Главная


Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 21 ... 63 ... 105 ... 147 ... 189 ... 223
84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125


скачать книгу Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов




Последний увеличивает длину межэлектродного промежутка со всеми вытекающими отсюда отрицательными явлениями: нарушением газовой защиты расплавленного металла, увеличением разбрызгивания [163], ухудшением стабильности дуги (см
...
Зависимость показателей стабильности дуги переменного тока от соотношения К20 и №оО в жидком стекле внутреннего слоя электродного покрытия *Примечания
...
Зависимость процесса повторного зажигания дуги от состояниямежэлектродного промежуткаРезультаты исследований, изложенные выше, позволяют создать представление о развитии процесса повторного зажигания дуги в зависимости от состояния межэлектродного промежутка
...
Зависимость показателей стабильности дуги переменного тока от соотношения К20 и №оО в жидком стекле внутреннего слоя электродного покрытия *Примечания
...
Возможные распределения потенциала в межэлектродном промежутке в момент, соответствующий смене полярности электродов: а — перекомпенсированный режим; б — перекомпен сированный по отношению к электроду А, недо-компенсированный по отношению к электроду О; з — недокомпенсированный по отношению к электроду А, перекомпенсированный по отношению к электроду О; г — недокомпенсированный по отношению к обоим электродам
...
Наибольшее значение здесь имеет содержание в ней щелочных и электроотрицательных элементов и форма, в которой эти элементы находятся в атмосфере промежутка
...
Поэтому рассмотрим вначале случай, когда в покрытие электрода не входят электроотрицательные элементы и их соединения, а атомы калия равномерно распределяются в промежутке
...
При этом на границах с различными электродами результирующие знаки зарядов могут оказаться в зависимости от того, эмиттирующий электрод или нет, и если да, то какова его эмиссионная способность
...
Если же плазма находится под положительным потенциалом по отношению к электроду, то режим называется перекомпенсированным, при этом эмитированные электродом электроны свободно проникают в плазму
...
Рассмотрим вклад положительных ионов калия, образующихся вследствие действия этого механизма, в процессе компенсации объемного заряда, создаваемого термоэлектронами
...
Как отмечено в первой главе, количество ионов, образующихся из-за поверхностной ионизации, определяется в основном концентрацией атомов данного элемента, температурой электрода, работой выхода электронов из него и слабо зависит от температуры газа, заполняющего межэлектродный промежуток
...
Рассмотрим вклад положительных ионов калия, образующихся вследствие действия этого механизма, в процессе компенсации объемного заряда, создаваемого термоэлектронами
...
Как отмечено в первой главе, количество ионов, образующихся из-за поверхностной ионизации, определяется в основном концентрацией атомов данного элемента, температурой электрода, работой выхода электронов из него и слабо зависит от температуры газа, заполняющего межэлектродный промежуток
...
Рассмотрим вклад положительных ионов калия, образующихся вследствие действия этого механизма, в процессе компенсации объемного заряда, создаваемого термоэлектронами
...
В общем же случае, когда поступление ионов и электронов определяется совокупностью различных механизмов, выражение для Д(У имеет более сложный вид, но понятие параметра компенсации В носит универсальный характер (202)
...
Таким образом, при указанных допущениях относительно содержания атомов калия и отсутствия электроотрицательных атомов и молекул в межэлектродном промежутке одной лишь термоионной эмиссии из шлака (см
...
Видно, что, хотя скачок потенциала в приэлектродном слое снижается с уменьшением работы выхода электронов, количество энергии, вносимой термоэлектронами, возрастает из-за увеличения плотности тока
...
В общем же случае, когда поступление ионов и электронов определяется совокупностью различных механизмов, выражение для Д(У имеет более сложный вид, но понятие параметра компенсации В носит универсальный характер (202)
...
Зависимость величины и знака скачка потенциала, препятствующего выходу электронов из электрода, от отношения плотности отри' цательных ионов фтора к плотности тока электронов (исходное состояние при AU — 0 соот нетствует скомпенсированному режиму В = 1)
...
Анализ выражений для AU и р показывает, что появление отрицательных ионов в приэлектродной области должно резко сказываться на параметрекомпенсации и, следовательно, на величине Д£/
...
Это связано с тем, что скомпенсировать объемный отрицательный заряд, создаваемый ионами, намного труднее, поскольку подвижности положительных и отрицательных ионов имеют один порядок в отличие от электронов
...
Из этого следует, что если у поверхности электрода, который в предстоящем полупериоде будет служить катодом, образуются отрицательные ионы хотя бы в незначительном количестве по сравнению с количеством электронов, го необходимо рассматривать условие компенсации не объемного отрицательного заряда электронов, а объемного заряда, создаваемого совместным действием электронов и отрицательных ионов, имеющих разные массы, а следовательно, и сильно отличающиеся подвижности
...
Зависимость величины и знака скачка потенциала, препятствующего выходу электронов из электрода, от отношения плотности отри' цательных ионов фтора к плотности тока электронов (исходное состояние при AU — 0 соот нетствует скомпенсированному режиму В = 1)
...
При отсутствии ограничения, обусловленного объемным отрицательным зарядом, мощность, вводимая в единичный объем межэлектродного пространства, определяется выражением0" = \juid
...
В свою очередь, при наличии количества положительных ионов, достаточного для компенсации объемного отрицательного заряда, отношение из/из уменьшается по мере увеличения }е (уменьшения ф) Степень влияния объемного заряда, создаваемого у поверхности катода отри цательными ионами, определяется при данной плотности тока положительных ионов отношением \1!]е (см
...
Для его компенсации, предшествующей повторному зажиганию дуги, приходится увеличивать содержание легкоионизи-руемых элементов или повышать напряжение источника питания по сравнению с тем случаем, когда в атмосфере дуги не содержатся электроотрицательные атомы и молекулы
...
Распространение теплаТепловое состояние металла, шлака и других компонентов, взаимодействующих в процессе образования сварного соединения, в значительной мере обусловливает характер, направление и скорость протекания всех физико-химических и металлургических процессов
...
Схема распределения тепловых потоков, вызванных энергией, выделяемой в активном пятне электрода и столбе дуги (а), нагревом электродного стержня при прохождении через него сварочного тока (б):Ра п — мощность, выделяемая дугой в активном пятне на электроде: Ри к — мощность, затрачиваемая на испарение металла капли; Рл к — потери мощности на излучение с поверхности капли; Фп
...
В то же время капля воспринимает [некоторое количество лучистой энергии ■мощности) от столба дуги и ванны Р„иотдает некоторую мощность ЯКОнв путем [конвекции обтекающему ее газовому потоку (на рис
...
Кроме того, вследствие кимическнх реакций, происходящих в капле на горце электрода, а также в влектродном покрытии при его нагреве в Ьроцессе сварки, генерируется (или те-юяется) мощность Рхим, которую можно рассчитать по уравнению, отражающему тепловой эффект реакции и расход реагентов
...
С другой стороны, наклон аналогичной кривой, полученной в результате эксперимента, с течениемвремени изменяется (величина й/э/о7 растет), что вызвано воздействием джоулева тепла, выделяющегося вследствие прохождения тока по электродному стержню
...
Поэтому при подсчете общей тепловой энергии, сообщаемой электроду, составляющую мощности теплового потока, вызванного выделением джоулева тепла, следует учитывать
...
Как видно, температура Т электродного стержня во всех точках, взятых по его длине, исключая участки начальный (контактирующий с электро-додержателем) и конечный (вблизи расплавленного торца электрода), остается практически постоянной
...
При приближении к участкам, прилегающим к электродержателю, температура нагрева стержня уменьшается; в то же время она резко возрастает в зонах, прилегающих к расплавленному торцу
...
Поэтому ясно, что аксиальный тепловой поток, способствующий плавлению покрытия, в рассматриваемых условиях появится только в этих двух переходных областях
...
Тепловая энергия ()и, выделяемая при прохождении тока через электродный стержень, вызывает постепенное повышение температуры электродного стержня и капли, а также вследствие теплопередачи — температуры покрытия электрода (см
...
Температура капель электродного металлаТемпература, как известно, является важнейшим, а в ряде случаев — определяющим параметром металлургических процессов, происходящих при дуговой сварке металлов
...
Знание температур-ных условий необходимо прежде всего при оценке кинетики металлургических процессов, в том числе процессов абсорбции газов расплавленным металлом, раскисления металла, его дегазации и т
...
Существовавшие ранее методы измерения не позволили оценить это влияние и тем более не были пригодны для определения градиента температур в капле электродного металла в процессе ее существования на торце электрода
...
Перед сваркой в паз или канал через отверстие в покгыгии вводилась вольфрам — воль-фрам-рениевая термопара ВР 5/20, горячий спай которой 3 не защищен и может непосредственно контактировать с расплавленным металлом капли
...
При сварке на номинальном токе (/св « 350 А) температуры капель электродов разных типов различаются незначительно; у руднокислых электродов температура несколько выше, что объясняется экзотермическим характером реакций, протекающих при плавлении покрытий такого типа
...
При крупнокапельном переносе, когда капля на торце электрода существует длительное время (основной вид покрытия), варьирование величины тока в небольших пределах вызывает довольно резкое изменение температуры капель (2 К/А)
...
Видно, что напряжение на дуге способствует увеличению температуры поверхности капель 7\,акс лишь до определенного момента, затем температура начинает снижаться
...
Такой характер зависимости в какой-то мере может быть объяснен тем, что железный порошок уменьшает количество шлакообразующих в покрытии и тем самым способствует снижению затрат тепла на плавление покрытия, так как при этих температурах теплосодержание железа значительно ниже теплосодержания шлака, поэтому металл капель получает дополнительное количество тепла и перегревается
...
С ростом содержания железного порошка до 50 % температура капель растет и достигает 7макс = 2500 К- Дальнейшее увеличение содержания железного порошка способствует некоторому снижению температуры капель
...
Электродные покрытия представляют собой тесную смесь мелкоизмельченных материалов с различными физическими и химическими свойствами, скрепленных на жидком стекле
...
Наибольший температурный диапазон выделения углекислого газа наблюдается у смесей порошков, содержащих помимо карбоната маг-'иия или кальция карбонат натрия и ошлако! ывающую примесь (рис
...
В процессе нагрева такой смеси разлагаются оба карбоната, причем разложение происходит через промежуточные реакции образования легкоплавких эвтектик и двойных карбонатов CaNa2 (ОЭ3)2 или MgNa2 (СОэ)2
...
Однако ускоряющее действие оксида тормозится вследствие затруднения подвода тепла к границе раздела карбоната с оксидом, а также уменьшения поверхности раздела
...
При наличии твердофазово-го взаимодействия примеси с продуктом диссоциации карбоната изменяются также условия диффузии углекислого газа через слой прореагировавшего оксида
...
Малая энергия активации реакции разложения приводит к тому, что с ростом скорости нагрева температурный диапазон газовыделения смещается в область более высоких температур
...
После образования первичной оксидной пленки дальнейший процесс окисления включает две основные стадии: реакции на поверхностях раздела металл — оксид и оксид — кислород, а также перенос реагирующего материала через слой оксида [39]
...
В начальный момент скорость процесса определяется поверхностной реакцией, а затем процесс ограничивается диффузией ионов и электронов через слой образовавшегося оксида
...
При более высоких температурах и толстых слоях оксида значение электрического поля, обусловленного хемосорб-цией реагирующего газа, незначительно, потому что поверхностные реакции протекают с достаточной скоростью 1208)
...
Если известны равновесные условия в системе металл — кислород, можно судить о фаговом составе окалины и направлении окислительно-восстановительных процессов, т
...
Первый участок характеризуем ся окислением железа и ферросплавов кислородом воздуха, что выражается в небольшом экзотермическом подъеме кривой ДТА и приростом массы — кривая ТГА
...
Третий — выС сокотемпературный — участок характеризуется дальнейшим приростом массы! связанным с продолжающимся процессом окисления железа и ферросплавов! На дифференциальной термической криС вой фиксируются также термоэффекты, вызванные протекающими в этот периоЯ экзотермическими реакциями комплексов образования
...
Теплота, выделяемая при окислении, способствует диссоциации мрамора, в результате чего максимум этой реакции несколько сдвинут влево — в сторону более низких температур
...
Отсутствие заметного окисления последнего при более низких температурах объясняется тем, что ферросилиций до использования длительное время хранился в размолотом виде и подвергался естественной пассивации
...
Некоторое окисление алюминия, видимо, происходит при 800—830 ГС, что видно по незначительному подъему кривой ДТА в этом интервале температур и по расширению эндотермического эффекта диссоциации мрамора
...
Однако наиболее интенсивно окисление алюминиевого порошка в данной смеси происходит при температуре свыше 900 °С, что соответствует резкому подъему кривой ДТА
...
Кушнерева)зависеть от концентрационного фактора Выше рассматривались дериватограммы смесей, в которых количество легирующих компонентов, как и компонентов-окислителей, соответствовало реальным содержаниям их в керамических флюсах и электродных покрытиях
...
В многокомпонентных смесях твердых веществ процессы взаимодействия обычно протекают ступенчато, при этом последовательность образования промежуточных соединений не зависит от соотношения между исходными реагентами
...
При температуре выше 900 °С для этих смесей в процессе рентгеноструктурного анализа четко фиксируются относительно тугоплавкие соединения, не успевшие раствориться в расплаве и сохранившие кристаллическую структуру
...
На ди-фрактограмме этой же смеси, нагретой до 700 °С, пики образования комплексов выражены более явно, что говорит о росте концентрации этих веществ с повышением температуры прокалки
...
Эти данные свидетельствуют о том, что существенное развитие рассматриваемые реакции флюорита в реальных условиях сварки получат лишь в высокотемпературной зоне, т
...
Флюорит, снижая температуру образующихся расплавов, является ускорителем многих реакций образования силикатов и титанатов 123, 121Возможность образования шлакового расплава из смеси порошков зависит от степени приближения системы к области наиболее легкоплавких составов и предварительно оценивается по фазовым диаграммам
...
При введении в основную смесь добавок типа СаО и А1203 скорость реакции взаимодействия между СаР2 и 5Ю2 снижается, что подтверждается уменьшением степени использования исходных реагентов (рис
...
При этом большее выделение фтористых газов зарегистрировано при нагреве смеси СаР2 и 5Ю2; выделение тетрафторида титана из смеси СаР2 и ТЮ2 идет в меньшей степени
...
Испарение электродного материала и образование сварочного аэрозоляПроцессы дуговой сварки плавлением, в том числе ручной дуговой сварки покрытыми электродами, сопровождаются высокотемпературным нагревом и испарением некоторой части основного и электродного материала
...
В результате рассеяния образующейся газопаровой смеси из высокотемпературной зоны дугового разряда в окружающую среду с более низкой температурой происходит конденсация паровой фазы с образованием мельчайших твердых частиц, взве шенных в потоке газов
...
Интенсивность испарения металлического и шлакового расплавов, образующихся при плавлении электрода и основного металла, зависит от режимов сварки, техники сварки, пространственного положения сварки, составов электродного покрытия, основного и присадочного металлов
...
Значения некоторых физических величин, определяющих интенсивность процесса испарения для ряда элементов, входящих в конструкционные сплавы и электродные покрытия, приведены в табл
...
В этих случаях пар представляет собой смесь паров компонентов сплава, причем элементы с более низкой теплотой испарения будут составлять относительно большую часть (давление) паров
...
Ниже даны примеры избирательного испарения элементов с более низкими значениями температуры кипения и теплоты испарения, чем железо (химический состав в % по массе)
...
Поскольку на стадии капли двухфазная система металлический расплав — шлак характеризуется более высокими значениями удельной поверхности и температуры, то можно полагать, что здесь условия испарения более благоприятны, чем на стадии ванны
...
Наличие большого градиента температур в зоне дугового разряда создает благоприятные условия для конвективного массонереноса продуктов испарения в зону более низких температур, где происходит конденсация паровой фазы и окисление продуктов конденсации
...




    Металловедение сварки алюминия и его сплавов
    Применение взрыва в сварочной технике
    Поверхностные явления при сварке металлов
    Металлургия дуговой сварки: Процессы в дуге и плавление электродов
    Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами
    Дефекты сварных швов
    Інженерія поверхні: Підручник

    rss
    Карта