Структура зварних швів. При вивченні металу зварного шва розрізняють макро- і мікроструктуру. Макроструктура розглядається неозброєним оком або при невеликих (до 10-15-кратних} збільшеннях. Структура металу, збільшена більш ніж в 60-100 разів, називається мікроструктурою.

Макро- і мікроструктура буває первинною і вторинною. Первинна структура утворюється безпосередньо в процесі твердіння розплаву; вторинна - в результаті фазових (термічних) перетворень. Зварні шви мають цілий комплекс структур наплавленого металу і металу, який в процесі зварки піддавався нагріву. Розглянемо різні ділянки структури зварного шва (див. аркуш 1).

Ділянка наплавленого металу (шва) має стовпчасту будову. Стовпчасті кристаліти від перехідної зони між ділянкою неповного розплавлення і наплавленим металом направлені углиб шва. Кристаліт складається з окремих дендрітов, що мають загальну спрямованість, які іноді можуть мати і різну розгалуженість. Група дендрітов, що має чітку межу, складає стовпчастий кристаліт. В корені шва, ближче до перехідної зони, складові стовпчастий кристаліт дендряти розгалужені мінімально.

На ділянці неповного розплавлення первинна структура характеризується хімічною неоднорідністю. Вторинна структура цієї ділянки нагадує відманшеттову структуру. Ця зона невелика і для дугової зварки складає від 0,1 до 0,5 мм.

На ділянці перегріву може утворитися грубозерниста структура, яка додає металу найменшу пластичність і ударну в'язкість. Щоб зменшити протяжність ділянки перегріву, слід збільшити швидкість зварки або виконати зварку за декілька проходів. Ширина зони ділянки перегріву іноді досягає 3-4 мм.

Ділянка нормалізації характеризується дрібнозернистою будовою металу. Залежно від розмірів швів ширина ділянки нормалізації коливається від 0,2 до 4-5 мм.

На ділянці неповної перекристалізації не всі зерна основного металу піддаються перекристалізації. Ширина цієї зони від 0,1 до 5 мм.

Ділянка рекристалізації з'являється при зварці пластичних деформованих сталей, ширина цієї ділянки складає 0,1 - 1,5 мм.

Ділянка синьоламкості недозволена за ділянкою рекристалізації. Структура металу тут не відрізняється від початкової структури. На цій ділянці температура нагріву досягає 200-400° С

3. Обладнання для зварювальних робіт

3.1 Основні вимоги до джерел живлення зварювального струму

Для забезпечення зварювального процесу в трасових умовах або на будівельному майданчику установки зазвичай комплектують джерелом живлення зварювальної дуги (зварювальним агрегатом з двигуном внутрішнього згорання, зварювальним випрямлячем, зварювальним електромашинним перетворювачем), апаратурою для здійснення процесу ручної або механізованої (автоматичною або напівавтоматичною) зварки. Ручну зварку виконують з підключенням джерела живлення за допомогою кабелю до зварюваного виробу і электродо-утримувача із закріпленим на нім електродом. Напівавтоматичну зварку проводять при механізованій подачі електроду в зону плавлення, а переміщення дроту уздовж стику здійснюють уручну. При автоматичній зварці використовують механізовані процеси подачі дроту в зону плавлення і її переміщення уздовж стику із забезпеченням стійкого горіння електричної дуги.

Автоматична зварка може виконуватися стаціонарними або пересувними зварювальними установками. Стаціонарні установки широко застосовуються в заводських умовах при зварці полотнищ резервуарів великої місткості, зварних балок, замочної арматури і т.п. В трасових умовах і на будівельних майданчиках використовують пересувні автоматичні зварювальні установки, які дозволяють легко переміщати, їх від стику до стику.

Конструктивне оформлення, габарити, маса і вартість напівавтоматів і автоматів багато в чому залежать від принципів, закладених в основу роботи зварювальної головки або подающого механізму, які повинні забезпечити постійність енергетичних параметрів процесу зварки: зварювального струму і напруги на дузі. Ці параметри не повинні виходити за межі ±25 А по струму і ±2 В по напрузі. Зварювальний струм і напруга можуть значно змінюватися із-за коливань довжини дуги, які викликаються цілим рядом причин: прослизанням дроту в подаючому механізмі, зміною швидкості руху головки щодо зварюваного виробу і т.п. Зварювальна головка повинна реагувати на подібні зміни для забезпечення стабільного процесу зварки, оскільки порушення довжини дуги приводить до зміни рівності між швидкістю плавлення і швидкістю подачі дроту. Рівність можна відновити, змінюючи швидкість подачі дроту або швидкість її плавлення. Швидкість подачі дроту можна змінити регулятором, що автоматично діє, а зміну швидкості плавлення дроту при порушенні стабільності процесу відбувається автоматично завдяки явищу саморегулювання дуги. Впливати на швидкість плавлення можна, змінюючи тип зовнішньої характеристики джерела живлення дуги.

Зварювальні головки застосовують двох типів: з автоматичною зміною швидкості подачі електродного дроту і з постійною швидкістю подачі дроту в зону плавлення. Головки першого типу застосовують у вузькому діапазоні струмів (І=400-700 А), вони мають досить складну систему автоматичного регулювання швидкості подачі дроту. Тому для монтажних умов застосовують головки другого типу.

Для збудження електричної дуги потрібна вища напруга (рівна або така, що перевищує напруга холостого ходу джерела) ніж для стійкого горіння. Дуга збуджується при напрузі UД=50-80 В, а стійко горить при UД =20-40 В.

Основні вимоги до джерел живлення:–

напруга холостого ходу повинна бути в 2-3 рази більша за напругу дуги (це необхідне для легкого запалювання дуги). Напруга холостого ходу – 50-70 В. Згідно ГОСТу встановлено максимальну напругу не більше 80 В для постійного струму і 90 В для змінного;–

сила струму при короткому замиканні повинна бути обмежена (нормальний процес зварювання, якщо Iк.з./Iзв = 1,1-1,5);–

зміна напруги дуги, що проходить внаслідок зміни її довжини, не повинна викликати суттєвих змін сили зварювального струму. Час відновлення напруги від 0 до 25 В після короткого замикання не повинен перевищувати 0,05 с, що забезпечує стійкість дуги, а коефіцієнт відновлення струму повинен бути близьким до 1;–

джерела живлення повинні мати стабільний пристрій регулювання сили зварного струму. Границі регулювання повинні бути