Формирование соединения и его прочность
Окисление при стыковой сварке предупреждается или значительно уменьшается защитными средами, уменьшением длительности и расширением зоны нагрева, а также перегревом расплава при оплавлении на его конечной стадии (см. § 2).
В стыке деталей из низкоуглеродистой стали, сваренном сопротивлением, зерно крупнее, чем в самом металле. Сварка в углеводород
ной среде сопровождается науглероживанием стыка, а на воздухе — обезуглероживанием и скоплением феррита с мелкими окислами. После сварки оплавлением стык углеродистых сталей имеет плохотра - вящийся металл (рис. 52, е), который образуется в результате особых условий деформации и охлаждения расплава и металла, находящегося в двухфазном состоянии.
Быстрая осадка, уменьшая окисление и предупреждая кристаллизацию расплава, способствует хорошему взаимодействию частиц соединяемых поверхностей. Расплав на торцах (рис. 52, в), спрессовываясь, заполняет неровности и, утончаясь, частично вытесняется на поверхность (рис. 52, г, д). С увеличением осадки измельчается зерно стыка и перегретой зоны, растет площадь сварки и дробятся окислы, если они возникли и наклепывается металл. Светлая полоска или скопления карбидов в стыке не ухудшают его прочности, хотя пластичность соединений из-за особых условий его деформации при осадке понижается. Строчечность и другие дефекты стали, мало меняя прочность, заметно понижают пластичность.
Равномерный слой расплава и защитные среды позволяют существенно уменьшить величину осадки. Газовая среда около торцов при интенсивном оплавлении углеродистой стали содержит только 0,3—1% кислорода и 0,5—2% СО и С02. Оплавление в камерах или в электропроводных флюсах уменьшает окисление, однако это усложняет процесс.
При сварке некоторых материалов (например, низкоуглеродистых хромистых сталей с 15—25% Сг) возможны структурные изменения с порчей границ зерен, не устраняемые термообработкой, или насыщение нагретого металла газами. Обычно неблагоприятен как длительный нагрев, снижающий свойства из-за перегрева, так и кратковременный, приводящий к появлению закалочных структур.
Часто у деталей большого компактного сечения перегрев предупреждают охлаждением водой после сварки, а повышение твердости тонких полос замедленным охлаждением.