Якушин Б.Ф. - Физико-химические и металлургические процессы в металлах при сварке (1043835), страница 39
Текст из файла (страница 39)
Для полаеления врелного влияния серы н фосфора во флюсы (например Р-624) лалжно содержаться много МпО (8...!!%), очищенного от фосфора и серы, К таким флюсам относится плющеиме флюсы ОФ-6М, ОФ-6, Р-624, Р.402, АН-26С, АН-! 8, ФЦ-! 7, ФЦ-1Я. Возмщкно также применение керамических флюсов, нзгспоелеиньж из порошков: СаО, Сарз, М80, ферросплавое (раскнсщпелей н лепгрукнцнх элементов, скрепленных жидким сюююм). К ним относятся керамнчеакие флюсы 8Р8/375, АНК-45, ФЦК и ФЦК-С. Флюсы ллн сварки никеля и его сплавов. Основные проблемм сварки этих сплавов связаны с нх большой чувстюпельностью к вредным примесям серы и фосфора, растворенным газам, которые вызывают образование пар н горячих трещин. Поэтому ахтнвпые плавленые флюсы непригодны для сварки никеля НП-1, НП-2 и его сплавов типа ХН77ТЮ.
Положительные результаты получены при дуговой сварке пол фторилным и аысокаосновным фликом АНФ-5 иа базе Саут-)сар, имеющим температуру плавления ! 223...!423 К и оказывюошим молифицирующее лействие натрием. Эффективен тюаке флюс ИМЕТФ на базе Сарг-ВаС12 с добавками фторнлов Иар и бгрз. Флюс АНФ-22 позволяет легировать пюв бором до 0,6 %„ что прелотврашаст обраювание горячих трещин. Возможно щшмснение керамических флюсов ФЦК, а .шкже ЖН-1, который лепгрует металл шва элементами Мп, Т) и А! и обеспечивает его раскисленне, рафинирование и молифипированне. Флюсы для сваркм меди н медных сплавов. Главное достоинатво меди — сочетание хорошей электропроволнасти, теплопроводностн и высокой коррозиониой стойкости.
Сохранение чистоты меди а швах необходимо дяя обеспечения указанного комплекса ее свойств. 48Я При окислении мели образуется СпзО, ие растворимый в тавр. лей меди, но растворимый в жилкой меди с образованием экпнггики при 0,30 % Оз. Прн крнсталлнэации СцзО происхолат следующие (маклин: С зо Нз 2С +Нзо; (!0.! 1! СизО ь СО = 2Сц + СОз, Н032) Отсюда слелует, по обрюование паров воды и углекислого газа которые ие могут вылелиться пз мепшла диффузионным путем, мгокег привести к обраюааишо пор и трещин (кводороднав болезньа мели). Вследствие малой химической активности меди и ряда се сплавов при сварке применяют слелующие станлартные плавленые флюсы: ОСИ 45, АН-343, АН.60, ФЦ-10, АН-26, АН-22, АН-20, разработанные для омркн сталей. При сварке меди пол рассмотренными выше активнмми плавлеными флюсами возможно протеканне реакций типа (рсО) ь 2Оз = [СвзО] + Ре.
В результате этих реакций жинпкаот лругие окснды: МпО, БЩ А!з03. Поэтому лля сохранения в пше чиспзтм меди применяют низкокремнистые флюсы АН-20 с содержанием РИОз 5 21 Уи а таске специыжиые флккы ляя мели АНМ-1, АНМ-2 н электродную проволоку из бсскислородной меди М( илн МБ. Для сварки листов меди большой толщины примсиается флюс АН-26.
Если допустимо снижение эвекзропроаолности и теплопроводиостн мели, то применяют бронзовую проволоку БРХ07 и др., которме обеспечивают равнопрочность метюша шва с основным мстачзгом. Для сварки латуней (Со + 2п) прнмеюпог флюсы АН-20, АНФ-5 и МАТИ-53, ФУ-10, Для сварки меди применяют таске специальные керамические флаки ЖМ-! и К-13МВТУ. Н)лаковая система флюса ЖМ-1 включает: СаО-5!Ог-А11Оз-Сарг с лобавкой раскислителей: углерола и буры (НазнеОз . МйО).
Роль углерола состоит в превращении окислителя СОз в газовой среде в жхстаиовительный газ СО по реакции С + СОз = 2СО. Флюсы для сварки титана н ыьчавов на его осногм. Титан обладает шсьма высокой хиыичсской активностью и при нагревании акпшно взаимолействуег с Оз, Нж Нз, С.
Основная проблема саариваемосги Т( и его сплавов самана с получением плытичных сварных соелинений. Потеря пяасгнчности — результат огрицатеяь- ивина растворенных газов, примесей и струатурных превращений, поскольку титан обладает полиморфизмом, Окисление титана начиивепм при нагреве выше 700 К. До ягой теыперагурм он защищен оксидно.ннтридной пленкой, которая имеет аналоп~чную структуру и прочно удержннаеия на поверхности.
Совместное лейсзвие кислорода, углерода н азота иа свойства мегюпкз шва определжот эквивалентом кислорода [О)ж„.= [О] + 2[И] з 273[с], (ПМ3) который входит в формулу лля определения тверлости НВ = 40+ 310[О] (10.!4) Главное требование, предъявяяемое к флюсам — надежная защита ог нэздуха н загрязнений компонеевми шлака. Этому требованию удовлспюряют бескислородные флюсы на основе фторндов н хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов: АНТ-1, АНТ-3 (см, табл, 10.1), а также АНТ-5 и АНТ-7 (последний применяется даа сварки лстелей толщиной до 40 мм при большой сгае тока).
Олиако уларная жпкость швов при сварке пол флюсом не досппвет значений, поаучвемых при сварке в аргоне неплавяшимсл электрадом. Ещме эффективна комбинированная флюсогазоюя зашита. Флюсы ллн сварки авюмннив и его сплавов. Плаввенмс флюсы лля сварки алюминия состоят из хлорндов и фторилов щелочных н щелочно-земельных металлов. Вследствие высокой электропроволиости расплавленный флюс АН-А! и лругие шунтируют хуту, *по препятствует ее устойчивому горению.
Сварка всдегса по слою флюса полуоткрытой дугой. Для сварки самых распространенных ыгюминневых сплавов, легированных магнием, флюсы АН-А1 н УФОК-А! непригодны, так как натрий нз флюса частично восстанавливается мж.пнем и поступает в шов, вызынав образование пор, горячих трещин и снижая пластичность металла. Для сварки этих сплавов применяют флюсы МАТИ-10 и 48-АФ-! иа основе ВаС17-КС!. Керамические флюсы для сварки алюминия (например, ЖА-64) позволяют вьпюлюпь сварку закрытой дугой. Они содержат повышенное количество крнолита, снижающего электропроводность распяава. 10.1.0.
Осебевностн металлургических процщсов при звектропглаковой сварке и переплаве металлов Электрошлаковая сварка, разработанная в Институте электросварки им. Е.О. Патона, первоначально использовалась только ляя сварки стальнмх конструкций большой толщины (станины прес- 49! В настоящее время этот мегол сварки получил широкое прн менение при изготовлении конструкций нз ннзкоуглероднстых и низколегированных сталей с высоким качеством сварных соединений. В последние годы разработаны способы газовой зашиты с применением различных газовмк смесей (Аг + Не, Аг + Оэ, Аг + + СОэ, СОэ + Оэ и др.), что расширяет сварочно-технологические и металлургические возмоююстн данного могола сварки. Наиболее широко применвют струйную шшнту.
Более качественную заглнту обеспечивают камеры с контрвтируемой атмоорерой, К газовой защите можно тыоке отнести вакуумную защиту, которая используется при дуговой и электронно-лучевой сварке высокоактивных металлов (титан. цирконий. моаиблеи и т. л.). Н82й.ф рмнрш,г„е * й«уй Сварку в струе защитного газа осушесгшшют с помощью специальной сварочной горелки, полающей в зону сварки звплгпзый газ н электродную проволоку.
Схема процесса предспшлена на рис. 10.11. С помогцью сана создается поток защитного газзл омываюшкй зону дуплюго разряда и вытесняющий нз зоны сварки вошушную атмосферу (Хз, Оз). Качество сварных швов зависит не только от чистоты, )и, но и от расхода вщнтного газа и характе- 4 ра его истечения из сопла под небольшим ооо 5 давлением, обеспечнвакюшм спокойное (ламинарное) истечение, без завихрений. 2, б Приюпо различать автоматическую и 1 механвзнрованн)эо свцжу а шпнптвш газе.
В последнем случае сварочный инструмент, т. е. горелик перемешается рукой Рве. 1В.П. Схема струй- ется по гибкому шлангу с помощью от.- дельно установленного механизма в го- таила при сварке; репку. Механизированная сварка в г — оолоолоа илмрллл; э— защитных газах имеет наиболее широкое сччч ммдплле глз»; 5— применение цри проведении сшрочных голололюжл-оммо Ф'Р работ в сулостроении, строгпельстве, ко- мли 5 — электрод; б гда невозможно истюльэовать сварочные дуол; 5 — оллролллл ванна; автоматы. 8 — мол 10.2.2.
Мезпллургичаскне процессы прн сварка стаэмй в струе СОз Упмкпслый гаэ СОэ обладает молекулярной массой 44 н плотностью 1,96 кг)мз, поэтому он хорошо вытесняет воздух, плотность которого ниже (1,29 кто ). Поставляют углекислый газ в баллонах или контейнерах, где он накопится в жидком состоянии, так как переход из жидкого в газообразное состояние происходит при следующих критических параметрах ганн Т, -- 304 К, Р„= = 7,887 МПа. Для сварки примеюпот углекисдый газ с поннженнмм содержанием вредных примесей — кислорода, азота, оксида углерода, виги — в соатветствии с ГОСТ 8050-74, т.
е, отличающийся от пищевого СОэ. Углекислый газ в области высоких температур днссоцнирует на СО н Оэ. Нв этот процесс расходуется часть тепловой эиерпги Д дугового разряда: 2СО, 1=»СО -Оз-(7. (!0.15) Рост константы равновесия процесса лнссопнацин при повышении температуры следует из рис. 9.3. В условиях высоких и быстромеиающихся температур прн сварке состав продуктов лиссоциацни СОэ в разных точках дугового Разряла будет изменяться Т На рис.
10.12 приведена схема- 00 оэл тическая диаграмма распределения температуры и концентраций газов вдоль оси сварного я 7 СО шва при движении сварочной пищали с постоянной скоро- Оз сп го вол. СО В точке О на осн столба дуги происходят резкое повышенле бч -х температуры и диссоциация СОэ. С каплями электродного металла, проходящими через лУговой промежУток, бУдщ со рис. 1В.Ш. В*мене не т пера атМОСФС(М Сеетед рм и мзицевзрации СО, Стзл и Ол Шая из 66,6% СО и 33,3 % (~. ерисваркеаугдмокдомвие По отношению к металлу она окислительнаж 2регОЭ ря2реО.
(10.16) Поэтому СОЭ называет активным защитным газом. Он защищает зону дуги от компонентов воздуха н прежде всего от азота и водорода, Но в то же время большая концентрация СО будет тормозить этот процесс и, кроме того, задерживать окисление углерода силн (находящепюя в соединении РМС), слвигая реакцию вящо: [реэс[ г [реО) кя яре+ сО Т. (! 0.17) Однако чтобы предотвратить окисление мезвлла значительным кш7ичес7вом кнслоролд, образукяпегосв в атмосфере дуги, необходим дополнительный ввод в сварочную проволоку рщкислитщерс Обычно применяют кремний (около 1 %) и марганец (около 2 %).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
