надлишкового шару. Під дією теплового циклу зварювання ступінь змішування розплавленого основного металу та присадочного металу різний на краю ванни розплаву. На краю розплавленої ванни температура рідкого металу нижча, плинність погана, а час перебування в рідкому стані коротший. Через величезну різницю в хімічному складі між перлітною та аустенітною сталлю розплавлений основний метал і присадковий метал не можуть бути добре сплавлені на краю розплавленої ванни на перлітній стороні. Як наслідок, у зварному шві на стороні перлітної сталі частка перлітного основного металу більша, і чим ближче до лінії плавлення, тим більша частка основного матеріалу. Це утворює перехідний шар з різним внутрішнім складом наплавленого металу.
3) Сформуйте дифузійний шар у зоні плавлення. У металі зварного шва, що складається з цих двох типів сталей, оскільки перлітна сталь має більш високий вміст вуглецю, але більше легуючих елементів, але менше легуючих елементів, тоді як аустенітна сталь має протилежний ефект, тому з обох сторін перлітної сталі від зони плавлення A утворюється різниця концентрацій вуглецю і карбідоутворюючих елементів. Коли з'єднання працює при температурі вище 350-400 градусів протягом тривалого часу, буде очевидна дифузія вуглецю в зоні плавлення, тобто від боку перлітної сталі через зону плавлення до зони зварювання аустеніту. шви розсуваються. В результаті на основному металі перлітної сталі поблизу зони плавлення утворюється знеуглецьований шар розм'якшення, а на стороні аустенітного зварного шва утворюється навуглецьований шар, що відповідає знеуглероженню.
4) Оскільки фізичні властивості перлітної та аустенітної сталі дуже різні, а склад зварного шва також дуже різний, цей тип з’єднання не може усунути напругу зварювання за допомогою термічної обробки, а може лише спричинити перерозподіл напруги. Це дуже відрізняється від зварювання того ж металу.
5) Сповільнене розтріскування. Під час процесу кристалізації зварювальної розплавленої ванни цього виду різнорідної сталі є як структура аустеніту, так і структура фериту. Обидва знаходяться близько один до одного, і газ може дифундувати, так що розсіяний водень може накопичуватися і викликати затримку тріщин.
25. Які фактори слід враховувати при виборі способу ремонтного зварювання чавуну?
Відповідь: При виборі способу зварювання сірого чавуну необхідно враховувати наступні фактори:
1) Стан виливка, що зварюється, наприклад хімічний склад, структура та механічні властивості виливка, розмір, товщина та складність конструкції виливка.
2) Дефекти литих деталей. Перед зварюванням слід зрозуміти тип дефекту (тріщини, відсутність м'якоті, потертості, пори, пухирі, недостатня заливка тощо), розмір дефекту, жорсткість розташування, причину дефекту тощо.
3) Вимоги до якості після зварювання, такі як механічні властивості та властивості обробки з’єднання після зварювання. Зрозумійте такі вимоги, як колір зварного шва та ефективність ущільнення.
4) Умови та економія обладнання на місці. За умови забезпечення вимог до якості після зварювання основною метою зварювального ремонту виливків є використання найпростішого методу, найпоширенішого зварювального обладнання та технологічного обладнання та найменших витрат для досягнення більшої економічної вигоди.
7. Які заходи запобігають утворенню тріщин при ремонтному зварюванні чавуну?
Відповідь: (1) Попередньо нагріти перед зварюванням і повільно охолодити після зварювання. Попереднє нагрівання зварного шва повністю або частково перед зварюванням і повільне охолодження після зварювання можуть не тільки зменшити тенденцію білого зварного шва, але також зменшити зварювальне напруження та запобігти розтріскуванню зварного шва. .
(2) Використовуйте дугове холодне зварювання, щоб зменшити напругу під час зварювання, і вибирайте зварювальні матеріали з хорошою пластичністю, такі як нікель, мідь, нікель-мідь, сталь з високим вмістом ванадію тощо, як наповнювач, щоб метал зварного шва міг зменшити напругу через пластик деформації та запобігання тріщин. , за допомогою зварювальних стрижнів малого діаметра, малого струму, періодичного зварювання (переривчасте зварювання), дисперсного зварювання (зварювання стрибками) можна зменшити різницю температур між зварним швом і основним металом і зменшити зварювальне напруження, яке можна усунути за допомогою молоткового зварювання . стрес і запобігає появі тріщин.
(3) Інші заходи включають коригування хімічного складу металу зварного шва для зменшення температурного діапазону його крихкості; додавання рідкоземельних елементів для посилення металургійних реакцій десульфурації та дефосфорації зварного шва; і додавання потужних елементів для очищення зерна для кристалізації зварного шва. Доробка зерна.
У деяких випадках нагрівання використовується для зменшення навантаження на зону ремонту зварювання, що також може ефективно запобігти появі тріщин.
8. Що таке концентрація напруги? Які фактори викликають концентрацію стресу?
Відповідь: Через форму зварного шва та характеристики зварного шва з’являється розрив у загальній формі. Під навантаженням це спричиняє нерівномірний розподіл робочої напруги в зварному з’єднанні, через що локальне пікове напруження σmax перевищує середнє напруження σm. Більш того, це концентрація стресу. Існує багато причин концентрації напруг у зварних з'єднаннях, найважливіші з яких:
(1) Дефекти процесу, що виникають у зварному шві, такі як входи повітря, включення шлаку, тріщини та неповне проварювання тощо. Серед них концентрація напруги, спричинена зварювальними тріщинами та неповним проварюванням, є найбільш серйозною.
(2) Невиправдана форма зварного шва, наприклад, посилення стикового шва занадто велике, носок кутового шва занадто високий тощо.
Непродуманий дизайн вулиць. Наприклад, вуличний інтерфейс має раптові зміни, а також використання закритих панелей для підключення до вулиці. Нерозумне розташування зварювальних швів також може спричинити концентрацію напруги, наприклад Т-подібні з’єднання лише з зварювальними швами вітрини.
9. Що таке пластикове пошкодження і яку шкоду воно завдає?
Відповідь: Пластичне пошкодження включає пластичну нестабільність (текучість або значну пластичну деформацію) і пластичний руйнування (краєвий руйнування або пластичний руйнування). Процес полягає в тому, що зварна конструкція під дією навантаження спочатку зазнає пружної деформації → текучості → пластичної деформації (пластична нестійкість). ) → утворюють мікротріщини або мікропорожнини → утворюють макротріщини → зазнають нестабільного розширення → руйнуються.
Порівняно з крихким руйнуванням, пластичне пошкодження є менш шкідливим, а саме:
(1) Невідновна пластична деформація виникає після текучості, що призводить до списання зварних конструкцій з високими вимогами до розмірів.
(2) Відмова посудин під тиском, виготовлених із високоміцних матеріалів із низькою міцністю, не залежить від в’язкості матеріалу до руйнування, а спричинена руйнуванням пластичної нестабільності через недостатню міцність.
Кінцевим результатом пошкодження пластику є вихід з ладу зварної конструкції або катастрофічна аварія, яка негативно позначається на виробництві підприємства, викликає непотрібні жертви та серйозно впливає на розвиток національної економіки.
10. Що таке крихке руйнування і яку шкоду воно завдає?
Відповідь: Зазвичай під крихким руйнуванням розуміють руйнування через розщеплення (включаючи руйнування квазідисоціації) уздовж певної кристалічної площини та руйнування межі зерна (міжзерновий).
Злам відколу - це злам, утворений відривом уздовж певної кристалографічної площини всередині кристала. Це внутрішньозерновий перелом. За певних умов, таких як низька температура, висока швидкість деформації та висока концентрація напруги, коли напруга досягне певного значення, у металевих матеріалах відбуватимуться відкол і руйнування.
Існує багато моделей для генерації переломів розколу, більшість з яких пов’язані з дислокаційною теорією. Загальноприйнято вважати, що коли процес пластичної деформації матеріалу сильно утруднений, матеріал не може адаптуватися до зовнішньої напруги шляхом деформації, а шляхом відриву, що призводить до тріщин відколу.
Включення, крихкі виділення та інші дефекти в металах також мають важливий вплив на виникнення тріщин спайності.
Крихке руйнування, як правило, відбувається, коли напруга не перевищує розрахунково допустиму напругу конструкції і немає значної пластичної деформації, і миттєво поширюється на всю конструкцію. Він має характер раптового руйнування, його важко виявити та запобігти заздалегідь, тому часто призводить до особистих жертв. та величезні матеріальні збитки.
11. Яку роль у структурному крихкому руйнуванні відіграють зварювальні тріщини?
Відповідь: Серед усіх дефектів тріщини є найнебезпечнішими. Під дією зовнішнього навантаження біля фронту тріщини буде відбуватися невелика пластична деформація, і в той же час буде певне зміщення розкриття на вершині, що спричинить повільний розвиток тріщини;
При збільшенні зовнішнього навантаження до певного критичного значення тріщина буде розширюватися з великою швидкістю. У цей час, якщо тріщина розташована в зоні високого напруження розтягування, це часто спричиняє крихке руйнування всієї конструкції. Якщо тріщина, що розширюється, потрапляє в область з низьким напруженням розтягування, репутація має достатньо енергії, щоб підтримувати подальше розширення тріщини, або тріщина потрапляє в матеріал з кращою в’язкістю (або той самий матеріал, але з вищою температурою та підвищеною в’язкістю) і отримує більший опір і не може продовжувати розширення. У цей час небезпека тріщини відповідно зменшується.
12. У чому причина схильності зварних конструкцій до крихкого руйнування?
Відповідь: Причини перелому можна звести до трьох аспектів:
(1) Недостатня гуманність матеріалів
Особливо на кінчику виїмки здатність матеріалу до мікроскопічної деформації є поганою. Крихке руйнування за низьких навантажень зазвичай відбувається при нижчих температурах, і зі зниженням температури міцність матеріалу різко знижується. Крім того, з розвитком низьколегованої високоміцної сталі показник міцності продовжує зростати, а пластичність і в'язкість знижуються. У більшості випадків крихке руйнування починається із зони зварювання, тому недостатня в'язкість зварного шва і зони термічного впливу часто є основною причиною малонапруженого крихкого руйнування.
(2) Є такі дефекти, як мікротріщини
Руйнування завжди починається з дефекту, а тріщини є найнебезпечнішими дефектами. Зварювання є основною причиною появи тріщин. Хоча тріщини в основному можна контролювати з розвитком технології зварювання, все ще важко повністю уникнути тріщин.
(3) Певний рівень стресу
Неправильна конструкція та погані виробничі процеси є основними причинами залишкової напруги під час зварювання. Тому для зварних конструкцій, крім робочої напруги, слід також враховувати залишкову напругу під час зварювання та концентрацію напруги, а також додаткову напругу, спричинену поганим монтажем.
13. Які основні фактори необхідно враховувати при проектуванні зварних конструкцій?
Відповідь: основні фактори, які слід враховувати, такі:
1) Зварне з'єднання має забезпечувати достатню напругу та жорсткість для забезпечення достатньо тривалого терміну служби;
2) Враховуйте робоче середовище та умови роботи зварного з’єднання, такі як температура, корозія, вібрація, втома тощо;
3) Для великих конструкційних деталей робоче навантаження попереднього нагріву перед зварюванням і термічної обробки після зварювання має бути зменшено настільки, наскільки це можливо;
4) Зварювані деталі більше не потребують або вимагають лише невеликої механічної обробки;
5) Зварювальне навантаження можна зменшити до мінімуму;
6) Звести до мінімуму деформацію та напругу зварної конструкції;
7) Легко побудувати та створити хороші робочі умови для будівництва;
8) максимально використовувати нові технології та механізоване та автоматизоване зварювання для підвищення продуктивності праці; 9) Зварні шви легко перевірити, щоб забезпечити якість з’єднання.
14. Опишіть основні умови газового різання. Чи можна використовувати киснево-ацетиленове газове різання для міді? чому
Відповідь: Основними умовами газового різання є:
(1) Температура займання металу повинна бути нижчою за температуру плавлення металу.
(2) Температура плавлення оксиду металу має бути нижчою за температуру плавлення самого металу.
(3) Коли метал горить у кисні, він повинен виділяти велику кількість тепла.
(4) Теплопровідність металу повинна бути малою.
Газове різання киснево-ацетиленовим полум’ям не можна використовувати для червоної міді, оскільки оксид міді (CuO) виділяє дуже мало тепла, а його теплопровідність дуже добра (тепло не може бути зосереджено поблизу надрізу), тому газове різання неможливе.
Час публікації: 06 листопада 2023 р
