Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 41
Текст из файла (страница 41)
Ее дно покрыто жидкой прослойкой, а на боковых стенках силами поверхностного натяжения удерживается тонкая пленка расплавленного металла. Канавка по ходу сварки заполняется расплавом, поступающим из головной части, который сливается с жидкой прослойкой и пленкой. При слиянии происходит сближение атомов до расстояния, прн котором появляются атомно-молекулярные связи между расположенными на пограничных поверхностях элементарными частицами, Происходит собственно сварка.
По мере формирования сварочной ванны дуга, а вместе с ней и температурное поле перемещаются вдоль подлежащих сварке кромок с заданной скоростью. Перемещение дуги при автоматической сварке осуществляется при помощи тележки 11 (см. рис. 24) или устройства, передвигающегося по специальным расположенным вне сварочного изделия путям; трактора для дуговой сварки, перемещающегося по свариваемому изделию или передвижения изделия. Линейная скорость перемещения дуги при выполнении шва постоянна или изменяется по определенной зависимости. При полуавтоматической сварке перемещение дуги вдоль соединяемых кромок осуществляется рукой рабочего или простейшим приводимым в движение от руки приспособлением.
По мере удаления источника нагрева отвод теплоты от сварочной ванны в основной металл и атмосферу приводит к снижению температуры расплава и его затвердеванию. Формирование кристаллитов начинается от частично оплавленных зерен основного металла или кристаллитов ранее застывшего участка шва. образующих границу ванны. Крнсталлиты растут в направлении теплоотвода нормально к поверхности затвердевання. Скорость кристаллизации изменяется от нуля на границе сплавлення до скорости перемещения дуги на оси шва в хвостовой части ванны. Образовавшийся в результате кристаллизации шов 12 имеет литую столбчатую (дендритную) структуру.
Он соединяет в единое монолитное целое ранее разобщенные детали. Ширина шва соответствует ширине сварочной ванны в самом широком месте. Глубина проплавления равна глубине канавки. Рядом со швом располагается зона 18 термического влияния. Здесь, как при всех видах сварки плавлением, наблюдается изменение свойств основного металла по сравнению с исходным состоянием. Поверхность шва покрыта шлаковой коркой 14, удаляемой после остывания металла. Иногда, особенно при сварке первого слоя в узкую разделку, наблюдается плохая отделимость шлаковой корки. На образование корки расходуется до 25% флюса, составляющего защитный слой. Неиспользованный флюс через шланг 1Б возвращается в флюсоаппарат и может быть использован повторно.
При сварке под флюсом, как и при других дуговых процессах, выделяется некоторое количество вредных газов и аэрозолей. Строение сварного соединения. Процесс сварки под флюсом завершается формированием неразъемных стыковых, тавровых, нахлесточных, бортовых, угловых и других соединений. Они образуются с помощью угловых и стыковых швов. Сварное соединение должно отвечать комплексу требований, обеспе- йздмила вага Рис. 26 чивающнх работоспособность данной конструкции в условиях эксплуатации. Эти требования устанавливают индивидуально.
Схема стыкового сварного соединения с односторонним однослойным швом в состоянии после сварки показана на рис. 26. Строение соединения с однослойным угловым швом принципиально не отличается от приведенной схемы. М е т а л л ш в а простирается до условной границы сплавления, определяющей положение воображаемой поверхности раздела между основным, подвергшимся термодеформационным воздействиям металлом и металлом шва.
Шов имеет литую структуру. Механические свойства, конфигурация и размеры шва зависят от состава и свойств основного металла и сварочных материалов, от режима сварки и конструкции соединения. Механические свойства металла шва определяются его структурой, зависящей от химического состава и скорости остывания металла, характера и величины пластической деформации, претерпеваемой им в процессе формирования сварного соединения. 172 173 Сварка плавлением Сварка под флюсом храняется выше исходного количества, КоэФфициент усв ое ни я, еь определяемого содержанием их в основном и присадочном металлах и долями их участия. Влияние электролиза на состав расплава при сварке под флюсом не имеет практического значения. АС ~ ЛР ЬМп ~ ЛЗ! +0,18 — ' +0,18 — ' — 0,028-'- +0,008-'- +0,28 1 +0,20 — 0,085 ~ +0,011 Средние значения О коэффициенте усвоения, определяю- щем переход данного элемента из шла- ка в сварочную ванну (+) или из сварочной ванны в шлак ( †), можно судить по экспериментальным данным, приведенных| в табл.
7, При стандартном плавленом флюсе -1-0,20 ~ +0,15 ~ — 0,08! ~ — 0,009 'з для других флюсов коэффициент также определяют опытным путем. достигается лишь незначительное леги- рование марганцем и кремнием, небольшой угар углерода и переход в ванну фосфора. Более значительное и многокомпопентпое легирование обеспечивается шва с при применении агломерированных флюсов. Содержание элементов в достаточной для многих практических целей точностью может быть определено расчетом из зависимости Я ]= Кпр [!спр]+(1 — !'пр] Яо]+~И, где !спр — аналитическое содержание элемента в присадочном металле,%; )~п доля участия присадочного металла в металле шва,' Я вЂ” аналитическое содер- жание элемента в основном металла, ~4; М вЂ” коэффициент усвоения.
П п исв риведенные данные свидетельствуют о том что легирование мета . лла шва что ши р арке под флюсом достигается за счет основного металла проволоки ф фл, ° и флюса, вести о шире возможностей, существующих при сварке в защитных газах.
Об х. щеиз- вается , что при легировании сварочной ванны через флюс несколько у содержание в неи кислорода. Кроме того, наблюдается некоторая неодно- родность распределения легирующих по сечению шва в результате колебаний режима сварки и затухания конвективных потоков в хвостовой части ванны, что опыт э ухудшает условия перемешивания расплава. Однако, как показал много й ксплуатации большого числа весьма ответственных конструкций летии товлен рукций, изго- оноо ных из низкоуглеродистой и низколегированной стали хймичес а ва д р дность металла шва, вызванная легированием его через флюс не ются на их эксплуатационной стабильности.
В сварочной ванне при сварке Х имический состав металла шва зависит от доли участия основного и присадочного металла и от взаимодействия расплава с газовой и шлаковой фазами. Желаемого состава металла шва достигают путем введения в сварочную ванну полезных компонентов из основного и электродного металла и флюса и уменьшения содержания в ней загрязнений за счет снижения их в основном металле сварочной проволоки и флюсе и металлургической обработки жидкого металла в процессе сварки. Ход металлургических процессов„протекающих при сварке флюсо П ф м, оказывает существенное влияние на качество сварного соедине йод ри сварке стали под флюсами типа АН-348-А или ОСЦ45 в высокотемпераэн оте турной части сварочной ванны протекают восстановительно-окислител ьные д рмические реакции.
В результате этих реакций в жидком металле идет накопление марганца, кремния и закисн железа и уменьшается содержание углерода. Интенсивность протекания реакции определяется режимом сварки и составом и характером флюса. В низкотемпературной части марганец и кремний, находящиеся в расплаве, действуют как раскислители и в виде окислов переходят в шлак. Однако, так как длительность взаимодействия металла и шлака при сварке под флюсом невелика (от 10 с до 1 мин), т.
коэффициенты усвоения для флюса равновесия системы металл— Ай-848-Ае1 при сварке иизкоуглеро— шлак тых кон укциоиных алей не достигается, и содержание марганнизкоуглеродистымн сварочными ца и кремния в металле сварочной проволоками ванны (а следовательно, и в шве) со- под флюсом имеются неметаллические включения различного происхождения. Следует различать оксидные, нитридные, сульфидные и фосфоросоединяющие включения.
Эти включения существенно влияют на ударную вязкость металла шва и на стойкость его против крвсталлизационных трещин. Интенсивность влияния неметаллическнх включений на качество шва зависит от их формы, размеров и расположения. В металле шва особо следует выделить расположенный вдоль границы сплавления микроучасток интенсивной диффузии (участок 1 — 1 на рис.
26), характеризующийся резкой химической неоднородностью, возникающей, с одной стороны, вследствие интенсивного протекания диффузионных процессов и, с другой стороны, в связи с плохим перемешиванием пограничного слоя с основной массой сварочной ванны. Наличие его не связано со спецификой процесса и типично для всех разновидностей дуговой сварки. Изменение скорости остывання металла шва в интервале температур наименьшей устойчивости аустенита приводит при сварке низкоуглеродистой стали к изменению количества и строения перлитной фазы, и при сварке низко- бп кгс/них хч1 l Урыинчше Снврввть всп~ы8аная Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
