Неровный В.М. Теория сварочных процессов (841334), страница 81
Текст из файла (страница 81)
При сварке меди под рассмот При окислении меди образуется СпзО, не растворимый в тверлой мели, но растворимый в жидкой мели с образованием эвтектики при 0,39 "» О~. При кристаллизации СизО происходят следующие реакции: ного влияния растворенных газов, примесей и структурных превращений, поскольку титан обладает полиморфизлюм. Окисление титана начинается при нагреве выше 700 К. До этой температуры он защищен оксилно-нитридной пленкой, которая имеет аналогичную структуру и прочно удерживается на поверхности. Совместное действие кислорода„углерода и азота на свойства меташа шва определяют эквивалентом кислоропа [О)жв = [01+ 2[1М) г 2(3[С! (10.13) который входит в формулу для определения твердости НВ = 40 э 310[О) н. (! 0.14) Главное требование, предъявляемое к флюсам — надежная защита от возлуха и загрязнений компонентами шлака.
Зтому требованию уловлетворяют бескислородные флюсы на основе фторидов н хлоридов щелочных и щелочно-земельных металлов: АНТ-!, АНТ-3 80 Мп, % (мас.) Рис. !0.10. Г!ереход Мп и 50 при выплавке слитка пол флюсом АН-8 электрощлаковым способом проволоками Св-151 (кривые !) и Св-1012 (кривые 2) в зависимости от длины слитка оса 40 80 120 !60 200 0 мм Рис. !0.9. !'хема защиты мез алла при электро- шлаковой сварке.
сов, толстостенные сосуды), но затем она была трансформирована в самостоятельный процесс — электрошлаковый переплав металлов с целью повышения их качества (удаление серы, растворенных газов, легнрование и т. д.). Общая схема процесса электрошлаковой сварки представлена на рис. 10.9.
При электрошлаковой сварке загцигная газовая атмосфера отсутствует, и все металлургические процессы идут на границе металл — шлак, причем влияние электрохимических процессов в этом случае сильнее, чем при автоматической сварке под флюсом. При луговой сварке через шлак проходит, шунтируя дуговой 0,3 0,2 О,! 0 —.0,1 -0,2 — 0,3 — 0,4 — 0,5 0 к которому добавляют для понижения электропроводности А!203 и СаО. Эти флюсы также активно понижают содержание серы. Дли- 1 тельное пребывание жидкого металла в контакте со шлаком лает возможность подавать в шлаковую ванну легирующие элементы, В настоящее время этот метод сварки получил широкое применение при изготовлении конструкций из низкоутлеролистых и при св р '.
р.' низколегированных сталей с высоким качеством сварных соедине- У " СО б т молекулярной массой 44 и плот- Углекислый газ СОз обладает молекулярной массой ний. В последние годы разработаны способы газовой зашиты с ностью !,96 кгlм~, поэтому он хорошо вытесняет воздух, плот- применением различных газовых смесей (Аг+ Не, Аг -ь Оз, Аг+ ность которого ниже (!,29 кг!м'). Поставляют углекислый газ в ч СО2, СОз + Оз и др,), что расширяет сварочно-технологические баллонах или контейнерах, »де он находится в жидкол» состоянии, и металлургические возможности данного метода сварки. Наиботак как переход из жидкого в газообразное состояние происходит лее широко применяют струйную защиту.
Более качественную за»циту обеспечивают камеры с контролируемой атмосфере»Б» пРи слсдУющих кРитических паРаме Ра: «Г . нтических па амет ах газа: Т« — 304 К, г»« К газовой защите можно также отнести вакуумную защиту, ко- = 7,887 МПа. торая используется прн дутовой н электронно-лучевой сварке вы- Для сварки применяют углекислый газ с пониженным содерсокоактивных металлов (титан, цирконий, молибден и т. д.). жаннем вредных примесей — кислорода, азота, оксида углерода, влаги — в соответствии с ГОСТ 8050 — 74, т.
е. отличающийся от 10.2.К Формирование газовой струйной защиты ' пищевого СО. Углекислый».аз в области высоких температур диссоциирует По отношению к металлу она окислительная: ширину шва. По сравнению с дугой, горящей в аргоне, при луговой сварке в СОз проплавление увеличивается, а ширина шва уменьшается, и это приходится учитывать технологам. 1 азовая атмосфера на участках, удаленных от оси столба дуги, будет обогащаться СОз и водородом, образовавшимся при лиссоциации паров волы. Взаимолействуя с СОз, Нз будет связываться в молекулы НзО: 2ре + Оз ~~ 2реО (1О. 16) Поэтому СОг называют активным загцитным газом. Он защищает зону дуги от компонентов воздуха и прежде всего от азота и водорода.
Но в то же время большая концентрация СО будет тормозить этот процесс и, кроме то~ о, задерживать окисление углероЛа стали (находящегося в соединении ГезС), сдвигая реакцию влево: Нз + СОз~~ НзО + СО. (10.20) (ГезС] -~ 1гбеО] ь — э 4ге + СО ] . (10.17) Таким образом, при сварке в струе углекислого газа металл аоОднако чтобы предотвратить окисление металла значительным глощает водород в меньших количествах, чем нри других вилах количеством кислорода, образуюгдегося в атмосфере дуги, необхо- сварки. В среднем нри сварке низкоуглеродистых, низколегиролим Лонолни~ельный ввод в сваРочнУю пРоволокУ Раскислителсй. ~ ванных сталей в струе СО солержание водорода в наплавленном (! 0.23) Это приводит к образованию пор, а в легированных сталях — и к образованшо холодных трещин.
Таким способом можно удалить из аргона следы вла~ и, кислорода и азота. 10.2.3. Металлургические процессы при сварке в инертных газах и их смесях 10.2.4. Особенности сварки различных сталей и сплавов в инертных газах Сварку стальных деталей малой толщины осуществляют обыч но аргонодуговой сваркой нсплавящимся %-электродом с приса струйной зашиты. Гелий в !0 раз легче аргона, и для использова- ! дочной проволокой, что обеспечивает наиболее высокое качество ния при сварке требуется больший его расход, чем аргона, что по- ~ сварных соединений.
Спецификой сварки не полностью раскис- Н О ь Ге --> [ЕеО1 + Н2; Н2 — э 2!Н1 Из инертных газов наиболее широко используют при сварке ар- 3 гон Аг, а также гелий Не. Плотность арсена составляет 1,783 кг!и, т. е. значительно больше воздуха, и это облегчает получение 3Т! + 2Н20~~ Т102+ 2Т1Н2; Т! + 02 е — - Т!О2, 2Т! е Х2 ~ ~2Т1М. Среднелегированные стали содержат в своем составе достаточное количество активных легируюших компонентов для подавления пористости, вызываемой окислением углерода.
При сварке %-злектродом в среде аргона уровень водорода, вызывающего образование водородных пор, незначителен. Полому главное внимание обращакзт на формирование благоприятной схемы кристаллизации. Это обеспечивает плотную структуру шва, а состав металла шва соответствует составу основного металла, если присадочные проволоки близки к нему по составу.
Для увеличения глубины проплавления применяют активирующпе флюс-пасты на основе Сарт, наносимые на кромки перед сваркой. Аустенитные коррозионно-стойкие и жаропрочные стали марок 12Х18Н10Т, Х23Н18 и др., сваривают в среде аргона неплавяшимся злелтролом с присадочным материалом, обеспечивающим 4...6 % Ееь в шве для предотвращения образования горячих трещин.
Аустенитно-мартенситные стали очень чувствительны к влиянию вот А!203 с температурой плавления около 2300 К. Оксиды алюминия способствуют образованию пор в металле шва и снижают пластичность шва. Оксид А1тОз может гидратироваться, т. с. соединяться с парами воды, и при попадании в сварочную ванну он будет обогащать ее водородом, что приведет к пористости в сварном соединении.
Позтому перед сваркой кромки изделия травят в щелочных растворах, механически защищают металл и обезжиривают. Электродная проволока подвергается травлению и механической зачистке. Наилучшим способом подготовки злекгродной или присадочпой проволоки является злектрохимическая полировка. Полированная проволока может долго храниться в кассетах с плотной рядовой намоткой и не требует никакой предсварочной обработки.
Основным способом очистки сварочной ванны от оксидов является катодное распыление. Для зтого свариваемый металл должен быть катодом, который бомбарлируется положительными ионами — парами свариваемого металла, разрушающими пленки Основные дефекты при сварке алюминиевых н магниевых сплавов нористость и наличие оксидных включений в металле шва. Оксиды А!2Оз и МяО обладают большей плотностью, чем жидкий металл, не растворяются в сварочной ванне и не всплывают на ее поверхность. Металлургические процессы сварки титана и его сплавов чрезвычайно осложнены исключительной химической активностью титана.
Титан и его наиболее распространенные сплавы (ВТ1, ВТ5, В115, ОТ4) реагируют с кислородом, азотом, углеродом, водородом. Наличие этих соединений приводит к резкой потере пластичности металла сварного шва. Титан особенно чувствителен к водоролу, с которым он образует гидриды Т)Нз и Т)Н1 э;, разлагающиеся при высокой температуре, а при кристаллизации образующие игольчатые кристаллы, которые нарушают связь между металлическими зернами титана, вызывая склонность швов к замедлен- теплопроводность.
сварку мели и ее сплавов выполняют в инертных защитных газах; аргоне, гелии и их смесях, а также в чистом азоте, который по отношению к меди проявляет свойства инертного газа. Сварку ведут неплавяшимнся электродами — вольфрамовым и угольным (не для всех марок меди) — на постоянном токе прямой полярности с подачей нрисадочной проволоки, а также .- плавящимся электродом. Кроме того, аргонодуговую сварку меди осуществляют с применением специальной флюс-насты, содержащей раскислители: ферромарганец, ферросилиций, феррофосфор, ферротитан и редкоземельные элементы.
Флюс наносят на присадочную проволоку или в канавку на подкладке под корень ива. В том случае, когда в качестве засцитного газа используют азот, особые зреоования предъявляют к его чистоте по отношению к кислороду. Он может повысить окисленность металла шва и существенно снизить стойкость вольфрамового электрода. Более Металлургические особенности образования шва при элск- ацетилена СзНзв кислороде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
