Якушин Б.Ф. - Физико-химические и металлургические процессы в металлах при сварке (1043835), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Посторонние включения заменю уменьшают коррозяон' ную стойкость металла шва. Однако субмикроскопические включения, равномерно распределеннме в металле (например, ТКц, А)2ОЗ), могут быть полезными, если они изоморфны с расплавом и становятса дополнительными центрами кристаллшацнн, что способствует измельчению структуры металла шш. 9.11Э. Лнквацноннан неоднородность в ьыталле шва Лвквацией называется возникавяцее при неравновесной крисшллиюцин неравномерное распределение элементов, химических соединений я лругих пхтавляюших в металле.
Она когпролируется диффузией в жидкой фазе. К числу сильно ликвирующих элементов относятся кислород, утлерол, сера и фосфор. 1 '88 В металле шаа наблюлаипся пренмушесиенно лва вида ликввции — дендритная и зональная. В свою очередь, леилритная ликва. ция может быль двух видов: внутри- и межкристаюпппая.
Природа виугрикрнсталлитпой ликпщпи шимана с наличием у сплава температурного интервала кристаллизации и с различной лля центральной н периферийной частей кристалла степенью обогащения ликвнрующей примесью. В первую очередь кристаллизуется металл вдоль осей будущих кристаллов, он содержит минимальное количеспю примесей и близок по сосшву к исходному. Прн снижении температуры оси будущих кристаллов обрастают кристаллизуюшимся металлом, н эпэ участки постепенно обогащаются примесями, которые особенно сюгьно насыщшот последние порции крнсшллизуюшегося металла. Межкригшадплпггоя ликааиия является результатом оттеснения к границам растущих кристаллов различных легкоплавких зв.
тектик и примесей, созшинцих межкрнстюшнтные прослойки. Особую опасность предсташшют располагающиеся здесь легкоплавкие звтектики типа сернистых и силикатных, вызывающие горячие микротрешины, ?опальная ликашлы вызывается неодновреыенной кристаллизацией периферийной и цшпральной частей шва.
По мере роста кристаллитов остжощакся жилкосзь оттесняется в центральную область шва н оказывается наиболее загрязненной разлнчнымн вреднылзи примесями. Эпж участок шва называют зоной кслабиныв. Она выявляегся прн ударной нагрузке. Весьма заметна зональная ликвашш в однослойных швах большого сечения в пббоких сварочных ваннах, где возникаю плоская схема кристаллизации (см. рис. 932). Ликвация в сварных швах (особенно зональная н межкрнсталлитная дендритная) шппквет механические свойспю металла, так как ослабляет связь между крисгаллитами, и служит одной из причин появления кристаллизашюннык трещин.
Для уменьшения химической неоднородности и повышения стойкости металла к образованию крисшллизационных трещин следует оптимизировать соотношение между глубиной Н и шириной В сварочной евины. Коэффициент формы ванны зависит от многих факторов — способа и режима сварки, состава металла, сварочных матернпчов и т л. Узкая глубокая сварочная ванна (зу < 2) создает неблагоприятную схему кристаллизации ме- телла, когда криставлм, растущие цо нормали к поверхности ох- лажле ния, срастаются псрелними гранями в центральной части шва.
1, Пол действием камы сил осуществляется псрсюк элппродиого мегвалв в сварочную ванну? 2. Назовите впдм переноса ыектролного металла через луговец пронек?ток. 3. От каких факторов зависит размер элскгролных капель? 4. Что влияет иа вреьм существования квоель? 5. К чему привалит диссоппщия в зоне столба дуги? 6. Каков мехшинч насыщения жидкого металла газами? 7.
В чем проявляется различнсс вапэипе азота и кислорода ва свойства спши? 8. Как влияет водород иа свойспы силн? 9. Квк влммт окисление углерода иа свойства металла вма. пвяэ 18. Назовите требования к сварочным флюсам. шлаков? !! . Нв чем основаны молекулярная и воины теории шлаков, 12. Как опеиивают кж:лотиесть лли асновиосзь шпаков? ! 3. В чем различие «длинпыхэ и «короткихэ шлаков. ? !4. упеките главные комгюневты, вхпзяшие в сосмв свцкэввях фаюпзь 15.
Назовите три основные системы сввречлых флюсов. 16. Перечислите мепьэлургпчеакие фуиьппи шлаков. 17. Что такое коэффициент зффекпгвносги массообменв в «ак его определяют? 18. Назовите виды раскислительных процессов прн сварке. 19. Почему обычно прпменжст несколько рвскисзппелсй? 20. Каков механизм диффузионного рыквсаевия стали шлаком".
21. Как лепгруют металл шва? 22. Что такое коэффициент перехола элемсию? 23. Каков механизм уменьшения в стали серы н фосфора? 24. Каков механизм возникновения лор в металле шва? 25. Какие пззы могут быль причиной лорпсюстл сварных юноа? 26. Каковы причины образования пшаковмх попечений в мемлле шва? 27. Что усиливаег лаквашло и как опв мигает вв качество мезыыа шва? 470 Глава 19. ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ СВАРКЕ ПЛАВЛЕНИЕМ В ланной главе рассмотрены щти реалцыцни метаэчургических процессов: раскисленив, легировапия, рафинирования и молцфицировэиня прн основных спопзбах сварки плавлением, отянчшощнхся мстолами ыщнтм сварочной ванны ат возлушной орели.
Сварка шивлением являегая вькокотемпературиым проиессом, прн котором возможны существенные изменения сесина мещллв сварного соединения (следовательио, л ега механических свойсш) в результате взаимодсйсшня с окружшощей средой. Мепшлы, имеющие высокую химическую экпшность, при кангак)с с атмосферой могут аб. разовывэть оксилы, интрцны и п)д)иды, а прн каитлпе с флюсомтсрн)ь псиные легирующне элементы, Скорость химических реакций и диффуиюииых процессов црл температурах сварочного цикла настолько высока, что люке за малмй гзромежучон времени могут произойти существенные и иежевательнме нэмененна состава мешллэ шва. Широкое применение сварки в различных отраслях промышлеииасп), строитачьстнн н трннспортз стала вазмОншым только тогда, когда были разработаны надежные сшкобм сохранения евойспг мсгэллав сварных конструкций.
Современные физические и физнко-химические меюды защиты металла при сварке плавлением приведены иа рис. 10.! (нэ примере луговой сварки). Они реализуются в различных сочетаниях при всех способах сварки плавлением, известных в насгшпцее время. Широко прнмеиянпея четыре основных вида защиты металла в зоне сварки; !) шлаковая защита; 2) газовая зшцнта! 3) вакуумная защита; 4) ппошлаковая защита. 10Л.
Шллковпп зашита ири дуговой сварке иад флюсом 10.12К Формирование щлаканей защиты сварочной анины прн дуговой спарке Шлаковая защита сварочной ванин реализуется при мноматической и механизированной луговой сварке асн слоем флкюа (рис. !0.2), а также при зле«трошяаковой сварке. Электрический дуговой разряд, возинкмощнй между дещлыо н электродной проволокой, перемещаемой вдоль сеернваамого шва механическим устройством, поддерживается в замкнутой полости под расшшвленным флюсом и флнюам в вязком полужилком соспжинн.
Образуемые рнс. ) 0.1. Су~лествуюнше мепчиг зэшнтм меш.'снэ пргг луювоп сшргм при этом газы дуговой кгмосферы — пары мешлла и компонентов флюса — саздшот давление внутри флюсоаой полости выше, чем давление окружающей атмосферы. Это обеспечивает защиту зоны сварнвания от воздуха. Кроме того, в месшх конгшсга жидкого флака с металлом электрода и сварочной ванны происхолят все основные реакции металлург ичее них щюцсссов раскисления, лепгронания, рафинирования.
Продукты этих реакций, не растворимые в металле, имеют меньшую шнпиость. абьединшатсв с расплавленным флюсам в лепсоплавкие комплексы — шлаки, которые сосредоточиваются над аиды!и металлом ванны и после шгаср. деваиня легко отлелюотся от мс- 4 таяла шеа. Дуговая сварка под 5 флюсом обеспечивает хорошее 6 формирование геометрии сварно. ) В 7 го шва и высокое качество метал. ла Она применима лля большинРнс. 10.2. Схема фкккозой защи- став конструкшюнных сплавов иа ты металла при сварке: основе железа, никеля, мели, ти- à — сыриыемиа иетаээг а — «олма- тана н алюминия.
ыхе р«ьяхх; 3 — здекпюж 4 схеа Однако лля получения свар- г«с" ,а яФ 6' 7 ных дн й касеэрачкэя ыииэ: З вЂ” лэгз з гэзавоа ства нз разднчных сталей и сплавов необходнм обоснованный выбор составов сварочного флюса, электродной проволоки н режимов сварки. Изучение закономерностей их взаимодействия позвоамт осуществлять прогнозирование и управление ходом металлургических процессов при сварке. 10.! 2. Сивсвбы изготовлении сварочных фэгюсвв При механизированной дуговой сварке под флюсом используются различные флюсы: — шювленые, получаемые сплавленнем вхолящнх в них компонентов в электрических или пламенных печах и последующим — керамические, получаемые гранулировинием сырой массы тоикоизмельченных компонентов, соединенных между собой жидким стеклом.
В отличие от плавленых флюсов керамические флюсы могут содержать металлические порошки-раскислнтели и лети ющие компа неиты, так как в пргижссе имотовлеиия керамические флю- и легирующие сы (предложенные впервые К.К. Хреновым) ие иодвергвигтся нагреву до высокой температуры и расплавлению. Наибги аибгиьшее распространение в производстве получили гма«- мышленных масштабак. Плавленыс флюсы по своему составу и назначению делятся на кремнемаргапцевые, предназначенные дхя 472 сварки низколегированных сталей различных марок, и фторилиые, ь предназначенные для сварки высоколецгрованных силей, титановых сплавов и других активных металлов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
