diplom_pz (1211074), страница 7
Текст из файла (страница 7)
Опыты проводились на постоянном токе обратной полярности, диаметр электрода равен 3 мм, сварочный ток равен 90-120 А. Наплавка проводилась на пластины из стали Ст3сп толщиной 6-8 мм.
При проведении опытов особое внимание уделялось поведению расплавленного металла и шлака при сварке вручную. Велись наблюдения и сравнение с аналогом (УОНИИ13/55) формирование шва, разбрызгивание, газовыделение; полученные образцы сварных швов исследовались визуально на наличие пор, трещин и других дефектов как внешним осмотром, так и с разрушением односторонней стыковой пробы. Образцы швов, в которых небыли выявлены дефекты подвергались испытаниям на разрыв (статический и ударный), а также исследованию изломов и микроструктуры. Наилучшие результаты показал опытный электрод с обозначением № 5, ему и посвящены дальнейшие исследования.
3.3 Состав, структура и свойства металла, наплавленного
опытными электродами
В таблице 3.3 приведены составы металла, наплавленного электродами УОНИИ 13/55 и опытными.
Таблица 3.3 - Состав металла, наплавленного опытными электродами и УОНИИ
| Электрод | Состав наплавленного металла, масс % | ||||
| С | Si | Mn | S | P | |
| 1 | 0,16 | 0,03 | 0,8 | 0,025 | 0,020 |
| 2 | 0,10 | 0,08 | 0,98 | 0,020 | 0,022 |
| 3 | 0,09 | 0,14 | 1,1 | 0,015 | 0,010 |
| 4 | 0,11 | 0,23 | 1,0 | 0,018 | 0,017 |
| 5 | 0,13 | 0,45 | 0,96 | 0,022 | 0,011 |
| 6 | 0,12 | 0,44 | 1,2 | 0,013 | 0,016 |
| 7 | 0,10 | 0,83 | 1,4 | 0,018 | 0,015 |
| УОНИИ 13/55 | 0,1 | 0,42 | 0,83 | 0,025 | 0,027 |
Из таблицы видно, что экспериментальные сварочные материалы формируют сплавы, соответствующие доэвтектоидной низкоуглеродистой стали, характерной для металла, наплавленного стандартными электродами общего назначения.
Микроструктуры наплавленного металла приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Микроструктуры наплавленного металла
| № образца | Околошовная зона | Зона шва |
| 1 | | |
| 2 | | |
| 3 | | |
Окончание таблицы 3.4
| № образца | Околошовная зона | Зона шва |
| 6 | | |
| 7 | | |
| 4 | | |
| 5 | | |
3.3.1 Описание микроструктур
Образец № 1. Металл, наплавленный электродами № 1 имеет феррито-перлитную структуру. Зерна перлита вытянуты, зерно довольно крупное, возможно балл 9-10. Металл шва загрязнён неметаллическими включениями, преимущественно оксидной природы встречаются поры и силикаты. Твёрдость наплавленного металла составляет 187 НВ.
Образец № 2. Структура образца № 2 также имеет феррито-перлитную структуру. Строение дендритное, зёрна феррита вытянутые. В небольших количествах присутствуют неметаллические включения. Балл зерна 10-11. Твёрдость наплавленного металла 187 НВ, угол загиба 37 градусов.
Образец № 3. Структура наплавки феррито-перлитная, строение дендритное. Дендриты имеют большую протяженность, около 100 мкм. Металл загрязнён неметаллическими включениями, есть газовые поры. Балл зерна 8-10. Твердость металла 207 НВ, угол загиба 44 градуса.
Образец № 6. Структура наплавленного металла феррито-перлитная, характерная для сварного шва. Колонии перлита раздроблены и окружены ферритом. Строение дендритное, присутвуют мелкие поры и оксидные включения. Балл зерна 9-10, твёрдость 187 HB, угол загиба 46 градусов.
Образец № 7. Структура наплавленного металла имеет ярко выраженное дендритное строение. Дендриты имеют протяжённость 100 мкм и более. Перлитное зерно имеет балл 9-10. Металл заметно загрязнен неметаллическими включениями. Включения имеют оксидную природу, есть мелкие поры диаметром порядка 10 мкм. Структура феррито-перлитная. Твердость наплавленного металла 179 НВ, угол загиба сварного соединения составил 90 градусов.
Образец № 4. Имеет феррито-перлитную микроструктуру. Зерна феррита мелкие 11-12 балл. Колонии перлита раздроблены, перлит местами зернистый. В строении шва угадываются дендриты. Перлит формировался в междендритном пространстве. Наплавленный металл сильно загрязнен неметаллическими включениями. Включение в основном шлаковые, встречаются мелкие поры. Угол загиба 60 градусов, твердость 187 HB.
Образец № 5. Зажигается и горит с затруднениями, сказывается высокое содержание флюорита в обмазке и нехватка ионизации. При повышении напряжения на дуге устойчивость дуги повышается. Отделение шлака удовлетворительное, формирование шва удовлетворительное.
Микроструктура наплавленного металла состоит из феррита, имеющего характерное дендритное строение, зерно мелкое, 9-11 балл. В междендритном пространстве присутствует перлит. Количество перлита в структуре не превышает 15-20 %. Металл имеет загрязнения неметаллическими включениями, преимущественно силикатной природы. Твердость металла НВ 150
Состав металла: Si равно 0,34; Mn равно 0,22; P равно 0,015; S равно 0,015.
Околошовные зоны всех представленных образцов имеют одинаковый характер, плавный переход от шва к основному металлу. Дендриты берут начало на частично оплавленных перегретых зернах перлита. Перлит крупный, обрамлен сеткой феррита.
Пробы для определения внутренней пористости были заварены электродами 13 и 123. В обоих случаях шов оторван от основного металла, хрупкость всех образцов. Максимальный угол загиба составил 90 градусов.
Микроструктура металла, наплавленного электродами УОНИИ 13/55, представлена на рисунке 3.1.
а б
Рисунок 3.1 – Микроструктура металла, наплавленного электродами УОНИИ13/55: а – околошовная зона; б – зона шва
Таким образом, микроструктуры металла, наплавленного опытными электродами и электродами УОНИИ 13/55, относятся к одному типу, имеют схожий состав и структуру.
3.4 Сравнительная оценка сварочно-технологических свойств
опытных электродов и УОНИИ13/55
Электрод № 1. Горят «жёстко», хотя довольно устойчиво, шлак на шве лежит не ровно, есть открытые участки, сильная пористость. Оценим формирование шва в 2 балла (из пяти), шлакоотделение – 1-2 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.2.
Рисунок 3.2 – Электрод № 1
Электрод № 2. По поведению и скорости плавления похожи на № 1, шлак пузырится. Формирование шва – 2, шлакоотделение – 3 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.3.
Рисунок 3.3 – Электрод № 2
Электрод № 3. Зажигается удовлетворительно, горит устойчиво. Шлак покрывает шов полностью. Формирование шва – 3 балла, шлакоотделение 3 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 – Электрод № 3
Электрод № 4. Зажигается и горит устойчиво, «мягко», шов пористый. Брызгают сильнее, чем УОНИИ, по поведению очень похожи на прототип, формирование шва 3-4 балла, если бы не поры, шлакоотделение около 4 баллов. Изображение шва представлено на рисунке 3.5.
Рисунок 3.5 – Электрод № 4
Электрод № 5. Поведение аналогично № 4, брызг заметно меньше, формирование шва – 4 балла, шлакоотделение – 4 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 – Электрод № 5
Электрод № 6. Зажигание чуть хуже, чем у № 5, горят устойчиво. Брызги крупные, горит «жестковато». После гашения дуги торец электрода покрывается шлаковой коркой, которая мешает зажечь дугу повторно. Формирование шва 3-4 балла, отделение шлака 3-4 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Электрод № 6
Электрод № 7. Горит устойчиво, умеренно брызгая. Капли крупные. Торец электрода зашлаковывается, повторно зажечь трудно. Шлак местами стекловидный, отделяется заметно хуже чем у № 5. Формирование шва 2,5-3 балла, шлакоотделение 2-3 балла. Изображение шва представлено на рисунке 3.8.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
