Неоднородность металла сварного соединения

Существенно более химически неоднороден металл сварного соединения в узеньком участке поблизости границы сплавления. Тут наблюдается диффузионное проникновение неких частей из расплавленного металла сварочной ванны в жесткий основной металл. Ширина зоны диффузионного проникания может достигать 0,1 …0,4 мм. Дополнительное изменение состава в этом участке может быть вызвано плавлением металла по границам зернышек, выходящих к сварочной ванне, и проникновением по этим расплавленным каналам металла сварочной ванны в основной металл.

Другая причина неоднородности металла поблизости границы сплавления — диффузия частей из жесткой фазы в водянистую. Большая часть легирующих добавок и примесей лучше растворяется в водянистом металле, чем в жестком. Контакт водянистого металла с жестким содействует перемещению легирующих добавок и установлению профиля концентрации, соответственного сбалансированному состоянию. В процессе остывания после полного затвердевания сварочной ванны может быть некое диффузионное выравнивание состава в этом участке (штриховая линия). Таковой нрав перераспределения примеси у границы сплавления отмечен при сварке сталей, где в сварочную ванну передвигаются сера, фосфор, углерод; при сварке меди, где может быть обогащение сварочной ванны кислородом, поступившим из основного металла. При сварке металлов и сплавов, владеющих полиморфными превращениями, в зонах сварочного нагрева образуются участки с различным фазовым составом. Такие перевоплощения наблюдаются, к примеру, при сварке низкоуглеродистых сталей и сплавов титана.

Низкоуглеродистые стали (содержание углерода до 0,25 вес. %) владеют полиморфизмом. В начальном состоянии (нормализованном) сталь представляет собой смесь зернышек феррита (a-Fe) с кристаллической решеткой в виде объемно центрированного куба и перлита (смесь, состоящая из кристаллов a-Fe и цементита Fe3C). При нагреве стали выше 723 °С (обозначение этой температуры при нагреве — Агь при охлаждении — Acj) начинается перевоплощение этой консистенции в аустенит (раствор углерода в y-Fe, имеющем решетку в виде гранецентрированного куба). При температурах Аг2 (Ас2) процесс завершается (= 880°С), т.е. структура стали становится стопроцентно аустенитной. При нагреве выше 1100°С аустенитное зерно активно вырастает и сталь, подогретая выше этой температуры, имеет структуру перегрева.