Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей
Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей
Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей В издательстве Политехнического университета вышла в свет монография известных во всем мире американских специалистов – профессора университета штата Огайо Д.Липпольда(John C. Lippold) и Д.Котеки(Damian J. Kotecki) является научно-технической базой современных знаний в области свариваемости и проектирования технологий сварки.Металлургия сварки и свариваемость нержавеющих сталей: [пер. с англ.]/ Д. Липпольд, Д. Котеки; под ред. Н.А. Соснина, А.М. Левченко.- СПб.: Изд-во Политехн. Ун-та, 2011. – 467 с.
Монография известных во всем мире американских специалистов – профессора университета штата Огайно Д.Липпольда(John C. Lippold) и Д.Котеки(Damian J. Kotecki) является научно-технической базой современных знаний в области свариваемости и проектирования технологий сварки. Профессор Д.Липпольд длительное время работает в этой области, он возглавлял одну из самых престижных в США кафедр, проводящих исследования и осуществляющих подготовку специалистов на степени всех трех уровней (BS, MS, PhD) в области сварки. Д.Котеки длительное время работал техническим директором по сварке рассматриваемых в монографии материалов в одной из крупнейших в мире компаний по производству сварочных материалов и оборудования – Lincoln Electric. В настоящее время возглавляет собственную консалтинговую фирму. Д. Котеки был президентом Американского сварочного общества (AWS) и председателем подкомиссии по сварке нержавеющих сталей и сплавов на никелевой основе Американского совета по исследованиям в области сварки (WRC), а также вице-президентом Международного института сварки (IIW). В монографии приведен детальный анализ многочисленных публикаций в рассматриваемой области, по сути, начиная с фундаментальных работ А. Шеффлера в начале 40-х годов XX века и до начала XXI века, а также представлены результаты собственных исследований авторов монографии и подробный их анализ и исследований сотрудников и аспирантов авторов. В монографию включен ряд наименований стандартов разных стран. Монография представляет собой фундаментальный труд по металлургии и свариваемости нержавеющих и жаропрочных сталей различных классов и назначения, а также сплавов на никелевой основе. Детально проанализирован механизм кристаллизации таких сталей и сплавов при сварке плавление и его влияние на образование различных дефектов — горячих трещин, охрупчивания вследствие сигматизации(выделения сигма-фазы) и т.п. Даны подробные рекомендации по выбору основного и присадочного материалов и изложены требования к технологии сварки. Приведены химический состав и механические свойства наиболее часто применяемых марок нержавеющих сталей и сплавов на никелевой основе, а также указаны материалы для их сварки. В приложении приводится химический состав около трехсот марок нержавеющих сталей и сплавов, что само по себе является ценной справочной информацией. Монография весьма полезна, по нашему мнению, российским специалистам сварочного производства в этой области, работающим, прежде всего, в ответственных отраслях промышленности, преподавателям, аспирантам и студентам как университетов, так и средних профессиональных учебных заведений для приобретения знаний, отвечающих уровню XXI века. Инициатива опубликования монографии на русском языке, финансирование перевода монографии и издания принадлежит и осуществлены ООО «Региональный Северо-Западный Межотраслевой Аттестационный Центр» системы сварочного производства НАКС РФ(Санкт-Петербург). Научные редакторы издания: д-р техн. наук, профессор СПбГПУ Н.А. Соснин и канд. техн. наук, доцент СПбГПУ, директор ООО «РСЗ МАЦ» А.М. Левченко. Перевод с английского осуществил канд. техн. наук, доцент СПбГПУ Б.В. Федотов. С информацией о научно-техническом содержании монографии можно ознакомиться по ссылке.
отличие от других металлургических процессов
Сварка — отличие от других металлургических процессов
Особенности процесса:
1. Происходит при высокой температуре нагрева.
2. Протекает с большой скоростью.
3. Характеризуется очень малыми объемами нагретого и расплавленного металла.
4. При сварке имеет место быстрый отвод тепла от расплавленного металла сварочной ванны в прилегающие к ней зоны твердого основного металла.
5. На расплавленный металл в зоне сварки воздействуют окружающие газы и шлаки.
6. В ряде случаев для образования металла шва используется присадочный металл, химический состав которого может значительно отличаться от состава основного металла. Высокая температура при сварке сильно ускоряет процессы плавления электродного и основного металла электродного покрытия и флюса. При этом происходит выделение газов (в основном за счет окисления углерода) испарение, разбрызгивание и окисление веществ, участвующих в химических реакциях в зоне сварки.
Количество выделяющихся газов тем больше, чем больше поверхность капли, т.е. чем крупнее капли, так например капля радиусом в 3 мм выделяет около 1 см3 газов, а капля радиусом 0,5 мм — только 0,005 см3.
Молекулы кислорода, азота, водорода при высоких температурах дуги частично распадаются на атомы. В атомарном состоянии эти элементы обладают высокой химической активностью. Вследствие этого окисление элементов, насыщение металла азотом и поглощение водорода в процессе сварки протекает более интенсивно, чем при обычным металлургических процессах.
Малые объемы расплавленного металла в сварочной ванне и интенсивный отвод тепла в окружающий металл обуславливает кратковременность протекающих химических реакций, поэтому эти реакции не всегда могут полностью завершиться что существенно отражается на строении металла шва, и также около шовной зоны основного металла. Указанные особенности металлургических процессов при сварке затрудняют получение сварных швов высокого качества, особенно для металлов, чувствительных к быстрому нагреву и охлаждению, легко окисляющихся, склонных к образованию пористости, закалочных структур, трещин и других дефектов.
Для сварки конструкций из таких металлов приходиться применять специализированную технологию и режимы сварки, особые присадочные материалы, электроды, флюсы, сварочную проволоку, сварочные аппараты и т.д.
В ряде случаев используется предварительный и сопутствующий подогрев, а так же последующая термообработка.
Читайте также:
Маркировка конструкционных сталей
Сварка Миг-Маг
Ремонт литья
Сварка — отличие от других металлургических процессов
Промышленные роботы
профиль бакалавриата в вузах России
Металлургия сварочного производства в России: проходные баллы, минимальные баллы, экзамены, в каких вузах учат, стоимость обучения, вступительные экзамены
Сводная информация
Мест: 13
Сводная информация
Проходной балл: от 120
Мест: 120
Стоимость: от 74000
Параметры программы
Язык обучения: Русский;
На базе: 11 классов;
Курс: Полный курс;
Где учат
О программе
Цель программы — подготовка профессионалов, способных провести технологический расчёт тепловых, диффузионных и деформационных процессов при сварке, оценить технологичность выбранного способа пластического деформирования или формирования заданных физико-механических свойств металлов или их поверхностей термической или химико-термической обработкой.
Дисциплины, изучаемые в рамках профиля:
- Металлургические основы сварки;
- Основы теплопередачи при сварке и пайке;
- Технология сварки плавлением;
- Технология сварки давлением;
- Проектирование и производство сварных и паяных конструкций;
- Сварочное оборудование;
- Контроль качества сварных и паяных соединений;
- Производство и применение сварочных материалов;
- Техника сварки;
- Основы автоматического управления.
- Высшая математика
- Физика
- Химия
- Экология
- Компьютерная графика
- Сопротивление материалов
- Электротехника и электроника
- Метрология, стандартизация и сертификация
- Безопасность жизнедеятельности
- Металловедение
- Материаловедение
- Теплотехника
- Теоретические основы новых пирометаллургических процессов
- Теория гидрометаллургических процессов
- Экологические проблемы металлургического производства
- Автоматизация металлургических процессов
- Правоведение
- Химия металлов
- Теплофизика
- Физическая химия
- Физико-химия металлургических процессов и систем
- Информатика
- Введение в специальность
- Металлургия легких и тугоплавких металлов
- Металлургия благородных и редких металлов
- Металлургия тяжелых цветных металлов
- Металлургия черных металлов
- Литейное производство
- Обработка металлов давлением
- Термообработка
- Оборудование гидрометаллургических заводов
- Оборудование пирометаллургических заводов
- Проектирование и логистика технологических процессов
- Обогащение полезных ископаемых
- Теория электрохимических процессов
Металлургия сварки плавлением — Технология
ПЛАН УРОКА.
Тема урока: Металлургия сварки плавлением.
Цели урока:
образовательная: изучение особенностей металлургии сварочных процессов;
развивающая: развитие навыков сравнительного анализа;
воспитательная: воспитание стремления к повышению уровня знаний.
Оснащение урока: учебник, ноутбук, проектор (содержит презентацию).
Тип урока: комбинированный.
ХОД УРОКА
Проверка присутствующих на уроке и их готовность к уроку…………..1мин.
Отметка отсутствующих и наличие учебных принадлежностей.
Объяснение и запись темы и целей урока…………………………………..2мин.
Актуализация опорных знаний………………………………………………5мин.
1.Что называется сваркой?
2. Классификация видов сварки по физическим признакам.
3. Классификация видов сварки по степени защиты.
4. Виды сварки плавлением.
5. Способы защиты места сварки.
Мотивация учебной деятельности…………………………………………..2мин.
Характер металлургических процессов при сварке плавлением подобен характеру металлургических процессов, протекающих в сталеплавильной печи. Однако между ними наблюдаются как качественные, так и количественные отличия, что требует применения определённой технологии для формирования сварного соединения.
Изучение нового материала…………………………………………………27мин.
Объяснение и конспектирование и нового материала.
Закрепление полученных знаний……………………………………………5мин.
1. Определите основные особенности металлургических процессов сварки.
А……………
Б……………
В……………
Г……………
2. Что должна обеспечивать металлургия сварки?
Подведение итогов урока………………………………………………………2мин.
Оценивание наиболее активных студентов.
Домашнее задание………………………………………………………………1мин.
Проработать изученный материал по конспекту и других, рекомендованных источников информации.
Металлургия сварки плавлением.
Характерными особенностями металлургии сварки сталей являются следующие:
1. Высокая температура нагрева металла (при дуговой сварке температура сварочной ванны достигает 2300°С вместо 1700°С в мартеновской печи).
2. Кратковременность процесса (время от начала расплавления до застывания сварочной ванны составляет несколько секунд; охлаждение протекает со скоростью 5 — 15°С/с).
3. Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне (при ручной сварке покрытыми электродами он редко достигает 2 см3).
Сварочная ванна образуется за счет плавления присадочного и основного металлов. Под сварочной ванной (или зоной плавления) необходимо подразумевать собственно ванну жидкого металла, капли, образующиеся на конце присадочного материала, и капли, находящиеся в пути в дуговом или шлаковом промежутке.
4. Сложными физическими и химическими явлениями, протекающими при переходе расплавленного металла электродного стержня в сварочную ванную и взаимодействием его и металла сварочной ванны с окружающей газовой средой, шлаками расплавленных покрытий и основным металлом. (В отличие от обычного металлургического процесса протекающие в сварочной ванне химические реакции не достигают равновесия, что обусловливается небольшим объемом расплавленного металла в сварочной ванне и кратковременным его пребыванием в жидком состоянии).
Металлургические процессы, происходящие при сварке плавлением, должны обеспечивать получение наплавленного металла с определенным химическим составом, требуемыми механическими свойствами и с необходимой макро- и микроструктурой.
Особенности металлургии сварки — Процессы при сварке
Особенности металлургии сварки
Категория:
Процессы при сварке
Особенности металлургии сварки
Сварка металлов плавлением представляет собой более сложный металлургический процесс по сравнению с металлургическим процессом, происходящим при получении металлических отливок.
Характерными особенностями сварки сталей являются следующие:
1. Высокая температура нагрева металла. При дуговой сварке температура сварочной ванны достигает 2300 °С вместо 1700 °С в мартеновской печи.
2. Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне. При ручной сварке покрытыми электродами он редко достигает 2 см3.
3. Кратковременность процесса. Время от начала расплавления до застывания сварочной ванны составляет несколько секунд; охлаждение протекает со скоростью 5—15° С/с.
Высокая температура в зоне дуги приводит к быстрому плавлению электродного металла, покрытия, флюса, а также металла свариваемых частей. Молекулы кислорода, азота, водорода, находящиеся в воздухе в зоне дуги, частично распадаются на атомы и ионы. В атомарном состоянии эти элементы обладают высокой активностью, вступают в химические соединения с элементами расплавленной стали и растворяются в ней, образуя после остывания хрупкий металл. Высокая температура при сварке приводит также к испарению, выгоранию и разбрызгиванию металла и других веществ, находящихся в зоне сварки.
Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне и относительно холодный твердый металл свариваемых частей вызывают интенсивный отвод тепла в свариваемое изделие, в результате чего химические реакции между расплавленным металлом и Шлаком протекают за очень короткое время, не успевая полностью завершиться и не создавая равновесия, как это обычно происходит в большом металлургическом процессе. Быстрое затвердевание и кристаллизация металла шва отражаются на структуре и механических свойствах металла шва и металла свариваемых частей.
Химический состав, структура и механические свойства металла шва зависят не только от состава присадочного металла и металла свариваемых частей, но также в значительной степени и от характера и интенсивности химических реакций при сварке. Поэтому при определении свойств и прочности металла шва, а также свойств и прочности всего сварного соединения приходится учитывать указанные особенности сварочного процесса.
Реклама:
Читать далее:
Загрязнение металла шва
Статьи по теме:
Металлургия сварки — Энциклопедия по машиностроению XXL
Наиболее широко применяется сварка металлов плавлением, использующая энергию дугового разряда в различных условиях, а также энергию электронного луча (ЭЛС) и лазера (ЛС). При сварке плавлением металл нагревается до высоких температур (>10 К), его химическая активность резко возрастает, и он вступает во взаимодействие с окружающей средой. В результате окисления свойства металла шва ухудшаются, а сварные конструкции снижают свою работоспособность. Борьба с окислением металла и загрязнением его другими химическими соединениями — задача металлургии сварки. [c.250]Изобарические процессы наиболее часто встречаются в области высоких температур, в частности в металлургии сварки. [c.254]
Оксид алюминия оказывает также отрицательное влияние на стабильность горения сварочной дуги при сварке на переменном токе вследствие существенного различия физических условий для эмиссии электронов с вольфрама и алюминия при смене полярности (физические особенности дуги на переменном токе подробно рассмотрены в разд. I). Для сварки алюминиевых сплавов на переменном токе используют специальные источники питания, которые позволяют устранить вредное влияние на стабильность горения дуги постоянной составляющей (металлургия сварки подробно рассмотрена в работе [16]). [c.387]
Большое внимание к вопросам металлургии сварочных процессов, которое сразу же стало особенно четко определяться в исследованиях советских ученых в послевоенный период, было совершенно закономерным. В это время в связи с бурным развитием техники стали применяться многие новые металлы и сплавы. Рационально решать важнейшие проблемы сварочной техники — повышение прочности сварных соединений, наивыгоднейший подбор электродных покрытий и флюсов, создание наилучшего сварочного оборудования и аппаратуры, разработка новых способов сварки и т. д.— можно было только на основе металлургии сварки. [c.138]
Причины трещин а) усадочные напряжения б) загрязнённость металла шва серой, кислородом (трещины, связанные с металлургией сварки) в) напряжения от защемления свариваемых элементов (неправильная последовательность сварки) г) сварка на ветру и при низкой температуре основного металла д) структурные напряжения. [c.310]
С развитием новейших отраслей радиоэлектроники, вакуумной металлургии, сварки, а так/ке в связи с освоением космического пространства растет применение металлов в условиях вакуума. Многовековой опыт эксплуатации металлических изделий при нормальном атмосферном давлении далеко не всегда позволяет предугадать поведение металла в условиях сильного разрежения. [c.413]
Основные положения металлургии сварки обычных углеродистых и низколегированных сталей разработаны довольно полно [c.57]
Естественно, возникает вопрос о том, должны ли быть перенесены основные положения металлургии сварки обычных сталей на сварку аустенитных сталей и сплавов. Нужно ли и в данном случае стремиться к активизации металлургических реакций Здесь могут быть высказаны различные точки зрения. [c.58]
Прессование, ковка и штамповка. 2. Трубное производство. 3. Методы-обработки, 4. Порошковая металлургия, Сварка и пайка. [c.336]
Металлургия сварки под флюсом [c.212]
Металлургия сварки в защитных газах [c.223]
Каковы особенности металлургии сварки в защитной среде углекислого газа [c.231]
ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИИ СВАРКИ [c.52]
Металлургия сварки. Советскими исследователями К. В. Любавским и Н. М. Новожиловым в начале 50-.х годов был разработан способ сварки в защитной среде углекислого газа, который в настоящее время нашел широкое применение во всех странах мира. [c.243]
Металлургические особенности сварки. Коррозионная стойкость аустенитного шва определяется его композицией, достаточным содержанием в нем легирующих элементов (хрома), стабилизаторов (титана и ниобия), ферритизаторов (алюминия, ванадия, кремния и др.). Поэтому главной особенностью металлургии сварки коррозионностойких аустенитных сталей является создание надежных условий для усвоения указанных элементов сварочной ванной. [c.126]
Особенности металлургии сварки. Применение при сварке мощных высококонцентрированных и высокотемпературных источников теплоты приводит к местному расплавлению основного и присадочного металлов и образованию сварочной ванны. Нагрев основного и присадочного металлов до расплавления, их последующее охлаждение и затвердевание сопровождаются фазовыми переходами в веществе. При сварке плавлением имеет место взаимодействие между жидким и твердым металлами, газом и жидким шлаком. [c.50]
МЕТАЛЛУРГИЯ СВАРКИ СТАЛИ ПЛАВЛЕНИЕМ [c.51]
В середине 50-х годов Б. И. Медовар и С. М. Гуревич (ИЭС) разработали для сварки высоколегированных сталей и сплавов принципиально новые флюсы — бескислородные или галоидные, которые внесли коренные изменения в металлургию сварки аустенитных сталей [157]. Эти флюсы дали возможность применять титансодержаш ие электродные проволоки и значительно повысить стойкость сварных швов против образования горячих трещин. Создание галоидных флюсов позволило успешно решить задачу автоматизации сварки сплавов алюминия и титана, ряда новых марок жаропрочных и нержавеющих сталей и сплавов. Больше того, создание указанных флюсов сделало автоматическую сварку под флюсом вполне конкурентоспособной в отношении сварки новых материалов и сплавов — с аргонодуговой сваркой. Например, применение автоматической сварки полуоткрытой дугой по слою флюса алюминия и его сплавов оказалось более эффективным, чем аргоно-дуговая сварка. [c.124]
Реакция серы и фосфора. Оба эти элемента крайне вредны для аустенитных швов, особенно фосфор. Чтобы предотвратить горячие трещины в стабильноаустенитных швах, приходится ограничивать содержание фосфора до 0,01 %. Удаление его из сварочной ванны путем окисления в принципе возможно, но в практике сварки аустенитных сталей не реализуется, так как фосфор обладает сравнительно малым сродством к кислороду. Чтобы окислить фосфор, пришлось бы сначала окислить такие легирующие элементы, как алюминий и титан. Данные об окислении фосфора при сварке под флюсом и электрошлаковой сварке приведены в табл. 17. В этих условиях одной из главных задач металлургии сварки жаропрочных сталей и сплавов является не удаление фосфора из сварочной ванны, а недопущение дополнительного загрязнения ее фосфором. Речь идет о возможном восстановлении [c.72]
Рабкин Д. М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его сплавов. Киев Наукова думка, 19В6. 255 с. [c.427]
«Металлургия сварочного производства» | Институт машиностроения, материалов и транспорта Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
ПРОГРАММА
дополнительная профессиональная образовательная
Нормативный срок освоения программы: 240 часов
Режим обучения: не более 54 часов в неделю
Форма обучения: заочная
Цель реализации программы.
Целью реализации программы повышения квалификации является изучение комплекса вопросов, связанных с современными технологиями сварки.
Конечной задачей изучения курса является приобретение знаний, необходимых для профессиональной деятельности в сфере сварки.
Категория слушателей.
Специалисты, желающие освоить программу «Металлургия сварочного производства», которые имеют высшее техническое образование. К обучению также допускаются студенты выпускных курсов, получающие высшее техническое образование.
Формализованные (планируемые) результаты освоения программы.
Выпускник по программе повышения квалификации в соответствии с целями программы и задачами профессиональной деятельности должен обладать следующими компетенциями:
общекультурные компетенции:
- OKI — способностью формулировать цели и задачи исследований;
- ОК2 — способностью изучать новые методы исследований, изменять научный и производственный профиль своей профессиональной деятельности;
- ОКЗ — способностью приобретать новые знания и умения, в том числе в областях знаний, непосредственно несвязанных со сферой деятельности; профессиональных компетенций:
- расчетно-экономическая деятельность
- ПК1 — способностью применять инновационные методы решения инженерных задач;
- ПК2 — готовностью использовать принципы управления качеством и процессного подхода с целью выявления объектов для улучшения; готовностью проводить экспертизу процессов, материалов, методов испытаний; аналитическая деятельность:
- ПКЗ — способностью проводить анализ технологических процессов для выбора путей, мер и средств управления качеством продукции;
- ПК4 — способностью анализировать полный технологический цикл получения и обработки материалов;
- ПК5 — способностью прогнозировать работоспособность материалов в различных условиях их эксплуатации;
организационно-управленческая деятельность:
- ПК6 — способностью управлять проектами;
- ПК7 — способностью обосновывать цель, необходимость и возможную схему финансирования разработки и применения материалов и технологий их получения;
В результате освоения программы у слушателей должен сформироваться комплекс знаний, умений и навыков в области управления проектами в современных рыночных условиях, характеризуемых высокой степенью интенсивности интеграционных и глобализационных процессов, а также практические навыки по их применению.
В результате изучения программы слушатели должны:
знать:
- Современные технологии сварки;
уметь:
- Разрабатывать технологическую оснастку для сварки;
владеть:
- Методикой выбора расходных материалов для сварки;
| № п/п | Наименование темы | Всего, час | Лекции, час | Практические занятия, час |
Выездные занятия, час |
Самостоятельная работа, час |
Форма контроля, час |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Металлургические основы сварки | 53 | 32 | 4 | 0 | 17 | зачет |
| 2 | Материалы и их поведение при сварке | 45 | 32 | 4 | 0 | 9 | зачет |
| 3 | Сварочное оборудование | 51 | 26 | 6 | 8 | 11 | зачет |
| 4 | Технология сварки. Технология сварки плавлением. Технология сварки ТВЧ | 36 | 32 | 0 | 0 | 4 | зачет |
| 5 | Выполнение индивидуальной работы | 47 | 0 | 0 | 0 | 47 | зачет |
| Практики | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | не предусмотрено | |
| Итоговая аттестация | 8 | 0 | 0 | 0 | 8 | зачет | |
| ИТОГО: | 240 | 122 | 14 | 8 | 96 | ||
Все программы разрабатываются ведущими специалистами университета по заказу и с учетом специализации предприятия!
Поделиться записью
Наука сварка металлургия
Пришло время сузить круг наших интересов и взглянуть на науку о сварочной металлургии, отрасли металлургии, изучающей поведение металла во время сварки и, что не менее важно, влияние сварки на свойства металла.
Подумайте о том, что происходит, когда вы сварить вместе два кусок металла, скажем, два куска мягкой стали трубчатого каркаса или хром-молибденовой опорный кронштейн, или возможно куски столешницы из нержавеющей стали или алюминиевого радиатора.Для наших целей материал, как и сам процесс, не критичен. Предположим, вы используете любую типичную ручную или полуавтоматическую газовую сварку вольфрамовым электродом (GTAW), газовую дуговую сварку металлическим электродом (GMAW), дуговую или кислородно-ацетиленовую сварку.
Итак, что происходит? Металл плавится; имеют место реакции газ-мета, реакции шлак-металл, изменение поверхностных явлений и твердотельные реакции; а затем металл затвердевает. И все это происходит очень быстро, — особенно по сравнению со временем реакции в металлургии при производстве металла, литье, ковке или термообработке.В итоге получается сварное соединение.
С точки зрения металлургии сварки, этот сварной шов состоит из расплавленного металла, зоны термического влияния (ЗТВ) и неповрежденного основного металла. Металлургия сварного шва, а также площадь вокруг него напрямую связаны с составом основного металла (металла, с которого вы начали), металла шва (примесь расплавленного основного металла и наплавленного присадочного металла, если он используется). , тепловложение, размер ЗТВ, а также используемые процесс и процедуры.
Краткое описание присадочных металлов
Некоторые сварные швы автогенные. То есть состоит только из переплавленного основного металла, поскольку присадочный металл не использовался. Но факт в том, что большую часть времени используется присадочный металл, и его химический состав имеет решающее значение, поскольку он может значительно повлиять на металл сварного шва и структурные свойства соединения.
Часто присадочный металл предназначен для получения металла сварного шва, аналогичного по химическому составу основному металлу по очевидным причинам.Но иногда выбранный присадочный металл дает металл сварного шва, который значительно отличается от основного металла. Идея состоит в том, чтобы получить металл сварного шва, свойства которого отличаются, но совместимы с основным металлом. Мы более подробно рассмотрим присадочные металлы в одной из следующих статей.
Более пристальный взгляд на сварной шов
После того, как вы получили расплавленный металл и добавили присадочный металл, первыми затвердевающими зернами будут те, которые ближе всего к нерасплавленному основному металлу. Нерасплавленный основной металл является зародышем этих зерен, поэтому они сохраняют одинаковую ориентацию кристаллов.
Но по мере того, как сварной шов продолжает затвердевать, это происходит либо в ячеистом, либо в дендритном режиме роста. Любой из этих режимов роста вызывает сегрегацию легирующих элементов основного металла, что означает, что металл сварного шва менее гомогенизирован, чем основной металл.
Зона термического влияния
Рядом с металлом шва находится ЗТВ. Теоретически в ЗТВ может входить весь металл, температура которого выше температуры окружающей среды. На практике обычно считается область основного металла, которая не была расплавлена, но была нагрета до такой степени, что его микроструктура или механические свойства были изменены теплом сварки.
Например, обычная углеродистая сталь мало подвержена влиянию, пока теплота сварки не поднимется выше 1350 градусов по Фаренгейту. С другой стороны, термообработанная сталь, закаленная до мартенсита, а затем отпущенная при 600 градусах F, подвергается воздействию, как только ее температура поднимается выше 600 градусов по Фаренгейту; по крайней мере, это повлияет на его механические свойства. Точно так же ЗТВ термообработанного алюминиевого сплава, закаленного при старении при 250 градусах F, включает любую область, нагретую выше 250 градусов F.
С практической точки зрения ЗТВ зависит как от материала и сопутствующих обработок, так и от температуры и подводимого тепла.Кроме того, имейте в виду, что каждый сварочный проход имеет свою ЗТВ, хотя металл шва из предыдущего прохода — даже если он, скорее всего, имеет повышенную температуру — не считается частью ЗТВ. Ширина ЗТВ напрямую связана с подводимой теплотой, а рядом с ЗТВ находится незатронутый основной металл.
Основной металл
Основные металлы обычно указываются с учетом конкретных свойств или характеристик, таких как прочность на разрыв, ударная вязкость, предел текучести, коррозионная стойкость, вес и плотность.
Выбор правильного процесса и присадочного металла или расходных материалов зависит от инженера-сварщика или — чаще всего — от сварщика, чтобы все работало по плану.
Сварочный металл
Смесь присадочного металла и основного металла в сварном шве называется металлом сварного шва. И хотя химический состав металла сварного шва может быть аналогичен химическому составу основного металла (в зависимости от химического состава присадочного металла), микроструктура каждого из них значительно отличается.Это связано с тем, что микроструктура более тесно связана с термической и механической историей металла, чем с химическим составом.
Например, рассмотрим типичное стыковое соединение с V-образной канавкой, изготовленное из горячекатаной низколегированной стали. Даже если бы присадочный металл был разработан для получения наплавленного металла с почти идентичным химическим составом, микроструктурные различия были бы существенными.
Структура основного металла возникла в результате операции горячей прокатки, что означает, что горячекатаный металл многократно рекристаллизовался в процессе производства.С другой стороны, металл сварного шва имеет незатвердевшую структуру; он не подвергался механической деформации, поэтому его структура (и механические свойства) возникли непосредственно в результате событий, которые произошли при затвердевании металла шва. Эти события включают реакции газа и металла, реакции жидкого металла и твердотельные реакции.
И это готовит почву для следующего раза, когда мы немного углубимся в вышеупомянутые реакции, а также ЗТВ и затвердевание. В течение следующих двух месяцев мы рассмотрим некоторые ключевые металлургические события, которые происходят почти каждый раз, когда вы укладываете валик, — реакции, которые могут серьезно повлиять на качество готовых сварных швов черных или цветных металлов.
Почему металлургия? | Интернет-образование Американского общества сварщиков
Металлургия — это наука, которая исследует, почему металлы ведут себя именно так. Он объясняет свойства, поведение и внутреннюю структуру металлов. Металлургия также описывает обработки и процессы, которые позволяют адаптировать свойства металла к конкретному применению.
Металлургия — относительно обширная и порой сложная тема. Большинству сварщиков не обязательно быть экспертами. Однако все сварщики должны хорошо разбираться в основах металлургии.Почему? Поскольку сварка включает в себя нагрев и охлаждение металлов, а нагрев и охлаждение металлов влияет на механические свойства получаемой детали.
Например, углеродистые и низколегированные стали, такие как 4130, инструментальная сталь, чугун и некоторые нержавеющие стали серии 400, упрочняются при быстром охлаждении от докрасна. Но большинство других нержавеющих сталей, никелевых сплавов, алюминия, магния, титана, кобальта и медных сплавов фактически размягчаются и теряют свойства из-за нагрева докрасна и быстрого охлаждения.
Это просто обобщение. Процедура сварки, техника или присадочный металл могут быть полностью подходящими для одного из этих материалов и пагубными для другого. Другими словами, вы действительно должны быть знакомы с различными типами основных материалов и тем, как на них влияют процессы нагрева и охлаждения, чтобы избежать отсутствия плавления, трещин, пористости и других дефектов сварных швов, которые могут привести к механическим повреждениям и смертельному исходу. катастрофы, такие как взрыв трубопровода Сан-Бруно, унесший жизни 8 человек в 2010 году.
Большинство сварщиков получают знания о металлах и их свариваемости за многие годы работы. Однако эти знания часто неполны, поскольку ограничиваются процессами и материалами, используемыми в конкретном магазине или отрасли. Более полное понимание металлургических принципов, таких как взаимосвязь между свойствами металла и его составом, а также функция таких процессов, как холодная обработка, легирование и термообработка, не только позволит вам освоить процесс и материалы, которые он или она привыкла работать, но это также позволит вам сделать следующий шаг в своей карьере.Будь то сварка сплавов космической эры в аэрокосмической промышленности или получение статуса сертифицированного инспектора по сварке, будущее в ваших руках.
Карлос Плаза
Welding Metallurgy — обзор
Lancaster, JF, The Physics of Welding , 2nd edition, Pergamon, Oxford, 1986.
Истерлинг, К., Введение в Физическая металлургия сварки , 2-е издание, Баттерворт-Хайнеманн, Оксфорд, 1992.
Дженни, К.Л., и О’Брайен, А., Руководство по сварке , 9-е издание, Американское общество сварки, Майами, Флорида, 2001.
Ниппели, EF, Справочник по металлам , 9-е издание, Американское общество металлов, парк металлов, Огайо, 1983.
Коу, С., Welding Metallurgy , 2-е издание, John Wiley, New York, 2003.
Duley, W.W., Laser Welding , John Wiley, New York, 1999.
Dawes, C., Laser Welding , McGraw-Hill, New York, 1992.
Пионка Т.С., Воллер В. и Катгерман Л. (редакторы), Моделирование процессов литья, сварки и усовершенствованной кристаллизации VI , Общество минералов, металлов и материалов, Варрендейл, Пенсильвания, 1993.
Zumbrunnen, DA (ред.), Тепломассообмен в обработке и производстве материалов , HTD-Vol.261, Американское общество инженеров-механиков, Нью-Йорк, 1993.
Журнал прикладной физики , Американский институт физики, Колледж-Парк, Мэриленд.
Journal of Physics D: Applied Physics , Институт физики, Лондон.
Журнал минералов, металлов и материалов , Общество минералов, металлов и материалов, Уоррендейл.
Металлургические операции и операции с материалами , ASM International, Materials Park, Огайо; Общество минералов, металлов и материалов, Уоррендейл, Пенсильвания.
Материаловедение и инженерия , Elsevier Science, Оксфорд.
Сварка в мире , Международный институт сварки, Пергамон, Оксфорд.
Acta Metallurgia et Materialia , Elsevier Science, Tarrytown, New York.
Труды Международного конгресса по применению лазеров и электрооптики , Лазерный институт Америки, Орландо, Флорида.
International Journal of Heat and Mass Transfer , Science, Inc., Tarrytown, New York.
Ежеквартальный журнал Японского общества сварщиков , Японское общество сварки, Токио.
Сварка, металлургия и свариваемость — TWI
Понимание свойств состава сплавов и влияния методов соединения на их микроструктуру имеет решающее значение для обеспечения рабочих характеристик компонентов и конструкций в эксплуатации.
TWI имеет широкий спектр инженеров и консультантов, обладающих современными знаниями, отраслевым опытом и сильным академическим образованием, что позволяет нам преодолеть разрыв между академическим сообществом и промышленностью и предоставлять ведущие в мире консультационные услуги по металлическим материалам.
Наши многопрофильные группы могут проконсультировать по телефону:
- Выбор сплава
- Диагностика механизмов отказа
- Пригодность к эксплуатации
- Разработка специализированных технологий соединения и оптимизация существующих
- Оценка микроструктуры
- Тестирование взаимодействия с экстремальными средами.
Наша экспертиза охватывает сплавы черных металлов (сталь), алюминий, титан и коррозионно-стойкие сплавы.
Фундаментальным аспектом свойства металла является его свариваемость: его способность свариваться и пригодность для различных методов сварки. Это не фиксированный параметр для данного материала, но он будет зависеть от деталей соединения, требований к обслуживанию и доступных сварочных процессов и оборудования.
Свариваемость металла — это показатель того, насколько легко:
- Получение сварных швов без трещин
- Достичь соответствующих механических свойств
- Выполняйте сварные швы, устойчивые к ухудшению эксплуатационных характеристик.
Процесс сварки может существенно повлиять на свойства металла; многие характеристики сварных соединений определяются микроструктурой, развивающейся во время сварки.
TWI посвящен оценке и пониманию взаимосвязей между свойствами материалов и лежащими в их основе структурами, уделяя особое внимание влиянию соединения на разрабатываемые микроструктуры.
Термические циклы, возникающие во время сварки, могут полностью изменить микроструктуру основного материала, что создает серьезные проблемы для материаловедов, ищущих оптимальную технику соединения.Быстрое затвердевание самого металла сварного шва, состоящего из смеси основных материалов и присадочного материала (при использовании присадочного материала), усложняет задачу.
У нас есть команда специалистов, занимающихся металлургией, технологиями соединения, неразрушающим контролем, структурной целостностью и моделированием, которые вместе составляют мощный ресурс для решения всех видов проблем соединения для широкого спектра функциональных материалов.
TWI представила множество изобретений и инноваций в этой области, и мы продолжаем инвестировать в улучшение наших возможностей и понимания технологий соединения.
Сварка, металлургия и сварка | Wiley
Предисловие xiii
Биография автора xvi
1 Введение 1
1.1 Заводские дефекты 5
1.2 Сервисные дефекты 6
1.3 Предотвращение и контроль дефектов 7
Ссылки 8
2 Сварка
9000 Принципы2.1 Введение 9
2.2 Области сварного шва плавлением 10
2.3 Зона плавления 13
2.3.1 Затвердевание металлов 15
2.3.2 Макроскопические аспекты затвердевания сварного шва 24
2.3.4 Перераспределение растворенного вещества 34
2.3.5 Примеры микроструктур зоны плавления 40
2.3.6 Переходная зона (TZ) 43
2.4 Несмешанные Зона (UMZ) 45
2.5 Частично расплавленная зона (PMZ) 48
2.5.1 Механизм проникновения 50
2.5.2 Механизм сегрегации 53
2.5.3 Примеры образования PMZ 58
2.6 Зона термического влияния (ЗТВ) 60
2.6.1 Рекристаллизация и рост зерен 61
2.6.2 Аллотропные фазовые превращения 63
2.6.3 Реакции осаждения 66
2.6.4 Примеры микроструктуры ЗТВ 69
2.7 Твердые- Государственная сварка 70
2.7.1 Сварка трением с перемешиванием 72
2.7.2 Диффузионная сварка 76
2.7.3 Сварка взрывом 77
2.7.4 Ультразвуковая сварка 79
Ссылки 81
3 Горячее растрескивание 84
3.1 Введение 84
3.2 Трещины при затвердевании при сварке 85
3.2.1 Теории трещин при затвердевании сварных швов 85
3.2.2 Прогноз влияния элементов 94
3.2.3 Температурный диапазон трещин BTR и затвердевания 97
3.2.4 Факторы которые влияют на растрескивание при затвердевании сварного шва 102
3.2.5 Выявление трещин при затвердевании сварного шва 112
3.2.6 Предотвращение растрескивания при затвердевании сварного шва 116
3.3 Растрескивание вследствие ликвации 119
3.3.1 Растрескивание в зоне термического влияния термической стойкости 119
3.3.2 Растрескивание металла шва 122
3.3.3 Переменные, влияющие на предрасположенность к растрескиванию при расплавлении 123
3.3.4 Выявление трещин в зоне термического влияния и растрескивания металла шва 126
3.3.5 Предотвращение образования трещин в результате расплавления 127
Ссылки 128
4 Трещины в твердом состоянии 130
4.1 Введение 130
4.2 Растрескивание под пластичным погружением 130
4.2.1 Предлагаемые механизмы 133
4.2.2 Сводка факторов, влияющих на DDC 139
4.2.3 Количественная оценка трещин при пластичности при падении 143
4.2.4 Выявление трещин при пластичности при наклоне 145
4.2.5 Предотвращение DDC 147
4.3 Растрескивание при повторном нагреве 149
4.3.1 Повторный нагрев Растрескивание в низколегированных сталях 150
4.3.2 Растрескивание при повторном нагреве в нержавеющих сталях 155
4.3.3 Растрескивание под облицовкой 158
4.3.4 Релаксационное растрескивание 160
4.3.5 Выявление трещин при повторном нагреве 161
4.3.6 Количественная оценка склонности к растрескиванию при повторном нагреве 163
4.3.7 Предотвращение растрескивания при повторном нагреве 166
4.4 Растрескивание при деформации 168
4.4.1 Механизм растрескивания при деформации 171
4.4.2 Факторы, влияющие на чувствительность к SAC 178
. 3 Количественная оценка склонности к растрескиванию под действием деформации 182
4.4.4 Определение растрескивания под действием деформации 189
4.4.5 Предотвращение растрескивания под действием старения 189
4.5 Пластинчатое растрескивание 190
4.5.1 Механизм ламеллярного растрескивания 191
4.5.2 Количественная оценка ламеллярного растрескивания 195
4.5.3 Выявление ламеллярного растрескивания 197
4.5.4 Предотвращение ламеллярного растрескивания 198
4.6 Растрескивание от загрязнения медью 201
4.6.1 Механизм обнаружения загрязнения медью 201
4.6.2 Количественная оценка растрескивания от загрязнения медью 203
4.6.3 Выявление трещин от загрязнения медью 205
4.6.4 Предотвращение растрескивания от загрязнения медью 205
Ссылки 207
5 Водородно-индуцированное растрескивание 213
5.1 Введение 213
5.2 Теории водородного охрупчивания 214
5.2.1 Теория планарного давления 216
5.2.2 Теория поверхностной адсорбции 217
5.2.3 Теория декогезии 217
5.2.4 Теория локализованной пластичности, усиленной водородом 218
5.2.5 Модель интенсивности напряжений Бичема 219
5.3 Факторы, влияющие на HIC 221
5.3.1 Водород в сварных швах 221
5.3.2 Влияние микроструктуры 224
5.3.3 Ограничение 228
5.3.4 Температура 230
5.4 Количественная оценка восприимчивости к HIC 230
5.4.1 Метод торцевого гашения Джомини 231
5.4.2 Испытание на контролируемую термическую жесткость 234
5.4.3 Y-образная канавка (Tekken) Испытание 235
5.4.4 Испытание валика на пластине с зазором 236
5.4.5 Испытание имплантата 237
5.4.6 Испытание на растрескивание при растяжении 243
5.4.7 Испытание на растрескивание при увеличенной деформации 244
5.5 Идентификация HIC 245
5.6 Предотвращение HIC 247
5.6.1 Метод CE 251
5.6.2 Метод AWS 254
Ссылки 259
6 Коррозия 263
6.1 Введение 263
6.2 Формы коррозии 264
6.2.1 Общая коррозия 264
6.2.2 Гальваническая коррозия 265
6.2.3 Щелевая коррозия 267
6.2.4 Выборочное выщелачивание 268
6.2.5 Эрозионная коррозия 268
6.2.6 Точечная коррозия 268
6.2.7 Межкристаллитная коррозия 271
6.2.8 Коррозионное растрескивание под напряжением 277
6.2.9 Микробиологически индуцированная коррозия 280
6.3 Испытания на коррозию 282
6.3.1 Испытания на атмосферную коррозию 282
6.3.2 Испытания на погружение 282
6.3.3 Электрохимические испытания 284
Ссылки 284
Ссылки
7 Разрушение и усталость 288
7.1 Введение 288
7.2 Разрушение 290
7.3 Количественная оценка вязкости разрушения 293
7.4 Усталость 297
7.5 Количественная оценка усталостных характеристик 305
7.6 Выявление усталостных трещин 306
7.6.1 Береговые отметки 307
7.6.2 Речные линии 307
7.6.3 Усталостные полосы 307
Справочная информация 7.7 Как избежать усталостных разрывов 3102
9000 309 9000 309 Анализ отказов 3118.1 Введение 311
8.2 Фрактография 312
8.2.1 История фрактографии 312
8.2.2 SEM 313
8.2.3 Режимы разрушения 315
8.2.4 Фрактография отказов сварных швов 320
8.3 Руководство инженера по анализу отказов 333
8.3.1 Посещение объекта 334
8.3.2 Сбор исходной информации 335
8.3.3 Отбор проб и протокол испытаний 336
Удаление Очистка и хранение 336
8.3.5 Химический анализ 336
8.3.6 Макроскопический анализ 337
8.3.7 Выбор образцов для микроскопического анализа 338
8.3.8 Выбор аналитических методов 338
8.3.9 Механические испытания 339
8.3.10 Имитационные испытания 339
8.3.11 Методы неразрушающей оценки 340
8.3.12 Оценка структурной целостности 340
8.3.13 Консультации с экспертами 340
8.3.14 Итоговая отчетность 340
8.3 .15 Свидетельство эксперта в поддержку судебного разбирательства 341
Ссылки 342
9 Испытания на свариваемость 343
9.1 Введение 343
9.2 Типы методов испытаний на свариваемость 344
9.3 Испытание Варестрейнта 345
9.3.1 Методика количественной оценки растрескивания при затвердевании сварного шва 346
9.3.2 Методика количественной оценки растрескивания ЗТВ 350
9.4 Испытание на разрыв литого штифта 354
9,5 Испытание на пластичность в горячем состоянии 357
9,6 Испытание от деформации до разрушения 362
9,7 Испытание на растрескивание при повторном нагреве 363
9,8 Испытание имплантата для HAZ-индуцированного водородом растрескивания 366
9,9 Испытание шва на пластине с зазором для сварного металла HIC 367
9.10 Другие испытания на свариваемость 370
Ссылки 371
Приложение A 372
Приложение B 374
Приложение C 383
Приложение D 388
Указатель 396
Безопасность | Стеклянная дверь
Мы получаем подозрительную активность от вас или кого-то, кто пользуется вашей интернет-сетью. Подождите, пока мы убедимся, что вы настоящий человек. Ваш контент появится в ближайшее время. Если вы продолжаете видеть это сообщение, напишите нам чтобы сообщить нам, что у вас проблемы.
Nous aider à garder Glassdoor sécurisée
Nous avons reçu des activités suspectes venant de quelqu’un utilisant votre réseau internet. Подвеска Veuillez Patient que nous vérifions que vous êtes une vraie personne. Вотре содержание apparaîtra bientôt. Si vous continuez à voir ce message, veuillez envoyer un электронная почта à pour nous informer du désagrément.
Unterstützen Sie uns beim Schutz von Glassdoor
Wir haben einige verdächtige Aktivitäten von Ihnen oder von jemandem, der in ihrem Интернет-Netzwerk angemeldet ist, festgestellt.Bitte warten Sie, während wir überprüfen, ob Sie ein Mensch und kein Bot sind. Ihr Inhalt wird в Kürze angezeigt. Wenn Sie weiterhin diese Meldung erhalten, informieren Sie uns darüber bitte по электронной почте: .
We hebben verdachte activiteiten waargenomen op Glassdoor van iemand of iemand die uw internet netwerk deelt. Een momentje geduld totdat, мы выяснили, что u daadwerkelijk een persoon bent. Uw bijdrage zal spoedig te zien zijn. Als u deze melding blijft zien, электронная почта: om ons te laten weten dat uw проблема zich nog steeds voordoet.
Hemos estado detectando actividad sospechosa tuya o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real. Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para informarnos de que tienes problemas.
Hemos estado percibiendo actividad sospechosa de ti o de alguien con quien compare tu red de Internet. Эспера mientras verificamos que eres una persona real.Tu contenido se mostrará en breve. Si Continúas recibiendo este mensaje, envía un correo electrónico a para hacernos saber que estás teniendo problemas.
Temos Recebido algumas atividades suspeitas de voiceê ou de alguém que esteja usando a mesma rede. Aguarde enquanto confirmamos que Você é Uma Pessoa de Verdade. Сеу контексто апаресера эм бреве. Caso продолжить Recebendo esta mensagem, envie um email para пункт нет informar sobre o проблема.
Abbiamo notato alcune attività sospette da parte tua o di una persona che condivide la tua rete Internet.Attendi mentre verifichiamo Che sei una persona reale. Il tuo contenuto verrà visualizzato a breve. Secontini visualizzare questo messaggio, invia un’e-mail all’indirizzo per informarci del проблема.
Пожалуйста, включите куки и перезагрузите страницу.
Это автоматический процесс. Ваш браузер в ближайшее время перенаправит вас на запрошенный контент.
Подождите до 5 секунд…
Перенаправление…
Заводское обозначение: CF-102 / 62f1bd32c9c84a91.
Сортировать по: актуальность —
Дата
35 891–44 864 доллара в год
ССИ — Сервис Специалисты , ООО Панама-Сити, Флорида25–29 долларов в час
|
