Сварка порошковой проволокой

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Сварка порошковой проволокой

Монография посвящена новому прогрессивному способу механизированной сварки — сварке порошковой проволокой. Описаны сущность процесса и его особенности.
...
Рассмотрены процессы, протекающие в твердой фазе при нагреве проволоки, особенности плавления и переноса электродного металла, взаимодействие металла с газами, пористость швов и пути ее предупреждения.
...
Предназначена для научных и инженерно-технических работников, занимающихся вопросами сварочного производства. Может быть полезна студентам вузов и техникумов соответствующих специальностей.
...
Дуговая сварка является основным процессом при изготовлении металлических конструкций. Механизация этого процесса стала главным направлением развития сварочного производства.
...
В послевоенные годы в нашей стране наиболее распространена была механизированная сварка под флюсом. Абсолютный рост объемов применения сварки под флюсом имеет место и сейчас, доля же этого процесса в общем объеме сварочных работ стабилизировалась. Это связано с быстрым развитием сварки в углекислом газе. Высокая производительность, простота, экономичность — отличительные черты сварки в углекислом газе. Однако повышенное разбрызгивание электродного металла, неблагоприятная форма швов и недостаточная их пластичность вызвали необходимость разработки новых электродных материалов. Эффективным решением явилось применение порошковых проволок.
...
Сварка под флюсом и в защитных газах применяется сейчас в основном в цеховых условиях. В то же время еще миллионы тони сварных конструкций изготавливаются и монтируются на открытых площадках и в полевых условиях. Здесь пока господствует ручная сварка покрытыми электродами. Для механизации процесса сварки созданы самозащитные порошковые проволоки, которые позволяют в несколько раз повысить производительность сварки в сравнении со сваркой покрытыми электродами, обеспечивая при этом высокое качество швов.
...
Объем производства порошковой проволоки все увеличивается и область применения ее расширяется. С 1965 по 1972 г. выпуск порошковой проволоки в СССР возрос в 5 раз.
...
В пятилетнем плане развития сварочного производства иа 1971— 1975 гг. предусмотрено увеличить выпуск порошковых проволок различного назначения в три раза.
...
Работы по созданию порошковых проволок, исследованию процесса сварки ими, разработке промышленной технологии производства ведутся иа протяжении последних 15 лет в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР. Эти работы получили признание в нашей стране и за рубежом. Фирмы ряда капиталистических стран
...
Дуговая сварка является основным процессом при изготовлении металлических конструкций. Механизация этого процесса стала главным направлением развития сварочного производства.
...
В послевоенные годы в нашей стране наиболее распространена была механизированная сварка под флюсом. Абсолютный рост объемов применения сварки под флюсом имеет место и сейчас, доля же этого процесса в общем объеме сварочных работ стабилизировалась. Это связано с быстрым развитием сварки в углекислом газе. Высокая производительность, простота, экономичность — отличительные черты сварки в углекислом газе. Однако повышенное разбрызгивание электродного металла, неблагоприятная форма швов и недостаточная их пластичность вызвали необходимость разработки новых электродных материалов. Эффективным решением явилось применение порошковых проволок.
...
Сварка под флюсом и в защитных газах применяется сейчас в основном в цеховых условиях. В то же время еще миллионы тони сварных конструкций изготавливаются и монтируются на открытых площадках и в полевых условиях. Здесь пока господствует ручная сварка покрытыми электродами. Для механизации процесса сварки созданы самозащитные порошковые проволоки, которые позволяют в несколько раз повысить производительность сварки в сравнении со сваркой покрытыми электродами, обеспечивая при этом высокое качество швов.
...
Объем производства порошковой проволоки все увеличивается и область применения ее расширяется. С 1965 по 1972 г. выпуск порошковой проволоки в СССР возрос в 5 раз.
...
В пятилетнем плане развития сварочного производства иа 1971— 1975 гг. предусмотрено увеличить выпуск порошковых проволок различного назначения в три раза.
...
Работы по созданию порошковых проволок, исследованию процесса сварки ими, разработке промышленной технологии производства ведутся иа протяжении последних 15 лет в Институте электросварки им. Е. О. Патона АН УССР. Эти работы получили признание в нашей стране и за рубежом. Фирмы ряда капиталистических стран
...
приобрели лицензии на порошковые проволоки, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, и организовали их производство. Регистры США, Англии, ФРГ, Франции разрешили применение этих проволок для сварки конструкций особо ответственного назначения.
...
Результаты исследований процесса сварки порошковой проволокой н опыт его применения освещались в периодической печати и различных сборниках.
...
Первые три главы книги знакомят читателя с процессами, протекающими при иагреве и плавлении порошковой проволоки. На базе экспериментального материала рассмотрены способы раскисления металла, а также рациональные пути создания надежной газовой и шлаковой защиты, обеспечивающие оптимальные сварочно-техиоло-гические характеристики. Содержание последующих глав носит прикладной характер. В них дается характеристика промышленных марок порошковой проволоки; приведены основные технологические приемы сварки, показана технико-экономическая эффективность применения порошковой проволоки в различных отраслях промышленности.
...
Авторы считают своим приятным долгом выразить глубокую признательность сотрудникам Института электросварки им. Е. О. Патона инженерам В. Н. Головко, С. А. Супруну, В. Ф. Альтеру, принимавшим участие в разработке вопросов сварки порошковой проволокой; лаборантам В. Н. Игнатюку и П. В. Колбушкову, сварщику С. И. Сви-риде, участвовавшим в проведении экспериментальных работ, а также кандидату технических наук Б. М. Шинкареву, инженерам П. В. Иг-иатченко, Б. И. Кармазину, И. Г. Шафрановскому, Н. А. Гриценко, М. А. Столпакову, Н. А. Ребриной, А. М. Титову, В. С. Брежневу, О. В. Шишову, П. И. Ладнову, И. Н. Кирееву, Ф. М. Даутову, А. А. Гридину, Р. Г. Шнейдерову, Я- Л. Львовскому, К. В. Лялину, И. Н. Недовизию, В. П. Пацекииу, Т. Е. Михалевскому, А. Е. Элю, Г. М. Манну и многим другим сотрудникам институтов и заводов, принимавшим участие в разработке вопросов технологии изготовления порошковой проволоки, организации ее производства и внедрения.
...
Авторы выражают глубокую благодарность академику Б. Е. Па-тону за помощь и постоянный интерес к работе, а также доктору технических иаук И. И. Фрумину за ценные советы и замечания, сделанные при рецензировании книги.
...
приобрели лицензии на порошковые проволоки, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, и организовали их производство. Регистры США, Англии, ФРГ, Франции разрешили применение этих проволок для сварки конструкций особо ответственного назначения.
...
Результаты исследований процесса сварки порошковой проволокой н опыт его применения освещались в периодической печати и различных сборниках.
...
Первые три главы книги знакомят читателя с процессами, протекающими при иагреве и плавлении порошковой проволоки. На базе экспериментального материала рассмотрены способы раскисления металла, а также рациональные пути создания надежной газовой и шлаковой защиты, обеспечивающие оптимальные сварочно-техиоло-гические характеристики. Содержание последующих глав носит прикладной характер. В них дается характеристика промышленных марок порошковой проволоки; приведены основные технологические приемы сварки, показана технико-экономическая эффективность применения порошковой проволоки в различных отраслях промышленности.
...
Авторы считают своим приятным долгом выразить глубокую признательность сотрудникам Института электросварки им. Е. О. Патона инженерам В. Н. Головко, С. А. Супруну, В. Ф. Альтеру, принимавшим участие в разработке вопросов сварки порошковой проволокой; лаборантам В. Н. Игнатюку и П. В. Колбушкову, сварщику С. И. Сви-риде, участвовавшим в проведении экспериментальных работ, а также кандидату технических наук Б. М. Шинкареву, инженерам П. В. Иг-иатченко, Б. И. Кармазину, И. Г. Шафрановскому, Н. А. Гриценко, М. А. Столпакову, Н. А. Ребриной, А. М. Титову, В. С. Брежневу, О. В. Шишову, П. И. Ладнову, И. Н. Кирееву, Ф. М. Даутову, А. А. Гридину, Р. Г. Шнейдерову, Я- Л. Львовскому, К. В. Лялину, И. Н. Недовизию, В. П. Пацекииу, Т. Е. Михалевскому, А. Е. Элю, Г. М. Манну и многим другим сотрудникам институтов и заводов, принимавшим участие в разработке вопросов технологии изготовления порошковой проволоки, организации ее производства и внедрения.
...
Авторы выражают глубокую благодарность академику Б. Е. Па-тону за помощь и постоянный интерес к работе, а также доктору технических иаук И. И. Фрумину за ценные советы и замечания, сделанные при рецензировании книги.
...
приобрели лицензии на порошковые проволоки, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, и организовали их производство. Регистры США, Англии, ФРГ, Франции разрешили применение этих проволок для сварки конструкций особо ответственного назначения.
...
приобрели лицензии на порошковые проволоки, разработанные в ИЭС им. Е. О. Патона, и организовали их производство. Регистры США, Англии, ФРГ, Франции разрешили применение этих проволок для сварки конструкций особо ответственного назначения.
...
Порошковые проволоки используются для сварки без дополнительной защиты зоны сварки, а также для сварки в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Проволоки, используемые для сварки без дополнительной защиты, называются самозащитными. Входящие в состав сердечника таких проволок материалы при нагреве и расплавлении в дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. В настоящее время наибольшее распространение получили порошковые проволоки для сварки в углекислом газе и самозащитные порошковые проволоки.
...
В зависимости от диаметра и состава порошковой проволоки сварка может осуществляться во всех трех пространственных положениях.
...
Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой со свободным формированием шва приведена на рис. 1. Электрическая дуга возбуждается между оболочкой / порошковой проволоки и основным металлом 10.
...
подается в зону сварки. При удалении дуги жидкий металл сварочной ванны кристаллизуется, образуя сварной шов 7, покрытый слоем затвердевшего шлака 8.
...
Рис. 1. Схема процесса сварки самоза-щнтной порошковой проволокой.
...
В зависимости от состава сердечника проволоки, применяющиеся в нашей стране, можно разделить на пять типов — рутил-органические, рутиловые, карбонатно-флюоритные, рутил-флюоритные, флюоритные.
...
Сердечник проволоки рутил-органического типа состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, гранит и др.). В качестве раскислителей используется ферромарганец, а газообразующими
...
материалами служат крахмал или целлюлоза. Проволоки с сердечником рутил-органического типа используются как самозащитные.
...
В состав сердечника проволок рутилового типа входят в основном ру-тиловый концентрат, алюмосиликаты и руды. Раскислителями служат ферромарганец, ферросилиций, ферроти-тан, ферроалюминий. Проволоки с сердечником рутилового типа используются с дополнительной защитой углекислым газом.
...
но-флюоритного типа вводят в качестве газообразующих материалов карбонаты кальция, магния, натрия. В качестве шлакообразующих материалов используют рутиловый концентрат, алюмосиликаты, окислы щелочноземельных металлов, флюори-
...
товый концентрат. Раскисляют металл ферромарганцем, ферросилицием. Для дополнительного раскисления металла и связывания азота в нитриды в сердечник проволок этого типа иногда вводят титан и алюминий. Проволоки с сердечником карбонатно-флюоритного типа чаще всего используют как самозащитные, но применяют и в сочетании с дополнительной защитой углекислым газом.
...
Рис. 3. Схема электродугового процесса сварки с принудительным формированием порошковой проволокой:
...
В сердечники проволок всех типов с целью увеличения производительности сварки и придания благоприятных сварочно-техно-логических свойств вводят железный порошок.
...
свойства швов, выполненных порошковыми проволоками, сравнивают со свойствами швов, выполненных электродами различных типов, регламентированных ГОСТом 9467—60.
...
Конструкции порошковых проволок. Из применяющихся конструкций порошковых проволок (рис. 4) наиболее распространены проволоки трубчатой конструкции (а, б, в).
...
В сердечники проволок всех типов с целью увеличения производительности сварки и придания благоприятных сварочно-техно-логических свойств вводят железный порошок.
...
В зависимости от назначения проволоки Ка колеблется в широких пределах (10—40%). От величины К3 в значительной мере зависит эффективность защиты расплавленного металла. Стабильность коэффициента заполнения определяет качество изготовления проволоки.
...
Нагрев оболочки порошковой проволоки при сварке происходит преимущественно за счет тепла, выделяющегося при прохождении сварочного тока, и тепла, выделяющегося в активном пятне. При этом на участке проволоки от среза наконечника мундштука до
...
дуги устанавливается квазистационарное температурное поле. Схема распределения температуры в порошковой проволоке представлена на рис. 5. Тепло, выделяющееся в активном пятне, нагревает лишь небольшой участок величиной не более 1—3 мм
...
Рис. 5. Распределение температур на вылете порошковой проволоки (схема):
...
Рис. 6. Зависимость температуры нагрева оболочки порошковой проволоки площадью 2 мм2 (а)
...
Рис. 6. Зависимость температуры нагрева оболочки порошковой проволоки площадью 2
...
Из выражения (9) видно, что сокращение времени диссоциации может быть достигнуто увеличением теплопроводности порошка. Минеральные примеси (ТЮ2, А1203, SiOa) имеют коэффициент теплопроводности такого же порядка, как и продукты диссоциации
...
Рис. 7. Зависимость степени диссоциации ад карбоната от температуры перегрева поверхности сердечника и времени:
...
Рис. 8. Зависимость скорости окисления поверхности железа от времени при температурах нагрева, °С:
...
карбонатов (CaO, MgO). Теплопроводность можно повысить, введя в сердечник металлические порошки, теплопроводность которых на порядок выше. Коэффициент теплопроводности порошка железа, например, с крупностью частиц 0,1—0,2 мм
...
рости окисления наблюдается при температурах более 1000° С. Окисление металлических частиц сердечника в значительной степени зависит от их удельной поверхности.
...
Экспериментальные данные о процессах, происходящих в сердечнике при нагреве проволоки на вылете, были получены с помощью специальной установки (рис. 9). Движущаяся с постоянной скоростью проволока нагревалась электрическим током, а затем в специальном стакане с хладагентом быстро охлаждалась. После охлаждения проволоки из нее извлекали сердечник и исследовали его.
...
Рис. 10. Влияние вылета и силы тока на степень диссоциации карбонатов кальция и магния при трубчатой конструкции проволоки:
...
водорода. Увеличение силы тока и соответственно температуры нагрева оболочки приводит к значительному увеличению степени окисленности железа (рис. 12).
...
Приведенные расчеты и эксперименты показывают, что уже при нагреве оболочки порошковой проволоки на вылете интенсивно развиваются процессы диссоциации и окисления составляющих сердечника. Завершенность этих процессов к моменту оплавления проволоки зависит от состава сердечника и условий подвода тепла к его отдельным участкам, определяющихся режимом сварки, размерами и конструкцией проволоки и физико-химическими свойствами сердечника.
...
Кинетика процессов, протекающих при нагреве смесей порошков. Особенности диссоциации карбонатов в смесях. Изучению процессов, протекающих при нагреве электродных покрытий и флюсов, посвящены работы [15, 19, 38, 88, 90, 112, 137 и др.). Исследования процессов, протекающих в смесях твердых веществ при нагреве, были проведены авторами в Институте электросварки им. Е. О. Патона с помощью комплексного термического, рентгеноструктурного и химического методов анализа. Основные результаты этих исследований изложены ниже.
...
Рис. 10. Влияние вылета и силы тока на степень диссоциации карбонатов кальция и магния при трубчатой конструкции проволоки:
...
Рис. 12. Влияние вылета и силы тока на степень окисления железного порошка при скорости подачн электрода 230 м/ч:
...
Рис. 12. Влияние вылета и силы тока на степень окисления железного порошка при скорости подачн электрода 230
...
ломита. Поведение их при нагреве изучали с помощью дифференциального термического анализа 112, 144]. Многие исследователи отметили значительные смещения температур диссоциации карбонатов, загрязненных различными минеральными примесями [143, 162, 182]. Данные о характере диссоциации карбонатов в смесях
...
Рис. 14. Зависимость степени диссоциации карбоната кальция от температуры при пропорциональном нагреве его в двойных смесях:
...
Рис. 15. Зависимость степени диссоциации карбоната кальция от температуры при пропорциональном нагреве смесей его с металлическими порошками:
...
с другими минералами и металлами применительно к композициям сварочных материалов были получены с помощью комплексного термического анализа.
...
Добавление окислов, фторидов и металлических порошков, как показывают результаты исследований, приводит к смещению температурного интервала диссоциации карбонатов (рис. 14, 15). Добавление порошков железа и алюминия к карбонатам магния и кальция вызвало значительное смещение температурного интервала их диссоциации в область низких температур, что связано, прежде всего, с улучшением теплопроводности смеси и развитием экзотермических реакций окисления.
...
Карбонат натрия разлагается при относительно низких температурах при наличии в смеси веществ, способных связать образующуюся окись натрия, например, по схеме
...
Рис. 14. Зависимость степени диссоциации карбоната кальция от температуры при пропорциональном нагреве его в двойных смесях:
...
примесь (рис. 17). В процессе нагрева такой смеси разлагаются оба карбоната, причем разложение происходит через промежуточные реакции образования легкоплавких эвтектик и двойных карбонатов CaNa2(C03)2 или MgNa2(C03)2.
...
Рис. 17. Зависимость степени диссоциации карбоната от температуры (кривые ТГА) при пропорциональном иагреве многокомпонентных смесей с карбонатом кальция:
...
/ — СаСОз—CaF2—Ti02; 2 — СаСОз—CaF2— А1:03; 3 — СаСОз—CaFj—Si02; 4 — СаСОз— CaF2—А12Оз—Na2C03; 5 — СаСОз—CaF2— ТЮ2—Na2C03.
...
Схема взаимодействия MgNa2(C03)2 с Si02 подобна. Протекание реакции (12) наблюдается при более низких температурах, чем реакции (11).
...
Появление жидкой фазы в результате плавления Na2C03, а также эвтектик и двойных солей в системах с участием карбоната натрия способствует энергичному протеканию процессов силиката-образования [501. Образование расплава в этих условиях может лимитировать отвод углекислого газа от реагирующих частиц карбоната.
...
Основными факторами, способствующими инициированию и ускорению диссоциации, являются: улучшение условий подвода тепла к частицам карбоната, снижение парциального давления углекислого газа вследствие окисления примесей, экзотермичность реакций окисления, взаимодействие компонентов смеси с продуктом диссоциации.
...
О влиянии давления углекислого газа на скорость разложения карбоната можно судить по данным, приведенным на рис. 18. Эти зависимости справедливы для условий, когда диссоциация
...
Рис. 16. Кривые термоанализа смесей карбоната натрия с двуокисью титана
...
продукты. Ускоряющее влияние на диссоциацию карбонатов могут оказывать пары воды. На рис. 19 приведены зависимости скорости разложения карбоната кальция от давления паров воды в атмосфере состава N2 + Н20 при различных температурах [46].
...
Количество твердой примеси оказывает влияние, подобное газообразному катализатору (см. рис. 16). Каталитическое влияние примесей, объясняется увеличением скорости образования устойчивых форм основных окислов.
...
Рис. 18. Влияние парциального давления углекислого газа и температуры иа скорость диссоциации карбоната кальция [46]:
...
(соотношение массы карбоната и примеси в смеси равно двум); Наибольшим ускоряющим действием обладает примесь ферроти-тана. Наличие металлических порошков в смеси вызывает не только инициирование ранней диссо
...
Окислительные процессы в смесях порошков, содержащих железо и ферросплавы. Известно, что на металлических поверхностях, свободно контактирующих с воздухом, всегда имеется тонкая пленка окисла. Толщина окисных пленок, если они образуются при комнатной температуре, эбычно не превышает 20— — 100 А [7]. Для железа и ферросплавов, используемых
...
ной пленки дальнейший процесс окисления включает две основные стадии: реакции на поверхностях раздела металл — окисел и окисел — кислород, а также перенос реагирующего материала через слой окисла [30]. В начальный момент скорость процесса определяется поверхностной реакцией, а затем процесс лимитируется диффузией ионов и электронов через слой образовавшегося окисла. При этом электроны перемещаются путем замещения электронных дырок, а ионы — путем замещения ионных вакансий 1150]. Коэффициенты диффузии ионных кристаллов зависят от концентрации вакансий решетки или внедренных ионов, способных передвигаться, и от их подвижности [140].
...
Таким образом, при нагреве железа до температур, не превышающих 250° С, получаются тонкие окисные слои, в которых на переход иона через слой окисла влияют химический и электрический градиенты потенциалов. Скорость процесса окисления в этом случае, можно описать уравнением [7]
...

Материаловедение в микроэлектронике
Технология и свойства спеченных твердых сплавов и изделий из них. Учебное пособие для вузов
Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве
Сварка порошковой проволокой
Сплавы для термопар. Справоч. изд.
Пайка серебряными припоями в пламени газовой горелки
Электроконтактный нагрев металлов

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сварка порошковой проволокой