Якушин Б.Ф. - Физико-химические и металлургические процессы в металлах при сварке (1043835), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Поэтому лля плазмы в инертных газах следует принять длину свободного пробега электронов равной (2,23) Л!ил„. 53 соответствующей медленно движущемуся электрону, и размерами атома создаются условия длн почти беспрепятственного драхож- условиях непоаоротных стыков труб из нсшкаливающнхся, низкоупжролистых и низколегированных сталей. Наплавленный металл соответствует типам Э42 и Э46 (табл.
10.7). В таком металле, не склонном к закалке, волорол не опасен, так как в процшсе вылеживания выходит йз металла по диффузной" г н-- г механизму. ! 05.6. Сравинтельнью характеристики защитных свейстн некрмтий Нз сравнениа количества Нь Хь Оз в наплавленном металле следует (см. табл. 10.6), что главным критерием качеспж гаювой защиты путем вышснеиия воздуха является количество аюта в шве, содержание кото наково, в 5 з бо второго для всех электродов практически од- нстержне. ра больше, чем в соответстауюшем элеатро еатродиом Основное различие защитных аюйств покрытий заключается в получсйнй рлэйого содержаййя водорода я шве. Тм, а результше каи> те протекания реакции Н20 с Сарз и Б!Оз выделяются фтор и Бзрс, которые связывают водород в нера .
„имое нера . „имое сосдипроцессу при применении покрытия Б содержание вспорола в наплавках в 7-9 з мены ра не, чем при применении электролов с лргими покрытиями. у Е~це одно преимущество покрытия Б - малое количество раскислитслей, что ззсаволяет получать чисплй (по по шлаковым вклюиям металл шва, обладающий высокой ударной вязкостью н ытие Б хладностойксстью (см. Рис, 10.20). Это позволя позволяет применять покрытие для сварки воск высоколегированных спшей, сод щихх ом,титан и р, другие акпшно окнсляющиеся шементы. х спш, содержа- К недостаткам покрытия Б следует отнести науглероживанне шва при сварке коррозионно-сюйких сталей, в которых углерод предела растворимости (0,02..
0,03 56). Другим недостатк едостатком пол чувствнтельносш к влаге. Ржавчине, вызывающей обрюование пор„а также непригодность к сварке переменным отрицательно заряженный ной. Он связывает поло тельно за женные ионы в пе вязыааег положительно за ы в пейтрвчьные мспекулм, нс способные переносить вязыааег поло тельно заряэлекгрнческие авралы в луге. Более текнологич о огичны электроды с рутиловым покрытием Р. Олнако они ограничены по назначение: пригодны лишь для сварки 520 низколегированных сталей, лля которых временем выплясе содержание волорола не опасно блшодаря отсутствию зон с закаленными структурами, гле волорол усиливает склонность к холодным трепшиаы. Важные показатели качества металла сварных циюв — содержание газов и неметаллических включений, шйшюших на прочно- стные свойства сварных соединений. В табл.
10.6 представлены данные сравнительной оценки рассмотренных групп элехтродйых покрытий по содержанию в мещлле газов н шлаковых включений. Как следует из табл. 10.6, электроды с основным покрытием Б имеют существенные преимущеспш по содержанию водорода, а также других газов и включений перед другами покрытиями Поэтому электроды с покрмтием Б рекомсилуются лля сварки ответственных конструкднй нэ сталей повыпзенной прочности (о„> > 500 МПа), работающих при низких температурах и уларных нагрузках.
Металлургические процессы при сварке электролами сильно зависят от характера переноса электродного металла„что, в свою очередь, зависит от плоиеютн тока на электроде. Прн малых плотиостах тока капли электродного металла крупные, долго находятся на торце электрода и при коротком замыкании между каплей и сварочной ванной переходят в нее лишь частично (40...30 56 обье- ма капли). Разрыв металлического «мостнкав сопровождается раз брызгиванием.
При большик плотностях тока (800...1000 А на 1 мм диаметра электрода) наблюдается мелкокапельный перенос металла и капли пролетшст дуговой промежуток с большой скоростью. Эю влияет на интенсивность протекания металлургических процессов при сварке, 10.3.1. Осебеннести лш иревавии металла шва при сварке злектредами с некрмтием При сварке электродамн с покрытием мешка шм образуется из основного металла, электродной проволоки и покрытия.
Лсгирование металла шва осуществляется несколькими способвмн: 1) введением в покрытие электрода порошкообразных металлических добавок или ферросплавов — марганца, кремния, титана и лр. Они вхолят в состав капель, а затем в металл шва; 2) восстановлением на стадии капли оксидов, входящих в состав покрытия. Это легко осущесгвляегся для малошпивных металлов, таких как никель, медь, и сложнее — для таких элементов, как марганец, кремний и хром; 52! 3) прелизрительным вводом легирунлвих элементов в состав электродного стержня. Этот способ лает самые сшбнльиые результаты; 4) расплавленны ссиовнога металла.
содержащего необхолимме элементы (применшгся при сварке высокопрочнык и теплоустойчивых сталей). Прн определении сюпенн легнрования металла шва прн мирке электролами следует учитывать потери легирукяпих элементов, возникаквцие вследствие испарения, разбрызпиаиия металла и окислительно-вассганошпельных реакпнй со ишаком в зоне сварки. Длв оценки изменению сасшш металла при сварке сравнивают полученный (аначитн кский) состав с расчетнмм. Доли основного (о по плащ|щи Ео) н наплавлениого металла (с + п по плошали Р;+о) с учетом перехола зяеРн Г„ ментов из стержня (с» и покрытия (п) можно определить по макрошлнфу сваршзго соелио Р-г;" пения, если известна геометрия кро мок, подготовленных пол л 6 сварку (рис.
10.21). В отличие Рнс. 1021. Схема оврелеленвя со- от сварки под сгюсм флюса отношения в металле ива зшк площадь наалавки Раорсоо травного и основного металла нрн однопроходной (о) н мвающю. будет создаваться ие только хохмой (б» сварке злою)юдцгзм мшжчлам, НО и металлом из покрыпш. Запишем отношение плошадей участков шлифа основного и наплавле- ного металлов: []'. т»с ' и,' (10.3б) то решая совместно уравнения (10.31)-(!О.ЗЗ), получаем Окаянные згичения долей о, с, п.
Если обозначить через [х] [х]„и [х]„ массовые доли лепзруюшсго элемента соответственно в основном металле, стержне и в покрытии, то расчетная концентрация равна: [х]Р = О[х]со с[х]о ь п[х]„. (10.34) Сопоспшляя фактический состав металла шва с расчепгым: Им — Иг=дИФО, (!0.35) можно онснить, что произошло: легирование (Д [х] о 0), или выгарание (д [х] < 0) элемента, Следует отметить. что результаты вычислений по расчетному составу являются весьма приблгпительными, так как при этом не учитывакпся потери лепгруюших элементов от испдрениа, окиаления и от разбрызгивания, которое прн ручной сварке достигает 15...20%. П выборе новых электродов или при разработке новых видав пакоытий используют коэффициенты перехола нли усвое нли славина, с Это позволит помощью которых учитывают указанные потери.
раздельно оценивать переход того или иного элемента из электродного стержнв, покрытия и основного металла. Использованием коэффнпиеизв перехалд элемегпа нз стержня (сварочной проволоки) учитывают конппггрвпию данного зяемеита в шве: Ро Π— = — = М. Р' за с+и (10.31) (10.32) птс = К, [х]яг = п. Так как о+с+а=1, (1ОВЗ) 522 Зива отношение мессы расплавленного покрытия к массе расплав- ленного электродного металла К, а также содержание легнрую- щего элемента [х] в покрытии и-долю его перехода в сварочную ванну Чг, можно записать: где 㻠— коэффициент перехода элемента из сварочной проволовп; гле пю — к [х], '— содержание элемента в шве; Ио — содержание эаемезпа в сварочной проволоке.
С помощью козффипиеига перехода элемента из покрытия (г»„) учитывают относительную массу покрытия К„: (10.37) [х]'„К„ диалогично каэффипиепгом перехода (Чо) учитывают пер данного элемента из основного мегашиг 523 [х[:, Ч = — "' [х (10.30) дуговой 1 (10.39) ока Св 00А ока Св-18ХП:А, 0,0 среде Аг+ 5 50 Ов.' Чо >Чв >Чо- (10АО) 0,6 0,59 ока Св-!ОГО электролами 3/45 Ч= — ж— [х[ о[я[о + [х[м + п[х)мКо (!ОД!) ! в Общее содержание данного элемента в металле швв равно Запишем соотношение коэффициентов перехода: Значенне Чо мало потому, что ферросплавы рею нруки с покрыгнем.
Суммарный коэффн р ' эфф швент церехола Ч с учетом основного металла (о) н сварочной проволоки (с). а также добавок в покрытие (п) определяеюв выражением Коэффициент перехода зависят от многнх факторов, таких квю — основность шлака, а таске содержанне в нем ак ов нопв молила; оксидов основ— сродство элемента к кнслороду. Высвжоактнвные меилл (Т1, А!) нм ( ', ) еют очень малые козффнцненты перехода, а у малоаквные меиллы тнвных, например у )Чй он близок к единице; — наличие раскнслнтелв для двнного элемента и составе гюкрытня, Например, при вводе в состав похрьпня А! плн Тг коэффициенты перехода лля 81 н Мп суомственно возрастают; — концентршпя элемента в электродном стержне.
С увелнче. вием концентрация коэффициент перехода ланного элемента сначала возрастает, но , но прн содержяннн выше квазнрпвновесного он будет попюкаться, а элемент, окнсояясь, будет переходить в шлак; — относнтельная масса покрытця К„, До определенного значецнв (К„= 25...30 ув) коэффнцнент перехода возрастает, а ббльшнх зна ченюш начннает снюкатьса, тяк как при болыной сцвно и ухулшаегся стаблльность сварочного процесса. Это связано с нарушеннем б ар нем аланов вследствие затрат теплоты дуги на плавление электродного стер~кня и покрытця; 524 Тайные )цд Комрфвцненты перехеда нешиерыя элементов прн разлнчньш спееабах дуговой сварка — технологна цзготовлення покрытия (его гранулометрнческпй соева, операция пассивнровання, сушки, провьткн); — режим сварки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
