1. Vilka egenskaper har svetsens primära kristallstruktur?
Svar: Svetspoolens kristallisering följer också de grundläggande reglerna för allmän flytande metallkristallisation: bildandet av kristallkärnor och tillväxten av kristallkärnor. När den flytande metallen i svetsbassängen stelnar blir de halvsmälta kornen på modermaterialet i fusionszonen vanligtvis kristallkärnor.
Xinfa svetsutrustning har egenskaperna av hög kvalitet och lågt pris. För mer information, besök:Svets- och skärtillverkare – China Welding & Cutting Factory & Suppliers (xinfatools.com)
Sedan absorberar kristallkärnan atomerna i den omgivande vätskan och växer. Eftersom kristallen växer i motsatt riktning mot värmeledningsriktningen, växer den också i båda riktningarna. Men på grund av att de blockeras av de intilliggande växande kristallerna, bildar kristallen Kristaller med kolumnär morfologi kallas kolumnära kristaller.
Dessutom, under vissa förhållanden, kommer den flytande metallen i den smälta poolen också att producera spontana kristallkärnor när den stelnar. Om värmeavledningen utförs i alla riktningar kommer kristallerna att växa jämnt till kornliknande kristaller i alla riktningar. Denna typ av kristall kallas Det är en likaxlig kristall. Kolumnformade kristaller ses vanligtvis i svetsar, och under vissa förhållanden kan likaxliga kristaller också förekomma i mitten av svetsen.
2. Vilka egenskaper har svetsens sekundära kristallisationsstruktur?
Svar: Svetsmetallens struktur. Efter primär kristallisation fortsätter metallen att svalna under fasomvandlingstemperaturen och den metallografiska strukturen ändras igen. Till exempel, vid svetsning av lågkolhaltigt stål är kornen i den primära kristallisationen alla austenitkorn. När den kyls under fasomvandlingstemperaturen sönderdelas austenit till ferrit och perlit, så strukturen efter sekundär kristallisation är mest ferrit och en liten mängd perlit.
På grund av svetsens snabbare kylningshastighet är emellertid den resulterande perlithalten i allmänhet större än halten i jämviktsstrukturen. Ju snabbare avkylningshastighet, desto högre perlithalt, och ju mindre ferrit, hårdheten och styrkan förbättras också. , medan plasticiteten och segheten reduceras. Efter sekundär kristallisation erhålls den faktiska strukturen vid rumstemperatur. Svetsstrukturerna som erhålls av olika stålmaterial under olika svetsprocessförhållanden är olika.
3. Med lågkolhaltsstål som exempel för att förklara vilken struktur som erhålls efter sekundär kristallisation av svetsmetall?
Svar: Om man tar lågplaststål som ett exempel, är den primära kristallisationsstrukturen austenit, och fastfasomvandlingsprocessen för svetsmetallen kallas sekundär kristallisation av svetsmetallen. Mikrostrukturen för sekundär kristallisation är ferrit och perlit.
I jämviktsstrukturen hos lågkolstål är kolhalten i svetsmetallen mycket låg, och dess struktur är grov kolumnär ferrit plus en liten mängd perlit. På grund av svetsens höga kylningshastighet kan ferriten inte fällas helt ut enligt järn-kol-fasdiagrammet. Som ett resultat är halten perlit i allmänhet större än i den släta strukturen. En hög kylhastighet kommer också att förfina kornen och öka hårdheten och styrkan hos metallen. På grund av minskningen av ferrit och ökningen av perlit kommer även hårdheten att öka, samtidigt som plasticiteten minskar.
Därför bestäms svetsens slutliga struktur av metallens sammansättning och kylningsförhållandena. På grund av svetsprocessens egenskaper är svetsmetallstrukturen finare, så svetsmetallen har bättre strukturella egenskaper än det gjutna tillståndet.
4. Vad kännetecknar olik metallsvetsning?
Svar: 1) Egenskaperna för olik metallsvetsning ligger främst i den uppenbara skillnaden i legeringssammansättningen av den avsatta metallen och svetsen. Med formen på svetsen, tjockleken på basmetallen, elektrodbeläggningen eller flussmedlet och typen av skyddsgas kommer svetssmältan att förändras. Poolens beteende är också inkonsekvent,
Därför är mängden smältning av basmetallen också annorlunda, och den ömsesidiga utspädningseffekten av koncentrationen av de kemiska komponenterna i den avsatta metallen och smältarean för basmetallen kommer också att förändras. Det kan ses att de olika metallsvetsfogarna varierar med områdets ojämna kemiska sammansättning. Graden beror inte bara på den ursprungliga sammansättningen av svets- och tillsatsmaterialet, utan varierar också med olika svetsprocesser.
2) Inhomogenitet hos strukturen. Efter att ha upplevt den termiska svetscykeln kommer olika metallografiska strukturer att dyka upp i varje område av svetsfogen, vilket är relaterat till den kemiska sammansättningen av basmetallen och tillsatsmaterialen, svetsmetod, svetsnivå, svetsprocess och värmebehandling.
3) Olikformighet i prestanda. På grund av fogens olika kemiska sammansättning och metallstruktur är fogens mekaniska egenskaper olika. Styrkan, hårdheten, plasticiteten, segheten etc. för varje område längs fogen är mycket olika. I svetsen Slagvärdena för de värmepåverkade zonerna på båda sidor är till och med flera gånger olika, och krypgränsen och varaktig hållfasthet vid höga temperaturer kommer också att variera mycket beroende på sammansättning och struktur.
4) Olikformighet i spänningsfältsfördelning. Restspänningsfördelningen i olika metallförband är ojämn. Detta bestäms huvudsakligen av den olika plasticiteten för varje område av fogen. Dessutom kommer skillnaden i värmeledningsförmåga hos material att orsaka förändringar i temperaturfältet för den termiska svetscykeln. Faktorer som skillnader i linjära expansionskoefficienter i olika regioner är orsakerna till den ojämna fördelningen av spänningsfältet.
5. Vilka är principerna för val av svetsmaterial vid svetsning av olika stål?
Svar: Urvalsprinciperna för olika stålsvetsmaterial inkluderar huvudsakligen följande fyra punkter:
1) På förutsättningen att svetsfogen inte ger sprickor och andra defekter, om svetsmetallens styrka och plasticitet inte kan beaktas, bör svetsmaterial med bättre plasticitet väljas.
2) Om svetsmetallegenskaperna hos olika stålsvetsmaterial endast uppfyller ett av de två basmaterialen, anses det uppfylla de tekniska kraven.
3) Svetsmaterialen ska ha bra processprestanda och svetssömmen ska vara vacker i formen. Svetsmaterial är ekonomiskt och lätt att köpa.
6. Vad är svetsbarheten hos perlitiskt stål och austenitiskt stål?
Svar: Pearlitstål och austenitiskt stål är två typer av stål med olika struktur och sammansättning. Därför, när dessa två typer av stål svetsas samman, bildas svetsmetallen genom sammansmältning av två olika typer av basmetaller och tillsatsmaterial. Detta väcker följande frågor för svetsbarheten för dessa två typer av stål:
1) Spädning av svetsen. Eftersom perlitiskt stål innehåller lägre guldelement har det en utspädande effekt på legeringen av hela svetsmetallen. På grund av denna utspädningseffekt av perlitiskt stål reduceras innehållet av austenitbildande element i svetsen. Som ett resultat, i svetsen, kan en martensitstruktur uppstå, vilket försämrar kvaliteten på svetsfogen och till och med orsaka sprickor.
2) Bildning av överdrivet lager. Under inverkan av svetsvärmecykeln är graden av blandning av den smälta basmetallen och tillsatsmetallen annorlunda vid kanten av den smälta poolen. Vid kanten av den smälta poolen är temperaturen på den flytande metallen lägre, fluiditeten är dålig och uppehållstiden i flytande tillstånd är kortare. På grund av den enorma skillnaden i kemisk sammansättning mellan perlitiskt stål och austenitiskt stål, kan den smälta basmetallen och tillsatsmetallen inte smältas väl vid kanten av den smälta poolen på den perlitiska sidan. Som ett resultat, i svetsen på den perlitiska stålsidan, den perlitiska basmetallen Andelen är större, och ju närmare smältlinjen, desto större andel av basmaterialet. Detta bildar ett övergångsskikt med olika inre sammansättningar av svetsmetallen.
3) Bilda ett diffusionsskikt i fusionszonen. I svetsmetallen som består av dessa två typer av stål, eftersom perlitiskt stål har högre kolinnehåll men högre legeringselement men mindre legeringselement, medan austenitiskt stål har motsatt effekt, så på båda sidor av den perlitiska stålsidan av smältzonen A koncentrationsskillnad mellan kol och karbidbildande grundämnen bildas. När fogen drivs vid en temperatur högre än 350-400 grader under lång tid, kommer det att finnas en tydlig diffusion av kol i smältzonen, det vill säga från perlitstålsidan genom smältzonen till austenitsvetszonen. sömmar sprids. Som ett resultat bildas ett avkolat mjukgörande skikt på den perlitiska stålbasmetallen nära smältzonen, och ett uppkolat skikt motsvarande avkolning produceras på den austenitiska svetssidan.
4) Eftersom de fysikaliska egenskaperna hos perlitiskt stål och austenitiskt stål är mycket olika, och sammansättningen av svetsen också är mycket olika, kan denna typ av fog inte eliminera svetsspänningen genom värmebehandling och kan bara orsaka omfördelning av spänningen. Det skiljer sig mycket från svetsning av samma metall.
5) Fördröjd sprickbildning. Under kristalliseringsprocessen av svetssmältan av denna typ av olika stål, finns det både austenitstruktur och ferritstruktur. De två är nära varandra, och gasen kan diffundera, så att det diffusa vätet kan ackumuleras och orsaka fördröjda sprickor.
25. Vilka faktorer bör beaktas när man väljer en metod för reparationssvetsning av gjutjärn?
Svar: När du väljer en svetsmetod för grått gjutjärn måste följande faktorer beaktas:
1) Tillståndet för gjutgodset som ska svetsas, såsom gjutgodsets kemiska sammansättning, struktur och mekaniska egenskaper, gjutgodsets storlek, tjocklek och strukturella komplexitet.
2) Defekter i de gjutna delarna. Innan du svetsar bör du förstå typen av defekt (sprickor, brist på kött, slitage, porer, blåsor, otillräcklig gjutning, etc.), storleken på defekten, styvheten på platsen, orsaken till defekten, etc.
3) Eftersvetskvalitetskrav såsom mekaniska egenskaper och bearbetningsegenskaper hos eftersvetsfogen. Förstå kraven som svetsfärg och tätningsprestanda.
4) Utrustningsförhållanden och ekonomi på plats. Under villkoret att säkerställa kvalitetskraven efter svetsning är det mest grundläggande syftet med svetsreparation av gjutgods att använda den enklaste metoden, den vanligaste svetsutrustningen och processutrustningen och den lägsta kostnaden för att uppnå större ekonomiska fördelar.
7. Vilka är åtgärderna för att förhindra sprickor vid reparationssvetsning av gjutjärn?
Svar: (1) Förvärm före svetsning och långsam kylning efter svetsning. Att förvärma svetsen helt eller delvis före svetsning och långsam nedkylning efter svetsning kan inte bara minska svetsens tendens att bli vit, utan också minska svetsspänningen och förhindra att svetsen spricker. .
(2) Använd kallbågsvetsning för att minska svetsspänningen och välj svetsmaterial med god plasticitet, såsom nickel, koppar, nickelkoppar, högvanadinstål, etc. som tillsatsmetall, så att svetsmetallen kan släppa på spänningen genom plast deformation och förhindra sprickor. , med användning av svetsstänger med liten diameter, liten ström, intermittent svetsning (intermittent svetsning), spridd svetsning (hoppsvetsning) metoder kan minska temperaturskillnaden mellan svetsen och basmetallen och minska svetsspänningen, vilket kan elimineras genom att hamra svetsen . stressa och förhindra sprickor.
(3) Andra åtgärder inkluderar justering av den kemiska sammansättningen av svetsmetallen för att minska dess sprödhetstemperaturområde; tillsats av sällsynta jordartsmetaller för att förbättra svetsens metallurgiska avsvavlings- och avfosforiseringsreaktioner; och lägga till kraftfulla kornförfinande element för att göra svetsen kristalliserad. Kornförfining.
I vissa fall används uppvärmning för att minska belastningen på svetsreparationsområdet, vilket också effektivt kan förhindra uppkomsten av sprickor.
8. Vad är stresskoncentration? Vilka är de faktorer som orsakar stresskoncentration?
Svar: På grund av svetsens form och svetsens egenskaper uppstår diskontinuitet i den kollektiva formen. Vid belastning orsakar den ojämn fördelning av arbetsspänningen i svetsfogen, vilket gör den lokala toppspänningen σmax högre än den genomsnittliga spänningen σm. Mer, detta är stresskoncentration. Det finns många orsaker till spänningskoncentration i svetsfogar, av vilka de viktigaste är:
(1) Processdefekter som uppstår i svetsen, såsom luftintag, slagginslutningar, sprickor och ofullständig penetration, etc. Bland dem är spänningskoncentrationen orsakad av svetssprickor och ofullständig penetration den allvarligaste.
(2) Orimlig svetsform, såsom förstärkningen av stumsvetsen är för stor, svetstån på kälsvetsen är för hög, etc.
Orimlig gatudesign. Till exempel har gatugränssnittet plötsliga förändringar och användningen av täckta paneler för att ansluta till gatan. Orimlig svetslayout kan också orsaka spänningskoncentration, såsom T-formade fogar med endast skyltfönstersvetsar.
9. Vad är plastskador och vilken skada har den?
Svar: Plastskada inkluderar plastisk instabilitet (utbyte eller betydande plastisk deformation) och plastisk fraktur (kantbrott eller duktilt brott). Processen är att den svetsade strukturen först genomgår elastisk deformation → flytning → plastisk deformation (plastisk instabilitet) under inverkan av belastning. ) → producera mikrosprickor eller mikrohålrum → bilda makrosprickor → genomgå instabil expansion → fraktur.
Jämfört med spröd fraktur är plastskador mindre skadliga, särskilt följande typer:
(1) Oåterställbar plastisk deformation uppstår efter att de har gett sig, vilket gör att svetsade strukturer med höga storlekskrav skrotas.
(2) Fel på tryckkärl tillverkade av material med hög seghet och låg hållfasthet styrs inte av materialets brottseghet, utan orsakas av plastisk instabilitetsfel på grund av otillräcklig hållfasthet.
Det slutliga resultatet av plastskador är att den svetsade strukturen misslyckas eller en katastrofal olycka inträffar, vilket påverkar företagets produktion, orsakar onödiga olyckor och allvarligt påverkar utvecklingen av den nationella ekonomin.
10. Vad är spröd fraktur och vilken skada har den?
Svar: Vanligtvis hänvisar spröd fraktur till splittande dissociationsfraktur (inklusive kvasi-dissociationsfraktur) längs ett visst kristallplan och korngräns (intergranulär) fraktur.
Klyvningsbrott är en spricka som bildas genom separation längs ett visst kristallografiskt plan inom kristallen. Det är en intragranulär fraktur. Under vissa förhållanden, såsom låg temperatur, hög töjningshastighet och hög spänningskoncentration, kommer klyvning och brott uppstå i metallmaterial när spänningen når ett visst värde.
Det finns många modeller för generering av klyvningsfrakturer, varav de flesta är relaterade till dislokationsteori. Det antas allmänt att när den plastiska deformationsprocessen av ett material är allvarligt hindrad, kan materialet inte anpassa sig till den yttre spänningen genom deformation utan genom separation, vilket resulterar i sprickor i klyvning.
Inneslutningar, spröda fällningar och andra defekter i metaller har också en viktig inverkan på uppkomsten av klyvsprickor.
Sprödbrott uppstår vanligtvis när spänningen inte är högre än konstruktionens tillåtna spänning på strukturen och det inte finns någon signifikant plastisk deformation, och sträcker sig omedelbart till hela strukturen. Det har karaktären av plötslig förstörelse och är svårt att upptäcka och förebygga i förväg, så det orsakar ofta personliga offer. och stora skador på egendom.
11. Vilken roll spelar svetssprickor vid strukturell sprödbrott?
Svar: Bland alla defekter är sprickor de farligaste. Under påverkan av extern belastning kommer en liten mängd plastisk deformation att inträffa nära sprickfronten, och samtidigt kommer det att finnas en viss mängd öppningsförskjutning vid spetsen, vilket gör att sprickan utvecklas långsamt;
När den externa belastningen ökar till ett visst kritiskt värde kommer sprickan att expandera med hög hastighet. Vid denna tidpunkt, om sprickan är belägen i ett område med hög dragspänning, kommer det ofta att orsaka spröd brott på hela strukturen. Om den expanderande sprickan kommer in i ett område med låg dragspänning, har ryktet tillräckligt med energi för att upprätthålla sprickans ytterligare expansion, eller så kommer sprickan in i ett material med bättre seghet (eller samma material men med högre temperatur och ökad seghet) och tar emot större motstånd och kan inte fortsätta att expandera. Vid denna tidpunkt minskar risken för sprickan i enlighet därmed.
12. Vad är anledningen till att svetsade strukturer är benägna att spröda?
Svar: Orsakerna till frakturer kan i princip sammanfattas i tre aspekter:
(1) Otillräcklig mänsklighet av material
Speciellt i spetsen av skåran är materialets mikroskopiska deformationsförmåga dålig. Lågspänningssprödbrott inträffar vanligtvis vid lägre temperaturer, och när temperaturen sjunker, minskar materialets seghet kraftigt. Dessutom, med utvecklingen av låglegerat höghållfast stål, fortsätter hållfasthetsindexet att öka, samtidigt som plasticiteten och segheten har minskat. I de flesta fall börjar sprödbrott från svetszonen, så otillräcklig seghet hos svetsen och värmepåverkad zon är ofta den främsta orsaken till sprödbrott med låg spänning.
(2) Det finns defekter som mikrosprickor
Fraktur börjar alltid från en defekt, och sprickor är de farligaste defekterna. Svetsning är den främsta orsaken till sprickor. Även om sprickor i princip kan kontrolleras med utvecklingen av svetsteknik, är det fortfarande svårt att helt undvika sprickor.
(3) Viss stressnivå
Felaktig design och dåliga tillverkningsprocesser är de främsta orsakerna till kvarvarande svetsspänning. För svetsade konstruktioner måste därför, förutom arbetsspänning, även svetsrestspänning och spänningskoncentration samt ytterligare spänningar orsakade av dålig montering beaktas.
13. Vilka är de viktigaste faktorerna som bör beaktas vid utformning av svetsade strukturer?
Svar: De viktigaste faktorerna att tänka på är följande:
1) Den svetsade fogen bör säkerställa tillräcklig spänning och styvhet för att säkerställa en tillräckligt lång livslängd;
2) Tänk på arbetsmediet och arbetsförhållandena för svetsfogen, såsom temperatur, korrosion, vibrationer, utmattning, etc.;
3) För stora konstruktionsdelar bör arbetsbelastningen av förvärmning före svetsning och eftersvetsvärmebehandling minskas så mycket som möjligt;
4) De svetsade delarna kräver inte längre eller kräver endast en liten mängd mekanisk bearbetning;
5) Svetsarbetsbelastningen kan reduceras till ett minimum;
6) Minimera deformationen och spänningen hos den svetsade strukturen;
7) Lätt att konstruera och skapa goda arbetsförhållanden för konstruktion;
8) Använd ny teknik och mekaniserad och automatiserad svetsning så mycket som möjligt för att förbättra arbetsproduktiviteten; 9) Svetsar är lätta att inspektera för att säkerställa fogkvaliteten.
14. Beskriv de grundläggande villkoren för gasskärning. Kan syre-acetylen flamgasskärning användas för koppar? Varför?
Svar: De grundläggande förutsättningarna för gasskärning är:
(1) Metallens antändningspunkt bör vara lägre än metallens smältpunkt.
(2) Metalloxidens smältpunkt bör vara lägre än smältpunkten för själva metallen.
(3) När metall brinner i syre måste den kunna avge en stor mängd värme.
(4) Metallens värmeledningsförmåga bör vara liten.
Syre-acetylen flammgasskärning kan inte användas på röd koppar, eftersom kopparoxiden (CuO) genererar väldigt lite värme och dess värmeledningsförmåga är mycket bra (värmen kan inte koncentreras nära snittet), så gasskärning är inte möjlig.
Posttid: 2023-nov-06
