Основные геометрические параметры стыкового шва?

Лекция 4 МДК 01.04 «Геометрические характеристики соединения и сварного шва. Структура металла шва и околошовной зоны».

https://weldering.com/osnovnye-geometricheskie-parametry-svarnogo-shva

Основные геометрические параметры сварного шва

СТЫКОВОЙ

s - толщина свариваемого металла; е - ширина шва; q - выпуклость шва; h - глубина провара; t - толщина, шва (t=q+h); b - зазор;

УГЛОВОЙ

q - выпуклость шва; k - катет углового шва; p - расчетная высота углового шва; a - толщина углового шва

КОЭФФИЦИЕНТ ФОРМЫ ШВА

Kn = e/t

Оптимальный Кn = 1,2 - 2 (бывает в пределах 0,5 - 4)

КОЭФФИЦИЕНТ ВЫПУКЛОСТИ ШВА

Кy = e/q

Ky не должно превышать 7-10

КОЭФФИЦИЕНТ ДОЛЕЙ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА В МЕТАЛЛЕ ШВА

Ko = Fo/(Fo+Fэ)

Fo - площадь сечения расплавленного основного металла

Fэ - площадь сечения наплавленного электродного металла

Основные типы и конструктивные элементы швов сварных соединений для ручной дуговой сварки регламентирует ГОСТ 5264-80.

Формирование и строение шва и околошовной зоны Большинство способов сварки использует местный нагрев свариваемого изделия сварочным источником тепла. Тепло, выделяемое источником при сварке, вследствие теплопроводности распространяется на прилегающие ко шву участки основного металла. Участки сварного соединения непосредственно возле источника тепла нагреваются до наиболее высоких температур. По мере удаления от источника температура металла снижается. При значительных размерах свариваемого изделия на некотором расстоянии от сварного шва никакого нагрева металла не происходит. Участок основного металла, подвергшийся в процессе сварки нагреву до температуры, при которой происходят изменения структуры металла, называют околошовной зоной или зоной термического влияния. В око- лошовной зоне происходят наиболее резкие изменения структуры и свойств основного металла, которые определяют качество сварных соединений — прочность, пластичность и ударную вязкость, а в ряде случаев и другие особые свойства металла, например, такие, как жаропрочность и коррозионную стойкость.

Околошовная зона образуется при всех видах сварки плавлением. Ширина ее изменяется в зависимости от способа и режима сварки, состава и толщины основного металла. Меньшей ширине околошовной зоны соответствуют условия сварки, характеризуемые большим перепадом температур.

Рис. 6.1. Схема и температурные границы структурных участков сварного соединения из полиморфных металлов: Металл первого участка околошовной зоны (зона сплавления), примыкающий непосредственно к металлу шва, находился в твердожидком состоянии. Участок имеет сравнительно небольшую ширину (0,1—0,4 мм) и отличается от соседних участков основного металла. Эти изменения вызваны диффузионными процессами, протекающими в процессе сварки в зоне сплавления. Направление диффузии элемента определяется коэффициентом распределения в твердой и жидкой фазах, а также содержанием элемента в основном металле и сварочной ванне. В зависимости от соотношения этих величин диффузия элемента может происходить из основного металла в металл шва или из металла шва в основной металл. При сварке сталей малоуглеродистой проволокой происходит перемещение элементов из основного металла в металл шва. Участок металла околошовной зоны, примыкающий к металлу шва, обедняется этими элементами. Особенность сварки аллюминия. При сварке чистого алюминия и сплавов, не упрочняемых термообработкой, в зоне теплового воздействия наблюдается лишь рост зерна и некоторое их разупрочнение, вызванное снятием нагартовки (если сплав сваривался в нагартованном состоянии). Интенсивность роста зерна и разупрочнения нагартованного сплава при сварке может изменяться в зависимости от метода сварки, режимов и величины предшествовавшей нагартовки. Практика показывает, что даже в условиях газовой сварки, отличающейся наиболее длительным нагревом металла, сварные соединения, выполненные из этих сплавов, по прочности не уступают прочности основного металла в отожженном состоянии. Тепловая свариваемость алюминиево-магниевых сплавов с большим содержанием магния (АМг5В и АМгб), относящихся также к группе сплавов, не упрочняемых термически, осложняется повышенной чувствительностью их к нагреву и склонностью к вспучиванию в участках основного металла, непосредственно примыкающих к шву. Склонность к вспучиванию в зонах теплового воздействия возрастает с увеличением длительности нагрева при сварке и содержания магния в сплавах. Поэтому вспучивание металла в околошовных зонах наблюдается в первую очередь при сварке их газовым пламенем и в меньшей степени при дуговой сварке. Основной причиной вспучивания и образования несплошностей могут быть реакция магния с парами воды, накопление водорода в несплошностях и увеличение в них давления. В настоящее время установлено, что вспучивание в околошовных зонах наблюдается лишь при сварке металла определенных полуфабрикатов и плавок. Вспучивание металла при нагреве вызывает молекулярный водород, заполняющий микронесплошности, образовавшиеся в процессе деформации и обжатия мелких газовых пузырьков, которые возникают при кристаллизации слитка на базе дисперсных оксидных включений, имеющихся в недостаточно тщательно рафинированном металле. В участках металла, нагревающихся до температуры, близкой к температуре плавления, в связи с его разупрочнением происходит увеличение в объеме закатанных пузырьков и вспучивание металла. Концентрация растворенного водорода в металле промышленных слитков, отлитых непрерывным литьем, не превышает 0,15— 0,3 см³/100 г, что совпадает с расчетными данными растворимости водорода в сплаве при температурах нижней границы эффективного интервала кристаллизации. В связи с этим для контроля качества свариваемого металла необходимо в первую очередь определять в нем содержание молекулярного водорода. При сварке сплавов, упрочняемых термообработкой, в зонах около шва происходят изменения, существенно снижающие свойства свариваемого металла. Замеры твердости и изучение структуры металла в зоне термического влияния сварных соединений из сплавов, упрочняемых термообработкой, позволяют обнаружить в ней участки металла с различной степенью распада твердого раствора и коагуляции упрочнителя. Самое опасное изменение, вызывающее в большинстве случаев резкое снижение свойств металла и образование трещин, — оплавление границ зерен. Появление жидких прослоек между зернами приводит к снижению механических свойств металла в нагретом состоянии и нередко к образованию трещин. После сварки в участках оплавления металл хрупко разрушается и прочность его снижается. Изучение структурных изменений, протекающих в околошовных зонах при сварке промышленных сплавов сложного легирования, сопряжено с определенными трудностями в связи с наличием в сплавах большого количества фаз сложного состава.