Скидка на подшипники из наличия!
Новое поступление товара в 2026 году!
Зона термического влияния (ЗТВ) — участок основного металла, прилегающий к сварному шву, который не расплавился, но изменил структуру и свойства под действием сварочного нагрева и последующего охлаждения. Именно в ЗТВ чаще всего зарождаются трещины и наблюдается разупрочнение, поэтому её анализ — обязательная часть оценки качества сварного соединения.
Зона термического влияния — это область основного металла, граничащая со сварочной ванной, в которой металл претерпел структурные и фазовые превращения без перехода в жидкое состояние. Согласно ГОСТ Р ИСО 17659-2009, ЗТВ ограничена линией сплавления со стороны шва и изотермой начала структурных изменений со стороны основного металла.
Для углеродистых и низколегированных сталей внешняя граница ЗТВ приближённо соответствует температуре Ac1 (около 723 °C). Внутри этого интервала металл проходит полный или частичный цикл аустенизации, рекристаллизации и распада, что меняет его микроструктуру, твёрдость и вязкость.
Ключевая особенность: в ЗТВ свойства металла отличаются и от шва, и от исходного основного металла. Это самая «непредсказуемая» зона сварного соединения по механическим характеристикам.
Каждая точка металла рядом со швом проходит свой термический цикл: быстрый нагрев до пиковой температуры, кратковременная выдержка и охлаждение со скоростью, зависящей от теплоотвода. Чем ближе точка к оси шва, тем выше пиковая температура и тем сильнее структурные изменения.
Главный технологический параметр — погонная энергия сварки, Дж/мм:
Q = η · (U · I) / v, где U — напряжение дуги (В), I — сварочный ток (А), v — скорость сварки (мм/с), η — термический КПД процесса (для РДС около 0,7–0,85; для дуговой сварки под флюсом до 0,95; для лазерной — 0,4–0,7).
Для низкоуглеродистых и низколегированных сталей в ЗТВ традиционно выделяют четыре характерных участка, отличающихся пиковой температурой и итоговой микроструктурой. Переключайте вкладки, чтобы изучить каждую подзону.
~1100 °C — Tпл
Прилегает к линии сплавления. Высокие температуры и длительная выдержка приводят к интенсивному росту аустенитного зерна. При быстром охлаждении формируются бейнит и мартенсит, повышается твёрдость, падает ударная вязкость.
Главный риск: зарождение холодных (водородных) трещин. По Lippold — типичная область отказа в конструкционных сталях.
Ac3 (~900 °C) — ~1100 °C
Полная аустенизация без существенного роста зерна. После охлаждения формируется мелкозернистая феррит-перлитная или бейнитная структура.
Свойства: часто превосходят основной металл по прочности и ударной вязкости. Наиболее «благополучная» подзона ЗТВ.
Ac1 (~723 °C) — Ac3 (~900 °C)
Частичная аустенизация: часть феррита превращается в аустенит, остальной металл сохраняет исходную структуру. После охлаждения — смешанная неоднородная структура.
Риск: локальная хрупкость в многопроходных швах, особенно в зоне повторного нагрева предыдущей CGHAZ (так называемая IC CGHAZ).
~500 °C — Ac1 (~723 °C)
Фазовых превращений нет, но идут процессы отпуска, старения и рекристаллизации. Для термоулучшаемых сталей (Q&T) характерно разупрочнение — падение твёрдости и прочности.
Где важно: высокопрочные стали S690/S960, трубы магистральных газопроводов, корпуса судов и сосуды давления.
Значения ориентировочные и зависят от режима, толщины металла и условий охлаждения.
Контроль ЗТВ ведут визуально-измерительным, ультразвуковым, радиографическим методами, а также измерением твёрдости по сечению шва и металлографией шлифов. Уровни качества швов нормируются по ISO 5817, классификация несплошностей — по ISO 6520.
Понимание поведения ЗТВ критично там, где сварные соединения нагружаются циклически или работают в агрессивных средах: магистральные трубопроводы, сосуды давления, мосты, судостроение, оборудование атомной и нефтегазовой отраслей. Расчёт режимов и выбор материалов в этих отраслях фактически проектируется «от ЗТВ»: задача — обеспечить требуемые механические свойства и стойкость к трещинообразованию в самой уязвимой зоне соединения.
Это «прогретая» полоса основного металла рядом со швом, которая не плавилась, но из-за нагрева изменила структуру и свойства.
В ней одновременно действуют структурные превращения, остаточные напряжения и диффузионный водород, что создаёт условия для трещин и снижения вязкости.
Снизить погонную энергию, использовать концентрированные источники тепла (лазер, электронный луч), вести многопроходную сварку с контролем межслойной температуры.
Нет, он назначается по углеродному эквиваленту, толщине и содержанию водорода. Для низкоуглеродистых тонколистовых сталей подогрев обычно не требуется.
Нет. При любом способе сварки плавлением ЗТВ существует. Её можно лишь сузить и улучшить структуру за счёт режимов и термообработки.
Вывод. Зона термического влияния — это технологически неизбежная, но управляемая часть сварного соединения. Её ширина и структура определяются способом сварки, погонной энергией и условиями охлаждения, а свойства напрямую влияют на надёжность конструкции. Грамотный выбор режима, подогрева, сварочных материалов и послесварочной термообработки позволяет сделать ЗТВ предсказуемой по твёрдости, вязкости и стойкости к трещинам.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.