Сварка в машиностроении.Том 1 (1041435), страница 50
Текст из файла (страница 50)
23. Физ44ческие свойства газов Относительная молекулярная масса Плотность прн 0'С и 760 мм рт, ст. !04 Коэффициент теплопроводности, кал/(см ° с 'С Температура кипения, ОС 39,948 4,003 1,008 14,008 15,999 1,7833 0,17847 0,08988 1,251 1,429 1.97/ -185,5 — 268,9 259 — 196 — 183 -78,9 0,378 ° 10-' 3,32 ° ! 0 4 72, 10-4 0,580 ° 10 ' 0,624 .
10-4 0,380 ° 1О 4 дг Не Н (ч О СО, 2,0!6 23,0!6 31,998 44,009 В ряде случаев целесообразно применять смесь инертных газов с активными, чтобы повысить устойчивость дуги, увеличить глубину проплавлення, ч нть формирование шва, уменьшить разбрызгивание, повысить плотность металла шва, воздействовать на перенос металла в дуге, повысить пронзвод те н льность сварки. Существенное значение прн выборе состава защитного газа имеют экономические соображения. Смеси газов. Смесь Аг+ (1 — 5% Ов). Примесь кислорода к аргону понижает критический ток, прн котором капельный перенос металла переходит в струйный, способствует получению более плотного наплавленного металла, улучшает сплав- ление уменьшает подрезы н увеличивает производительность сварки.
Аргонокислородную смесь применяют для сварки ннзкоуглероднстой н легированной стали. Смесь Аг+ (10 — 20о~о~ СОв). Углекислый газ прн сварке малоуглероднстон н ннзкол г р зколегнрованной стали способствует устранению порнстостн в сварных швах; добавка СОв к аргону повышает стабильность дуги н улучшает формнров н а не шва прн сварке тонколнстовой стали. Тройная смесь 75% Аг — 20% СОв — 5% Ов обеспечивает высокую стабнльность дуги с плавящимся электродом прн сварке стали, мнннмальное разбрызгивание металла, хорошее формирование шва, отсутствие пористостн.
Сл!есь Аг+ (10 — 30% 1чв). Добавка Хв к Аг способствует повышению проплавляющей способности дуги. Смесь применяют прн сварке меди, а также аустенитной нержавеющей стали некоторых марок, С сь 80о/7 СО + 20% О, отличается высокой окнслнтельной способностью, месь о в о СО, Смесь благодаря чему увеличивается слой шлака по сравнению со сваркон в СОв, обеспечивает глубокое проплавленне, хорошее формирование шва, минимальное разбрызгивание, высокую плотность металла шва. Ее применяют для сварки малоуглероднстой н ннзколегнрованной стали. Прн отсутствии готовых газовых смесей смешение газов можно осуществлять на сварочном госту по схеме, показанной на рнс.
49. Состав смеси, подаваемой в горелку, регулируется изменением расхода газов, входящих в смесь. Расход каждого газа регулируется отдельным редуктором н измеряется ротаметром типа РС-3. Прн концентрации примешиваемого газа не выше 10% расход его следует измерять ротаметром РС-ЗА с эбонитовым поплавком.
Каждый ротаметр должен быть снабжен графиком «расход — деле- 208 Сварка алавлениея Сварка в заи(игных газах 207 Коэффициент усвоения элементов Сталь Проволока Элемент )гп "го обжив и 0,7! 0,6) 0,87 С Ып 5! Стз 0,6! Олб 0.2 3 Св-08ГС 07 0,5 7.0 С Ып 51 О,оэ 0,64 Орз 0 89 0,92 0,93 0,97 ЗОХГСА 0,70 0,80 0,81 Св-18Х ГСА 0,8 0,0 0,0 СОз = СО+ 1~202; 1/20з+ Ре = — (РеО) -э.
[РеО[; [РеО[+ [С[ = СО+ Ге СОз+ [С[= 2СО 0,7 0,0 О, 0,0 (элементы и соединения в квад Окислительная способность растет с повышением температ 0,5 70 75 гО 25 02,'~. Рис, 53. Влияние состава смеси Аг+ О, на общие коэффициенты )( усвоения легирующих элементов: ! — электрод Св-18ХГСА (Оэ 2 мм, = 260 -а 270 А; (7 = 27 ч- 29 В); св д 2 — электрод Св-08ХГ2СМ (3 1 мм; 7 = 240 . 260 А; о =10 . 16м7ч); св ' '' св 3 — электрод Св.ОЗГСМТ ((р 1,2 мм; 1 = 200 А; (7 = 28 В; о = 18м/ч,' св ' д ' св 0 20 40 ВО ВО 002,% Рнс.
. 51. Ориентировочная схема изме пения состава газа (%), соприкасаю щегося с металлом сварочной ванны, при сварке в СОз 24. Коэффи е фф ци нты усвоения элементо в углекислом газе (о' = 2 мм, ов из проволоки р.„ и из основного металла р, мм, обратная полярность) о При взаимодействии с углеродом образ ется пе аст разуется п~р затвор~~~~ мс галле о ись ратных скобках растворены в металле). углекислого газа по отноше ию ению к угле од т ре кристаллизации реакцн)о окисления углерода можно затормозить за счет добавки к стали элементов раскислителей (81, Мп, Т! А! и др.). > ~ э Для предотвращения образова р р сварке углеродистой и леги- ния рованной стали применяют электр родкислителями: Св-10Х Г2С, Св-08Х Г2СМ, Св-08Х! 4ГТ, Св-08ГСМТ и др.
(по ГОС 48 — 70), В силу различных условий (температуры, поверхности и интенсивности перемешиванйя металла) коэффициент усвоения из проволоки меньше, чем из основного металла (табл. 24). Окислительная способность кислого газа, оцениваемая количе- сть углеством прореагировавшего кислорода, отнесенным к единице метал галла, эквивалентна окислительной с б способности смесей Аг+ 21,5% Оа — в дуге при переходе электродного металла в ванну, Аг+ 11% О, — в сварочной ванне и Аг+ 15,4% О,— в общем процессе, Углекислый газ по сравнению с кислородом более интенсивно окисляет металл в дуге и менее интенсивно в сварочной ванне.
Коэффициент усвоения легирующих элементов плавящихся Р электродов при сварке в смесях Аг+ СО, и Аг + 02 уменьшается при уменьшении содержания Аг (рис. 52 и 53). При сварке в смесях СОз+ Ов коэффициент усвоения элементов уменьшается при увеличении доли О, (рис. 54).
Усвоение швом элементов зависит от режима Рис. 52. Влияние состава смеси Аг+ СО, на общие коэффициенты )с усвоения леги- рующих элементов сварки: с повышением напряжения на дуге и уменьшением тока потери углерода, кремния и марганца увеличиваются. Способы газовой защиты. Сварка со струйной защитой (ива. Эффективность газовой защиты при дуговой сварке зависит от параметров струи, а также от интенсивности воздействия возмущающих факторов. На параметры струи газа влияют конструкция и размеры сопла горелки, расход защитного газа и расположение горелки относительно изделия. Интенсивность воздействия возмущающих факторов обусловливается режимом сварки и потоками окружаю.
щего воздуха. 208 Сварка алавлениел! Сварка в защитных газах !а (з=о,ЗЗ(с 5,8 — — /), Л ) с )и !5 л/нан 0,2 400 ВО 7200 7600 й,л/ц ф перехода элементов от содеррасхода смеси (б). Проволока гт 7о а) Рис. 54. Зависимость коэффициента жания О, в смеси СОз — Оз (а) и Св-18ХГСА внд мм 78 )4 "и нlс Рис. 55.
Схема истечения струи газа из сопла Рис. 56. Зависимость длины начального участка струи от скорости истечения газа 5 )О !5 л/мин Струю защитного газа, истекающую из сопла горелки (рис. 55), можно представить в виде осесимметричного активного газового потока в пассивную (неподвижную) среду (затопленная струя). Потенциальное ядро струи конической формы представляет собой зону 100%-ной концентрации защитного газа, Участок от среза сопла до точки, в которой пограничный слой смыкается, называется начальным. Остальная часть струи, следующая за начальным, называется основным участком стр и, ри степени турбулентности (отношение пульсации скорости к с е ней величине) в = 1 —: 25' ) = —:;о длина начального участка равна четырем диаметрам р т к среднеи сопла.
С увеличением 8 длина начального участка уменьшается. от с На рис. 56 представлена зависимость длины начального участк корости истечения газа, определенная экспериментально с цилиндрическими соплами. Эта зависимость может быть выражена эмпирической формулой ео 1 с(о рг где !(о — диаметр сопла; рг — скорость истечения газа и/с. молиб ен и Защиту сварочной ванны при сварке активных металлов (титан д др.) и сплавов на их основе необходимо осуществлять потенциальным ядром струи.
При сварке неактивных металлов зону сварки можно защищать пограничным слоем струи или ее основным участком. В этом случае атмосфера дуги представляет собой смесь защитного газа с воздухом. ан а, нн При натекании на поверхность свари. ваемого изделия начальный участок струи деформируется. Для ориентировочной оценки диаметра зоны газовой защиты при аргонодуговой сварке можно воспользоваться формулой где ас — диаметр сопла; л — расстояние между соплом и изделием Благодаря деформации струи газа прн натекании на поверхность изделия существенно увеличивается сечение потенциального ядра, что приводит к расширению зоны защиты при расстоянии сопла от изделия, соизмеримом с диаметром сопла.
В реальных условиях сварки струя защитного газа подвергается возмущающему действию дуги и конвективных потоков газа. Поэтому характер газовых струй и их защитные свойства изучают эксперимен. тально с использованием специальных методик. Для большинства случаев сварки с применением защитных сопл диаметром до 20 — 25 мм величина неокисленной зоны катодного распыления может служить Рис. 57. Зависимость диаметра )(и „ неокисленной зоны катод- ного распыления (мм) от расхода аргона (л/мин) при разных сварочных токах: !)! = 76 А; ! = 3 8 с; 2) 1 = 100 А) ! = 2,6 с; 3)) ! = 130 А; ! = 2,1 с. Диаметр сопла 16 мм; расстояиие от сопла до свариваемого изделия 1О мм Рис.
58. Формы 1 — 1/ сопл (а) и соответствующие им неокисленные зоны (1 — 5) катодного распыления (мм) при разных расходах аргона (б), л/мин количественной характеристикой защитных свойств струи аргона. На рис, 57 показана зависимость величины неокисленной зоны катодного распыления от расхода аргона при разных сварочных токах. Сравнительные данные защитных свойств струи при разных формах сопл приведены на рис. 58. Наихудшими свойствами обладают диффузорные сопла 1; пониженные защитные свойства и у конфузорных сопл 11, П1, а цилиндрические сопла 117 и У способствуют образованию на стенках ламинарного слоя, который 211 Сварка в заи(игных газах 210 Сварка плавлением Уо, и/с Вкз, им 15 1Ц 100 57 Л 5 В, приап Рис 61 Номограмма необходимого расхода при сварке на ветру ЮО Юг Ю4 7' 77в, и7с 25.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
