Структуры сварных швов

В сварных швах определяют макро- и микроструктуру. Под макроструктурой подразумевается такая структура, которую при небольших (около 30-кратного) увеличениях видно невооруженным глазом. Увеличенная в 60—100 раз и более структура металла называется микроструктурой.

Макро- и микроструктуры подразделяют на первичные и вторичные. Первичными структурами именуются такие структуры, которые сформировались в процессе затвердевания расплава. Структуры, образовавшиеся в результате фазовых превращений, называются вторичными структурами. Сварные швы, выполненные электрошлаковой сваркой http://svarka-prom.ru/?p=306 или электродуговой, имеют полный комплекс структур, состоящих из структуры наплавленного металла и подвергающемуся в процессе сварки нагреву металла.   Рассмотрим разные участки строения сварного шва при сварке сплавов и металлов на основе железа.

Участок наплавленного металла столбчатого строения. Столбчатые кристаллиты направлены в глубь шва от переходной зоны между наплавленным металлом и участком неполного расплавления. Произвольный кристаллит состоит из отдельных дендритов разветвленных или обычно с общей направленностью. Имеющая четкую границу группа дендритов составляет столбчатый кристаллит. Ближе к переходной зоне в корне шва,   составляющие столбчатый кристаллит дендриты, минимально разветвлены.

Вторичная структура столбчатого кристаллита – это участок, имеющий   равномерно распределенный перлит, окаймленный тонкой ферритной полосой.

На участке неполного расплавления первичная структура участка определяется наличием химической неоднородности.

Вторичная структура этого участка аналогична видманштеттовой  структуре. Эта зона невелика и расположена в диапазоне 0, 1 — 0, 5 мм в швах, полученных в результате электродуговой сварки (http://svarka-prom.ru/?p=297) , и немного больше — в полученных электрошлаковым способом швах.

При выполнении крупногабаритных швов на участке перегрева часто формируется видманштеттова крупнозернистая структура, которая сообщает металлу наименьшую  ударную вязкость и пластичность.
Для снижения участка перегрева увеличивают скорость сварки или производят сварку за несколько проходов. Иногда ширина такой зоны достигает 3—4 мм и более.

Участок нормализации швов имеет мелкозернистую конституцию. Его ширина в зависимости от размеров швов колеблется в диапазоне от 0, 2 до 4—5 мм.

На участке неполной перекристаллизации не все зерна основного металла претерпевают перекристаллизацию; например сохраняют свое начальное строение зерна феррита. Ширина этой зоны прибюлизительно 0, 1—5 мм.

Рекристаллизационные участки возникают при сварке пластически деформированных сталей. Их ширина составляет 0, 1—1, 5 мм.

На участке синеломкости, который находится за участком рекристаллизации, структура не разнится от структуры исходного металла. Здесь температура нагрева достигает 200—400° С.