Антикайн П.А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов

Подождите немного. Документ загружается.

a.) n 3)

г)

Рис.

3.1. Основные типы сварных

соединений:

а — соединение встык с V-образной раз-

делкой, подваренное со стороны корня

шва; б — стыковой шов, сваренный то-

лько с одной стороны; в — соединение

внахлестку; г — тавровое соединение,

д — угловое соединение приварки шту-

цера к камере

горячей воды и пара и сосудов, работающих под давлением,

должны применяться следующие виды сварных соединений:

стыковые соединения — при сварке труб, обечаек и приварке

выпуклых днищ;

тавровые, угловые или стыковые сварные соединения — при

приварке штуцеров, труб, плоских днищ и фланцев к бараба-

нам, камерам, трубопроводам и трубным решеткам.

Сварные соединения должны иметь такую конструкцию и

расположение, которые позволяли бы осуществлять надежный

контроль качества при изготовлении, монтаже и эксплуатации

и выполнять их ремонт.

В стыковом сварном соединении должен обеспечиваться плав-

ный переход от одной детали к другой путем постепенного уто-

нения кромки более толстого элемента; угол наклона поверх-

ностей перехода стыкуемых элементов не должен превышать

15°.

При разнице в фактической толщине стенок менее 30% тол-

щины стенки тонкого элемента, но не более 5 мм допускается

выполнение такого плавного перехода за счет наклонного рас-

положения поверхности шва (при электродуговой и газовой

сварке). Это требование не относится к стыковым сварным со-

единениям литых деталей с трубами. Обычно литой элемент

имеет большую толщину, так как в отливках из аналогичной

стали допускается меньшее расчетное напряжение, чем в трубе.

На литой детали делают плавный переход от фактической тол-

щины стенки до минимальной допускаемой согласно расчету на

прочность; дальнейшее сопряжение достигается за счет наклон-

ной поверхности шва.

При стыковке обечаек барабанов паровых котлов между со-

бой и обечаек с днищами оси продольных сварных швов необ-

ходимо смещать на расстояние не менее 100 мм. В местах пере-

сечения продольных и поперечных сварных швов больше веро-

ятность образования дефектов; в этих местах в процессе сварки

возникают значительные остаточные напряжения.

Поперечные сварные швы на барабанах, камерах и трубах

в пределах котла должны отстоять друг от друга таким образом,

чтобы расстояние между их осями было не менее трехкратной

толщины стенки, но не менее 100 мм.

При сварке труб наружным диаметром более 100 мм с про-

дольным сварным швом смещение осей швов в месте стыка дол-

жно быть не менее трехкратной толщины, но не менее 100 мм.

На трубы с наружным диаметром менее 100 мм это требование

не распространяется.

В порядке исключения при сварке труб с двухсторонним про-

дольным швом допускается располагать продольные швы по

одной оси при условии контроля всех мест пересечения продоль-

ных и поперечных швов ультразвуковой дефектоскопией или

просвечиванием.

При изготовлении или ремонте сосудов пересечение сварных

швов,

выполненных ручной сваркой, не допускается. Сварные

швы на деталях сосудов должны быть смещены по отношению

друг к другу на двухкратную толщину наиболее толстого сты-

куемого листа, но не менее чем на 100 мм. Это требование не

распространяется на швы, выполненные автоматической или

полуавтоматической сваркой. <

При сварке днищ сосудов из нескольких листов с располо-

жением сварных швов по хорде расстояние от оси сварного шва

до центра днища должно быть не более 20% диаметра днища.

Круговые швы должны находиться от центра днища на рас-

стоянии не более 25% диаметра; это требование не распростра-

няется на днища шаровой формы.

Если нижняя часть горизонтального сосуда малодоступна

для осмотра, то продольные сварные швы не должны распола-

гаться' в пределах центрального угла нижней части корпуса,

равного 140°.

В местах приварки опор происходит концентрация напря-

жений от передаваемых нагрузок. Расстояние от края шва при-

варки опоры до края шва на корпусе или днище сосуда должно

быть не менее толщины стенки сосуда.

В гибах труб действуют дополнительные напряжения из-за

утонения стенки при гибке и овальности сечения. В сварных

швах имеет место неоднородность свойств металла., В ряде слу-

чаев в зоне сплавления или в зоне термического влияния сварки

понижена деформационная способность металла или его проч-

ность. Поэтому не допускается расположение< поперечных, свар-

ных швов на гнутых участках труб котлов и трубопроводов.

Расстояние от начала загругления гиба до оси поперечного свар-

ного шва на трубах поверхностей

нагрева должно составлять

не менее наружного диаметра трубы, но в то же время оно

должно быть не менее 50 мм, на трубопроводах это расстояние

должно быть не менее 100 мм. < > .

На трубопроводах не допускается вваривать штуцера и дре-

нажные трубы в сварные швы и в гибы, не допускается также

приварка бобышек и креплений в этих местах. В порядке исклю-

чения можно вварить в гиб одну трубу или штуцер с внутрен-

ним диаметром не более 20 мм. На сварных соединениях или в

их зоне термического влияния в порядке исключения можно раз-

мещать отдельные отверстия диаметром до 5 мм для приварки,

труб или штуцеров измерительных устройств.

Разрешается применение штампосварных колен и развилок с

двумя продольными швами при условии контроля всех сварных

соединений ультразвуковой дефектоскопией или просвечиванием.

Сварные секторные колена могут применяться только на трубо-

проводах третьей и четвертой категорий.

В тех случаях, когда сварные соединения трубопроводов

должны быть проконтролированы ультразвуковым -методом,

длина свободного прямого участка трубы или другого элемента

в каждую сторону от оси шва должна быть в зависимости от

толщины стенки (s) не менее:

При толщине до 15 мм включительно 100 мм;

Свыше 15 до 30 мм 5s+ 25 мм;

Свыше 30 до 36 мм 175 мм;

Свыше 36 мм

4s-f30

мм

При вварке в трубопровод крутозагнутых и штампосвар-

ных колен допускается расположение поперечных сварных швов

около начала закругления; также разрешается сварка круто-

загнутых колен без прямых участков между собой.

Около кромок отверстий в барабанах, камерах или днищах

возникает концентрация напряжений. Поэтому расстояние от

кромки отверстия до ближайшего сварного шва должно быть,

как правило, не менее 0,9 диаметра отверстия как в случае при-

варки патрубка или трубы, так и в случае развальцовки.

В сварном шве или в зоне термического влияния барабана

или камеры разрешается располагать только единичные отвер-

стия для приварки труб или штуцеров:

При сварке патрубков, штуцеров или отводов (угловых свар-

ных соединений) расстояние от наружной поверхности элемента

до начала гиба или до оси поперечного стыкового сварного

шва' должно быть не менее 50 мм, если приваривается труба с

наружным диаметром до 100 мм; если же диаметр трубы более

100 мм, то это расстояние должно, бы^гь не менее 100 мм.

В йесте перехода от выпуклой части днища к цилиндриче-

ской возникают дополнительные изгибные напряжения. При

нагружении дополнительным изгибающим моментом сварное

соединение снижает несущую способность. Поэтому расстояние

от осц стыкового сварного шва до начала закругления днища

или 'другого отбортованного элемента должно быть не менее

25 мм при толщине стенки отбортованного элемента до 10 мм;

оно должно быть не менее 5 +15 мм при толщине отбортован-

ного элемента (s) от 10 до 20 мм; если толщина отбортованного

элемента превышает 20 мм, то это расстояние должно быть не

менее

0,5s+25

м. Для днищ, изготавливаемых по стандартам,

расстояние

от оси

сварного соединения

до

начала закругления

днища должно быть определено

стандарте.

3.2.

Электродуговая сварка

Основной способ сварки

монтажных

ремонтных услови-

ях

—

ручная электродуговая сварка плавящимся электродом

защитным покрытием.

Электрическая дуга возбуждается между кромкой свариваемой детали

металлическим стержнем электрона. Основные параметры, определяющие тех-

нологические свойства дуги,: сила тока, напряжение

на

дуге

и ее

длина.

Для

горения сварочной дуги

воздухе необходимо напряжение

18—30 В. Но для

возбуждения дуги

неионизированном воздухе требуется большее напряжение.

Поэтому зажигание дуги производят путем короткого замыкания сварочной

цепи,

т. е.

путем прикосновения конца электрода

свариваемой детали. Затем

электрод быстро поднимают

держат

на

расстоянии, равном длине'дуги.

Длина дуги существенно влияет

на

процесс формирования сварного

шва и

его качество. Лучшее качество достигается

при

короткой дуге.

При

длинной

дуге происходит обогащение металла

шва

кислородом

азотом воздуха,

Шов

получается пористым. Поверхность

его

неровная. Металл сильно разбрызгива-

ется. Работа короткой дугой требует более высокой квалификации сварщика.

Электроды

для

ручной электродуговой сварки выпускаются

тонким

или

стабилизирующим покрытием" (тонкообмазанные)

и с

толстым защитным

по-

крытием (толстообмазанные). Тонкое стабилизирующее покрытие

не

обеспечи-

вает защиты расплавленного металла

от

азота

кислорода воздуха. Механи-

ческие свойства сварных соединений, выполненных этими электродами, низкие.

Для сварки элементов объектов Котлонадзора, работающих

под

давлением,

применяются толстообмазанные качественные электроды. Покрытие электрода

этого типа предназначено

для

ионизации газов

стабилизации горения дуга,

а также

для

защиты капель

ванны расплавленного металла,от кислорода

азота воздуха: Растворение этих элементов

металле резко ухудшает пласти-

ческие свойства.металла

шва.

Растворение газов

металле может происходить

вплоть

до его

затвердевания. Кислород ,дает

железом соединения,

FeO, Fe,

03. • - . •

<•,•!'.

Закись железа растворяется

металле. Высшие .оксиды восстанавливаются,

углеродом, марганцем

кремнием, содержащимися

электродной, проволоке,

покрытии электрода

ванне., Происходит выгорание этих примесей

металле,

шва.

На

поверхности сварочной, ванны .реакция окисления,.продолжается,

не-,

смотря

на

протекающие внутри ванны реакции раскисления.

Насыщение металла азотом воздуха происходит путем образования нитри-

дов металла ,

нитридов кислорода, которые растворяются

жидком металле.

Для уменьшения, содержания азота

кислорода

металле

шва

обеспечи-

•

вают повышенное содержание элемеитов-раскислителей: марганца

, и

кремния.

Покрытие электродов; плавясь, дает шлак, защищающий

от

окисления

как при

переносе, капелек

электрода

ванну жидкого металла,

так и в

самой ванне.

Толщина покрытия

на

толстообмазанных электродах составляет около

2, мм.

В состав покрытия входят газообразующие, шлакообразующие и легирующие

вещества и раскислители.

Качество и производительность ручной электродуговой сварки зависят в

значительной степени от правильного выбора электродов.

Покрытие обычно наносится на стержень электрода путем опрессовки.

Покрытия электродов могут быть рудно-кислые, фтористо-кальциевые, рути-

ловые и органические.

Рудно-кислые покрытия содержат оксид железа, марганца, кремния, иногда

титана. Для создания газовой защиты жидкого металла в них вводят органиче-

ские вещества. Для раскисления металла применяют добавку ферромарганца.

Преимущество этих покрытий — относительная дешевизна сырья и простота из-

готовления. Это позволяет производить сварку на переменном токе, допускается

применение форсированных режимов сварки. Качество сварного соединения отно-

сительно слабо зависит от увлажнения покрытия, наличия ржавчины на соеди-

няемых деталях, а также от удлинения сварочной дуги. Недостатки рудно-кислых

покрытий: токсичность марганцовистых соединений, переходящих в воздух при

сварке; большое разбрызгивание металла; пониженная стойкость металла шва

против образования горячих кристаллизационных трещин, невысокое качество

наплавленного металла.

Фтористо-кальциевые покрытия состоят из карбонатов кальция и магния и

плавикового шпата. Покрытия позволяют легировать металл в широких преде-

лах и обеспечить в нем минимальное содержание вредных примесей. Качество

шва существенно ухудшается при увлажнении покрытия, наличии ржавчины и

следов масла на соединяемых деталях. Электроды сложны в изготовлении. Шлак

хуже отделяется от шва, чем при сварке электродами других типов. Устойчивость

горения дуги невысокая. Как правило, сварка возможна только на постоянном

токе.

Покрытия рутилового типа состоят из рутила (минерала, содержащего более

90% окиси титана), алюмосиликатов, карбонатов кальция и магния, органиче-

ских соединений и ферросплавов. Электроды обладают хорошими технологиче-

скими качествами. Дают металл шва хорошего качества.

Органические покрытия содержат оксицеллюлозу, рутил или двуоксид тита-

на, железный порошок, ферросплавы, силикаты магния и алюминия и другие

компоненты.

При сварке легированных сталей легирующие элементы могут

вводиться как в состав металлического стержня электрода, так

и в состав покрытия.

При сварке высоколегированных нержавеющих и жаропроч-

ных сталей применяются электроды, стержни которых имеют

состав, близкий к составу свариваемых деталей.

Для маркировки электродов применяется кодовое буквенно-

цифровое обозначение.

Для проверки качества электродов каждой изготовленной

партии производят сварку пробных пластин, из которых выре-

зают образцы для контроля механических свойств и структуры

металла шва.

Проследим, как формируется металл шва, какие изменения

структуры происходят в околошовной зоне и как структура ме-

талла шва влияет на механические свойства и надежность свар-

ных соединений.

Процесс кристаллизации жидкого металла сварного шва при

дуговой сварке подчиняется общим законам кристаллизации ме-

таллов, т. е. протекает путем зарождения центров кристаллиза-

ции и роста кристаллов. Специфика заключается в большой

скорости процесса. Скорость охлаждения сварного шва исчисля-

ется обычно десятками и сотнями градусов в секунду. Кристал-

лизация протекает на готовых центрах кристаллизации, которы-

ми служат оплавленные кристаллиты основного металла, огра-

ничивающие ванну жидкого металла.

Рассмотрим кристаллизацию однослойного шва, полученного

за один проход на деталях из углеродистой стали.

Под воздействием электрической дуги происходит расплавление электрод-

ного металла, а также части основного металла. Источник нагрева — дуга —

перемещается вдоль шва. Как только отвод теплоты в глубь основного металла

превысит приток теплоты от источника нагрева, начинается кристаллизация.

На каждом частично оплавленном зерне основного металла вырастает груп-

па одинаково ориентированных дендритов (древовидных кристаллов), срастаю-

щихся в столбчатый кристаллит. Направление осей дендритов совпадает с на-

правлением отвода теплоты. Обычно они растут перпендикулярно границе раз-

дела твердой и жидкой фазы в направлении к источнику теплоты. Столбчатые

кристаллы достигают значительных размеров.

При сварке углеродистой стали, которую производят обычно без подогрева,

у корня шва располагаются наиболее мелкие дендриты. Крупные дендриты

находятся в верхней части шва. В процессе кристаллизации дендриты сталки-

ваются, взаимно тормозя рост.

Поверхность сварного шва при электродуговой сварке имеет характерное

чешуйчатое строение, которое связано с прерывистым характером кристаллиза-

ции. В начальный момент кристаллизация протекает весьма интенсивно из-за

сильного переохлаждения. Этот процесс сопровождается выделением теплоты.

Если приток теплоты от источника нагрева и от фронта кристаллизации превы-

шает отвод теплоты в глубь основного металла, то кристаллизация приостанав-

ливается. Образуется временная граница раздела между твердым и жидким

металлом. Чем больше скорость охлаждения, тем резче выражен прерывистый

характер кристаллизации. При медленном охлаждении перерывов кристаллиза-

ции не получается и слои в наплавленном металле отсутствуют. Швы с малым

поперечным сечением охлаждаются резче, и поэтому слоистое строение выражено

в них сильнее, чем в швах с большим поперечным сечением.

После перерыва кристаллизация начинается из оплавленных концов дендри-

тов нижнего, закристаллизовавшегося ранее слоя. Если условия теплоотвода

в обоих слоях одинаковы, то направления роста дендритов совпадают. Если же

условия теплоотвода изменились, то направление роста дендритов также изме-

няется. Создается впечатление, что дендрит изгибается. На самом деле такой

«изгибающийся» дендрит состоит из нескольких кристаллов с различным направ-

лением главных осей дендритов.

Металл сварного шва химически неоднороден. Хотя кристал-

лизация протекает очень быстро, диффузионные процессы, свя-

занные с различной растворимостью углерода и примесей в жид-

ком и твердом металле, успевают развиться, так как высокая

температура обусловливает большую диффузионную подвиж-

ность атомов.

Растворимость углерода и других примесей в жидкой стали значительно

выше, чем в твердой. Когда металл расплавляется и образуется жидкая ванна,

в нее устремляются углерод, фосфор и сера. Тонкий слой основного металла,

примыкающий к жидкой ванне, обедняется примесями. Жидкий металл по гра-

нице с твердым насыщается ими. Когда начинается кристаллизация, тонкий

слой кристаллов, образовавшихся из жидкости с повышенной концентрацией

примесей, захватывает эти примеси. За этим слоем расположен слой, содержа-

ние примесей в котором приблизительно равно среднему содержанию их в жидком

металле сварочной ванны. Третий слой примыкает к временной границе раздела

между жидким и твердым металлом, образующейся при перерыве кристаллизации.

Из него примеси успевают продиффундировать в жидкий металл. В слое, примы-

кающем к временной границе раздела, содержание примесей снижается, а в

жидком металле — повышается. Таким образом, каждая чешуйка металла свар-

ного шва состоит из трех слоев: нижнего — с повышенным содержанием приме-

сей,

среднего — с нормальным средним содержанием примесей и верхнего, обед-

ненного примесями.

Получению чешуйчатого строения сварного шва способствует также пре-

рывистый характер подвода теплоты от источника нагрева к фронту кристалли-

зации.

Свойства металла шва, как и любого металла, определяются его химиче-

ским составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в

большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, обра-

зующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. При медлен-

ном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют

феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным со-

держанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов,

содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит

дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев

дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитная структура сварного

шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной

кристаллизации из аустенита.

В процессе первичной кристаллизации сварного шва жела-

тельно получить мелкозернистую структуру с незначительной

химической неоднородностью. Металл с такой структурой отли-

чается высокой прочностью и пластичностью.

Быстрое охлаждение в интервале 300—200° С, особенно при

сварке легированных сталей, может привести к частичной или

полной закалке металла шва на мартенсит. В результате образо-

вания хрупкого мартенсита, имеющего больший объем, чем пер-

лит или феррит, в сварном щве возникают напряжения, которые

могут привести к образованию трещин. Эти трещины называют

П6

холодными, так как они образуются при относительно низких

температурах.

Наличие неравновесных структур закалки крайне нежелатель-

но с точки зрения работоспособности сварного соединения при

высоких температурах. Поэтому при сварке деталей из легиро-

ванных сталей, склонных к подкалке, а также массивных элемен-

тов из углеродистой стали, когда имеет место интенсивный отвод

теплоты от сварочной ванны, необходимо производить предва-

рительный и сопутствующий подогрев. Так, при сварке труб из

сталей 20 и 15ГС при толщине стенки бодее 32 мм и темпера-

туре окружающего воздуха выше нуля необходим подогрев до

200—250° С. При сварке труб с толщиной стенки более 10 мм из

сталей 16М, 12МХ и 15ХМ в тех же условиях требуется подогрев

до 250—300° С, а труб из сталей 12Х1МФ, 15Х1М1Ф, 12Х2МФБ

и 12Х2МФСР — до температуры 300—350° С.

При проведении сварочных работ на открытых монтажных

площадках место сварки должно быть хорошо защищено со всех

сторон от ветра, сквозняков, дождя и снега. Для замедленного

охлаждения сварные стыки низколегированных сталей после

сварки необходимо обкладывать теплым песком или листами

асбеста до полного остывания сварного стыка.

Если при остывании сварного шва происходит интенсивный

встречный рост дендритов, оттесняющих жидкий металл с повы-

шенным содержанием примесей в среднюю часть шва, то по ли-

нии встречи фронтов кристаллизации может образоваться плос-

кость слабины. В этом месте скапливаются примеси, сцепление

между кристаллами получается ослабленным и металл легко раз-

рушается. Поэтому путем правильного выбора формы разделки

кромок и режима сварки стремятся обеспечить такой характер

процесса кристаллизации, чтобы плоскость слабины вытеснялась

в усиление сварного шва.

В интервале от 1400 до 950° С в сварном шве могут образо-

вываться так называемые горячие трещины, которые сравнитель-

но часто встречаются при сварке легированных сталей. Причина

образования горячих трещин заключается в неоднородности со-

става и свойств кристаллов металла шва при высоких темпера-

турах. Средняя часть дендрита состоит из более тугоплавких

и более прочных при высоких температурах составляющих.

Легкоплавкие примеси оттесняются на периферию дендритов

и в междендритные промежутки. Металл по границам* дендритов

может либо находиться в жидком состояний, либо, если кристал-

лизация закончилась, отличаться пониженной прочностью и

пластичностью. При возникновении растягивающих напряжений,

превышающих временное сопротивление, по границам дендритов

возникают горячие трещины. Это очень опасный дефект сварного

шва, который может привести к внезапному хрупкому разруше-

нию в эксплуатации.

В сварных швах наблюдаются обычно неметаллические вклю-

чения: оксиды, сульфиды, нитриды и частицы шлака. Источни-

ками их служат обмазка электродов, флюсы и продукты метал-

лургических реакций, происходящих в жидком металле. При

нормальном протекании сварочного процесса неметаллические

включения удаляются в основном в корку шлака, покрывающего

сварной шов. Однако часть их застревает между ветвями быстро-

растущих дендритов.

Шлаковые включения могут образовываться из оксидов AI2O3

Si02,

которые, взаимодействуя с МпО и FeO, дают сложные

легкоплавкие соединения. Эти включения имеют округлую форму

и при небольшом содержании в металле шва практически не

оказывают влияния на его прочность.

Сернистые включения образуются в основном серой, пере-

ходящей в металл шва из электродных покрытий и флюсов

(руды, жидкого стекла и др.).

В условиях высоких температур сварочной ванны сульфид

марганца распадается с образованием сульфида железа, распо-

лагающегося в дальнейшем по границам дендритов и способ-

ствующего образованию горячих трещин. Монтажные сварные

стыки экономайзерных труб, содержащие повышенное количе-

ство серы, склонны к образованию сквозных свищей.

В металле сварных швов можно обнаружить небольшие га-

зовое раковины с относительно гладкой поверхностью и усадоч-

ные поры. Последние могут иметь округлую или вытянутую

форму. Иногда они образуют большие скопления. Источником

газов служат реакции, происходящие в металле, и газы, раство-

рившиеся в металле при высоких температурах и выделяющие-

ся при его остывании. Образование газовых раковин может быть

вызвано повышенной влажностью электродных покрытий и флю-

сов,

окисленной поверхностью свариваемых кромок, примене-

нием присадочной проволоки с окисленной поверхностью и т. д.

Повышение вязкости шлака вызывает увеличение давления га-

зов в раковинах и уменьшение размеров раковин.

В процессе электродуговой или газовой сварки происходит

нагрев основного металла, вызывающий оплавление кромок и

перекристаллизацию металла в зоне теплового влияния сварки.

Большая часть теплоты от источника нагрева отводится в ме-

талл. Меньшая часть рассеивается в окружающую среду.

Рассмотрим строение однопроходного сварного шва двух де-

талей из углеродистой стали (рис. 3.2, а). Проанализируем, как

строение шва и околошовной зоны влияет на механические

свойства сварного шва и его эксплуатационную надежность.

Ванна расплавленного металла граничит с частично оплав-

ленным. Ранее мы проследили превращения, которые происходят

в расплавленном металле при остывании.

На упрощенной диаграмме состояния железо — углерод

а) 0 0,8 2,0

Рис.

3.2. Строение однопроходного сварного соединения углеродистой стали:

а — схема кристаллического строения металла сварного соединения и максимальные температуры,

достигаемые в соответствующих зонах при сварке; б — диаграмма состояний железо-углерод (цифры

на кривой максимальных температур отражают соответствующие критические точки, обозначенные

теми же цифрами на диаграмме состояний железо-углерод).

(рис.

3.2, б) температурный интервал участка неполного рас-

плавления обозначен цифрами /—2.

На участке 1—2 происходит сильный рост зерна. Наблю-

дается большая химическая неоднородность. Часть зерен и по-

граничные участки других рядом расположенных зерен перешли

в жидкое состояние. В жидкий металл устремились углерод и

примеси. После быстрого снижения температуры.зафиксирована

химическая неоднородность, полученная при нагреве в интер-

вале температур между началом и концом кристаллизации. Ши-

рина зоны частичного оплавления относительно невелика (0,1 —

0,5 мм) и зависит от погонной энергии дуги.

На участке 2—3 температура изменялась, от температуры

конца кристаллизации до температуры перегрева при нормали-

зации. Тепловой цикл сварки вызвал в этой области значитель-

ный рост зерна. Этот участок бывает сильнее развит у швов,

имеющих большое сечение и сваренных с большой погонной

энергией. Ширина участка перегрева в. швах, большого сечения

при однопроходной сварке может достигать 3—4 мм. На этом

участке иногда можно наблюдать пластинчатые выделения фер

рита — видманштеттову структуру. Структура образуется в ма-

лоуглеродистой стали и стали 15ГС при охлаждении от темпера-

туры, значительно превышающей температуру Лгз, со скоростью

25—50

° С/с. Такая структура в металле нежелательна, так,

как она снижает его пластичность.

Зерно кипящей малоуглеродистой стали склонно к росту;

поэтому в сварных соединениях из нее участок с крупным зерном

более широкий, чем в аналогичных соединениях из спокойной