Теория сварочных процессов

Лекция №1
Введение в Физические процессы в
металле при сварке
Теория сварочных процессов
Необходимы знания следующих курсов:
 Материаловедение.
 Тепловые процессы при сварке.
 Общая физика
 Сопротивление материалов
Теория сварочных процессов
Рекомендуемая литература:
1. Конспект-лекции.
2. Учебник «Теория сварочных процессов», изд.
МГТУ, 2007г.
3. Справочник «Сварка. Резка. Контроль» под ред.
Алёшина, 2004г.
4. Учебник «Материаловедение», под ред.
Арзамасова, 2002г.
Теория сварочных процессов
Повторение диаграммы железо-углерод.
Ас3
Ас1
Ас1
Теория сварочных процессов
А – аустенит, 𝑭𝒆𝜸 (𝑪), до 2,14%
Ф – феррит, 𝑭𝒆𝜶 (𝑪), до 0,006-0,02%
Ц – цементит – хим. соед. С=6,69%, Тпл = 12500С (const)
П – перлит эвтектоид [Ф+Ц], имеет регулярное чередование Ф и Ц
Теория сварочных процессов
П≈Мет
С=0,8%; Тпр = 7270С (const)
𝑭𝒆𝜶 (𝑪) ↔ 𝑭𝒆𝜸 (𝑪)
(𝑨𝒊 … 𝒇(𝑪)
Теория сварочных процессов
Равновесные процессы
технологической обработки
Теория сварочных процессов
𝜔нагр и 𝜔охл → 0
Все превращения завершаются полностью при
соответствующей Ti (например при Ас3)
Теория сварочных процессов
При сварке: неравновесные процессы превращения.
𝝎нагр и 𝝎охл → 𝒄𝒐𝒏𝒔𝒕
(𝜔нагр ≅ 500°𝐶/с; 𝜔охл ≅ 100°𝐶/с; и др. )
Фазовые превращения не завершаются при текущей
Т,0С.
А′ 𝐶3 = 𝐴𝐶3 + ∆𝑇 → перегрев. ∆𝑇 = 𝑓 𝜔н
А′ 𝑟3 = 𝐴𝑟3 − ∆𝑇 → переохлаждение. ∆𝑇 = 𝑓 𝜔о
А, Ф, П, Ц – равновесные структуры.
Теория сварочных процессов
Вывод:
Каждая сталь для анализа процесса при сварке
должна иметь индивидуальную анизотермическую
диаграмму превращений. (TKD, APA…)
Теория сварочных процессов
Параметры тепловых процессов.
Распределение T max(y)
→ ширина зон сварки
→ max сварочные
деформации и напряжения
Теория сварочных процессов
Сварочный термический цикл (СТЦ) в т.А.
Теория сварочных процессов
Сварочный термический цикл (СТЦ) в т.А.
Теория сварочных процессов
Сварочный термический цикл (СТЦ) в т.А.
 Тmax → рост зерна, гомогенизация аустенита и т.д.
 t>100 → рост аустенитного зерна (T>1000 0C)
 t8/5→ время охлаждения от 800 до 500 0C (данная
характеристика введена Международным
Институтом Сварки)
 𝝎𝟔/𝟓 →
𝟏𝟎𝟎
𝒕𝟔/𝟓
– скорость охлаждения от 600 до 500 0C
(величина переохлаждения; А′ 𝒓𝟑 , А′ 𝒓𝟏 – образование
неравновесных структур Б и М).
Теория сварочных процессов