2.4. Макроструктура сварных соединений

На поперечных макрошлифах видна структура закристаллизовавшегося металла (рис. 15), а также размер области, в которой произошло расплавление и совместная кристаллизация металла свариваемых листов. Можно определить наличие непровара (рис. 15, а) и трещин.

С увеличением тепловой насыщенности режима сварки происходит расплавление металла в большем объеме. На рис. 15, б представлен наиболее оптимальный вариант макроструктуры сварного шва при роликовой сварке. При подводе слишком большого количества тепла область расплава вплотную приближается к поверхности шва (рис. 15, в). Это резко ухудшает свойства шва, т. к. делает возможными выплески металла из-под ролика. На макрошлифе на рис. 40, в видно, что сварная точка состоит из нескольких областей, образуемых прерывистой поэтапной кристаллизацией (в виде колец) или повторным расплавлением металла при последующих импульсах тока.

А)
Б)
В)
Рис. 15. Поперечные макрошлифы сварного шва (роликовая сварка). 10

На макрошлифах сварных соединений выявляется также зона теплового влияния (ЗТВ), в которой происходят структурные изменения в твердом состоянии. В связи с этим, травимость ЗТВ сильно отличается от травимости наплавленного металла и основного сплава. На рис. 16 показано сварное соединение толстых листов двух титановых сплавов ВТ22 и ВТ25У, выполненное электронно-лучевой сваркой (ЭЛС). Зона наплавленного металла имеет столбчатое макростроение, что характерно для большинства сварных соединений так как кристаллизация шва идет при высоких скоростях охлаждения и большом градиенте температур. Зона теплового влияния на рис. 15 состоит из двух участков: темного (сильно травящегося), в котором произошли процессы распада твердого раствора, и светлого (слабо травящегося), в котором произошла частичная закалка сплава.

Рис. 16. Макроструктура сварного соединения двух толстых листов титановых сплавов (электронно-лучевая сварка). 5

На рис. 17 приведена макроструктура поперечного сечения двухстороннего сварного шва, выполненного под флюсом. На макрошлифе можно наблюдать большую ширину ЗТВ и переходной зоны. Это вызвано наложением ЗТВ от первого и второго прохода сварочного электрода. В зоне оплавления сварного шва макроструктура имеет четкую ориентировку в направлении теплоотвода.

Особенностью сварки многих медных сплавов является их повышенная склонность к образованию трещин в литейной и околошовной зоне. При неправильном термическом режиме образования сварного шва, в нем может возникать растрескивание в результате термических напряжений (рис. 18).

Рис. 17. Макрошлиф двухстороннего шва (дуговая сварка под флюсом). 5 (Лямбер Н.)

а) б)

Рис. 45. Трещины в сварном соединении сплава МНАЖМц6-1,5-1-1 при сварке пробы типа "вварыш": а) в корневом шве при сварке в закаленном состоянии без охлаждения; б) в околошовной зоне при сварке в состаренном состоянии с охлаждением (Вайнерман А. Е.)