Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами

Это дает возможность определять количественно зависимости степени влияния водорода от элементного состава и структуры металла, напряжения, концентрации и распределения растворенного водорода, температуры, скорости деформации и т
...
В то же время по критерию 6Н четко выявляется температурный интервал влияния именно водорода и количественно определяется температурная зависимость степени охрупчивания (при 8Н = 1 влияние водорода отсутствует), как это видно из рис
...
Особая роль дислокаций в механизме ВХ обусловлена тем, что их перемещение — основной механизм пластической деформации и одновременно — наиболее эффективный способ транспортирования водорода в объеме металла
...
Одни из них основаны на использовании второго закона Фика, в котором движущей силой диффузии принимается градиент концентрации, а в других рассматривается градиент химического потенциала
...
Таким образом, чтобы применить расчетные методы к реальному сварному соединению, необходимо иметь информацию о температурной и концентрационной зависимости коэффициента диффузии в металле шва, ЗТВ и в основном металле
...
Поэтому экспериментальные данные разных исследователей относительно коэффициентов диффузии водорода в железе и ферритных сталях различаются на несколько порядков в указанной температурной области
...
При более высоких температурах коэффициент диффузии стремится к значению для бездефектного металла, поэтому разброс экспериментальных данных значительно меньше
...
Предполагалось, что в исходном состоянии водород распределен в металле равномерно и скорость десорбции газа с поверхности в окружающую атмосферу намного выше, чем скорость диффузии
...
Этот эфффект обусловлен освобождением водорода из ловушек, которое можно наблюдать при низких концентрациях водорода, достигаемых в результате его выделения из образца (рис
...
Для этого необходимо экстраполировать прямолинейную часть кривой выделения водорода к нулевой точке скорости выделения и затем вычесть полученное количество водорода, захваченного ловушками
...
Поскольку температура деформации была такой низкой (-196 °С), что диффузия водорода практическипрекращалась, то требовалось определенное время для того, чтобы водород заполнил вновь созданные ловушки в процессе последующего нагрева до повышенной температуры
...
Масс-спектральным методом, а также по изменению давления в камере после сварки определялся поток водорода, поступающего в камеру из наплавленного металла
...
С течением времени максимальная концентрация водорода (по оси) снижается, причем точка, соответствующая максимуму концентрации, смещается к нижнему основанию
...
Распределение водорода в образцах через разные промежутки времени после сварки при равенстве коэффициентов диффузии водорода О, = А и I, мм: а - 10; б — 20холиться на границе между металлом шва и основным металлом
...
К моменту стабилизации положения точки максимальной концентрации водорода расположение изолиний концентрации становится симметричным и относительно середины образца
...
Способы сварных соединений, принятые для расчетов•толщина сварного соединения 5 достаточно велика относительно характерного размера шва Л;•поток водорода одномерный и направлен только вдоль одной из осей х или у (рис
...
Об изменении содержания водорода во времени и его градиентов в зоне термического влияния судили по локальной концентрации на границе сплавления и в точке, расположенной на некотором расстоянии от шва
...
Таким образом, эффект применения аустенитных материалов равносилен эффекту уменьшения начального содержания водорода в неаустенитных материалах в несколько раз
...
Индуцированные водородом холодные трещинынии несколько выше предела текучести; п — число дислокаций, слившихся в вершине кластера в субмикротрещину; С — длина субмикротрешины
...
В этом выражении первое слагаемое представляет собой энергию субмикротрешины как сверхдислокации с вектором Бюргерса я/, второе — энергию остальных дислокаций скопления, третье — поверхностную энергию субмикротрешины, а четвертое и пятое — упругую энергию, выделяющуюся при увеличении полости в твердом теле
...
Согласно энергетическому критерию стабильности трещин при данном напряженном состоянии реализуются только те значения л и С, которые соответствуют минимуму энергии рассматриваемой системы
...
Индуцированные водородом холодные трещинынии несколько выше предела текучести; п — число дислокаций, слившихся в вершине кластера в субмикротрещину; С — длина субмикротрешины
...
Количество водорода, переносимого единицей длины дислокации, выражалось числом атомов приходящихся на отрезок дислокационной линии, равный модулю единичного вектора Бюргерса
...
Поэтому предполагалось, что на один атом железа, находящийся на дислокационной линии, в адсорбционном облаке в пределах некоторого радиуса Я содержится 7 атомов водорода, В расчете значение параметра ц, определяющего количество переносимого каждой дислокацией водорода, задавалось константой, которая варьировалась в определенных пределах
...
Проверяли также, соответствуют ли найденные решения соотношению пЬ « С« й, так как используемые уравнения имеют физический смысл только при условии его выполнения [62)
...
Длина, до достижения которой субмикротрешина остается устойчивой, составляет порядка десятых долей микрометра, а число дислокаций в субмикротрещине при этом — 16
...
Предполагалось, что в полости субмикротрешины давление водорода определяется законом Сивертса, а адсорбция водорода на поверхности субмикротрешины подчиняется закону Ленгмюра
...
Это составляет очень малое значение по сравнению с уровнем механических напряжений (сотни мегапаскалей), при которых в металле образуются субмикротрешины
...
Способы предупреждения холодных трещинДля Предупреждения холодного растрескивания современные технологии сварки предполагают применение предварительного и сопутствующего подогрева
...
Поэтому в настоящее время изготовление конструкций, особенно из ВПНЛ сталей, без предварительного подогрева является одной из основных проблем дуговой сварки
...
При дуговой сварке плавлением основным источником водорода являются влага и другие водород содержащие вещества в электродных покрытиях, флюсах, сердечниках порошковых проволок и др
...
В определенной степени этим источником можно управлять, применяя традиционный способ — термическую обработку сырьевых и готовых сварочных материа-4
...
В свою очередь, на параметры плазмы столба дуги сильно влияют даже в малых количествах электроотрицательные элементы, в частности фториды, поступающие в разрядный промежуток и вызывающие контрагирование столба дуги
...
Известно, что ловушками водорода в стали являются различные структурные дефекты, такие, как вакансии, растворенные атомы, дислокации, границы зерен и фаз, микро- и макропоры, неметаллические включения, частицы второй фазы и т
...
С точки зрения предотвращения образований, индуцированных водородом ХТ, наиболее приемлемы два вида ловушек: 1) точечные ловушки — равномерно распределенные в объеме металла атомы элементов, способных образовывать с водородом парные кластеры (например, Т1—Н, В—Н и др
...
Например, неметаллические включения, на которых образуются флокены, хрупкие включения, которые прочно связаны с матрицей и при деформации разрушаются по механизму микроскола, карбидные фазы
...
Термодссорбционный анализ перераспределения водорода а металле сварного шва, выполненного на ВПНЛ сталях при фазовых превращениях: / — охлаждение металла сварного шва; 2 — то же в жидком азоте [69|Известно, что на чувствительность конструкционных сталей и сварных соединений к воздействию водорода могут существенно влиять многочисленные и разнообразные металлургические и технологические факторы
...
Их влияние связано с тем, что крупные включения, непровары, раковины, макропоры, царапины, а также подобные дефекты могут быть концентраторами напряжений, снижающими стойкость против образования ХТ
...
Такая обработка в некоторых современных технологиях производства сталей может быть достаточно сложной, а микроструктура может содержать метастабильные фазы, обеспечивающие высокие механические свойства
...
Под влиянием термического цикла сварки эволюция микроструктуры с такими фазами может привести к существенному изменению механических характеристик ЗТВ
...
При выборе стали для сварной конструкции риск образования ХТ может быть оценен с помощью расчета углеродного эквивалента СЖй, характеризующего степень легирования стали
...
Водородная хрупкость конструкционных сталей — это явление многомасштабное и одновременно реализуется на разных уровнях: атомном, дислокационном, микроструктурном, макроскопическом
...
Особая роль дислокаций в механизме водородной хрупкости обусловлена тем, что их перемещение является основным механизмом пластической деформации и одновременно — наиболее эффективным способом транспортирования водорода в объеме металла
...
Неметаллические включения, в зависимости от их связи с матрицей, могут действовать с самого начала деформирования как трещины, а хрупкие включения могут сами инициировать зарождение острых трещин
...
Ловушками водорода являются различные структурные дефекты, такие, как вакансии, растворенные атомы, дислокации, границы зерен и фаз, микро- и макропоры, неметаллические включения, частицы второй фазы и т
...
Водородная хрупкость конструкционных сталей — это явление многомасштабное и одновременно реализуется на разных уровнях: атомном, дислокационном, микроструктурном, макроскопическом
...
Особая роль дислокаций в механизме водородной хрупкости обусловлена тем, что их перемещение является основным механизмом пластической деформации и одновременно — наиболее эффективным способом транспортирования водорода в объеме металла
...
Неметаллические включения, в зависимости от их связи с матрицей, могут действовать с самого начала деформирования как трещины, а хрупкие включения могут сами инициировать зарождение острых трещин
...
Высокопроизводительные электроды с железным порошком б покрытииВ период восстановления народного хозяйства в бывшем СССР, разрушенного Великой Отечественной войной, широко использовались электроды с руднокислым покрытием — ЦМ-7, ЦМ-УПУ, ОММ-5, СМ-5 и др
...
Низкотоксичные высокопроизводительные и универсальные электродыличеств железного порошка в покрытие еще не обеспечивает высокой производительности электродов
...
Обеспечивая сравнительно высокие механические свойства металла шва, электроды ОЗС-17Н обладают рядом недостатков: они характеризуются неудовлетворительным зажиганием дуги, склонностью к перегреву электрода при длине более 600 мм,В ИЭС им
...
Патона были разработаны высокопроизводительные электроды марки АНГ-1 с покрытием рутилового вида для сварки наклонным электродом металлоконструкций из низкоуглеродистых и низколегированных сталей типа 09Г2
...
Ударная вязкость KCU, Дж/см2, металла швов при разных температурах испытаний' После сварки" После искусственного старенияшей защите металла и обработке его активным шлаком достигаются высокие пластические свойства металла шва при положительных и отрицательных температурах
...
Новые сварочные материалы для дуговой сваркизования кристаллизационных трещин, электроды УОНИ позволяют производить сварку только постоянным током обратной полярности
...
Для исключения возможности образования подобных дефектов и повышения производительности ручной дуговой сварки на предприятиях сельхозмашиностроения были разработаны электроды АНО-19, которые предназначены для сварки конструкций из сталей Ст
...
Они обеспечивают легкое возбуждение и стабильное горение дуги при сварке переменным током от трансформаторов с напряжением холостого хода порядка 65 В и при сварке постоянным током
...
Электродами АНО-19 рекомендуется производить сварку преимущественно в нижнем положении, однако в случае необходимости можно выполнять сварку и в вертикальном положении
...
Они обеспечивают отличное формирование швов с плавным переходом к основному металлу, малые потери металла от разбрызгивания, легкую отделимость шлаковой корки, стабильное горение дуги при сварке переменным и постоянным током, легкое повторное возбуждение дуги
...
При разработке электродов с рутиловым покрытием возникли трудности, связанные с пористостью швов, повышенной склонностью к образованию трешин и низкими пластическими свойствами швов, вызванными повышенной кислотностью шлаков, известных рутиловых электродов
...
Для интенсификации процесса выделения газов со сварочной ванны в целях борьбы с пористостью были использованы минералы (алюмосиликаты) со значительным содержанием кристаллизационной влаги (слюда мусковит, каолин)
...
Введение таких минералов в состав покрытия электродов АНО-4 позволило значительно повысить допустимые значения силы сварочного тока без образования пор
...
С повышением основности шлака наблюдается снижение содержания кислорода в швах, подавляется кремневосстановительный процесс, количество неметаллических включений уменьшается, повышается ударная вязкость металла швов
...
Последние превосходят электроды АНО-3 и АНО-4 по сварочно-технологическим свойствам: обеспечивают более «мягкое» горение дуги, меньшее разбрызгивание металла, лучшую отделимость шлаковой корки
...
Патока разработаны универсальные электроды общего назначения на базе более дешевого, чем рутил, титансодержащего сырья — аризонитового (иль-менитового) концентрата Самотканского месторождения (Украина, Днепропетровская обл
...
При разработке электродов были использованы теоретические исследования о причинах пористости и методах их предупреждения при сварке рутиловыми электродами
...
Ударная вязкость металла швов, выполненных электродами АНО-10 иМеталл швов, выполненных электродами АНО-10 и АНО-30, содержит сравнительно небольшие количества водорода и азота и отличается высокой стойкостью против образования кристаллизационных трещин, хрупкого разрушения при статическом и динамическом нагружении
...
Разработанные более 60 лет тому назад эти электроды не соответствуют современным требованиям сварочного производства по следующим причинам:•электроды не пригодны для сварки переменным током от серийных источников питания с напряжением холостого хода 60
...
Как показала практика, высокие значения ударной вязкости металла шва при отрицательных температурах (до -70 °С) могут быть получены при сварке электродами, обеспечивающими массовую долю никеля в наплавленном металле 1,5
...
Сварку конструкций, предназначенных для эксплуатации при низких температурах, рекомендуется выполнять с ограниченной погонной энергией (на малых режимах сварочного тока) в несколько проходов в целях получения высоких значений ударной вязкости
...
В отличие от электродов ВП-6 аналогичного назначения покрытие у электродов АНО-25 не перегревается при сварке на повышенных токах, отсутствуют крупные выплески металла и уменьшается количество брызг
...
Стабильность оценивали по средней скорости нарастания проводимости межэлектродного промежутка в преддуговой период, когда катод формируется на ванне (показатель стабильности В3) [4]
...
Электроды АНО-ДКрупнокапельный перенос металла, характерный для большинства марок электродов с покрытием основного вида, затрудняет их применение в условиях монтажной сварки, особенно когда возникает необходимость выполнять сварку на малых токах
...
Электроды АНО-9 для сварки вертикальных швов способом «сверху вниз»Ручная дуговая сварка вертикальных швов выполняется, как правило, способом «снизу вверх»
...
Однако электроды этого типа не всегда могут быть использованы из-за высокого содержания водорода в шве и сравнительно невысокой его стойкости против образования трещин, особенно при сварке низколегированных сталей повышенной прочности
...
Благодаря особым физико-химическим свойствам образующегося шлака эти электроды рекомендуются специально для высокопроизводительной сварки способом «сверху вниз» угловых, нахлесточных и стыковых швов, находящихся на вертикальной плоскости
...
При этом одним из главных требований к таким электродам является обеспечение гарантированного провара корня шва и формирование выпуклого обратного валика внутри трубы, куда доступ сваршику весьма ограничен (а во многих случаях — и вовсе невозможен)
...
Однако, как показывает практика, существующие электроды отечественного производства, а также большинство зарубежных марок электродов с покрытием основного вида не обладают необходимыми сварочно-технологическими свойствами и не могут применяться для односторонней (без подкладных колец) сварки стыковых соединений труб
...
Электроды обеспечивают качественное формирование обратного валика корневого шва с плавным переходом к основному металлу, в связи с чем подварка корня шва изнутри трубы не требуется
...
Типичные механические свойства металла швовных от нижнего, а также позволяет перекрывать зазоры повышенной ширины, что особенно важно при сварке в монтажных условиях
...
Наличие составляющих сердечника, содержащих соединения щелочных и щелочно-земельных металлов, позволяет обеспечить в широком диапазоне токов стабилизацию дугового разряда, мел-кокапельный перенос электродного металла, незначительное разбрызгивание
...
Сварочные шлаки, образующиеся при плавлении рутиловых порошковых проволок, обеспечивают получение швов благоприятной формы с отличным внешним видом в широком диапазоне токов и скоростей сварки [6—9]
...
Чтобы снизить содержание водорода в металле шва, компоненты сердечника проволоки прокаливают и иногда вводят небольшое количество легкоразлагающихся комплексных фтористых солей
...
Более подробные сведения об этих проволоках приведены в работах [6—91-Сварка в углекислом газе порошковой проволокой рутилового типа выполняется, как правило, на постоянном токе обратной полярности
...
Наличие составляющих сердечника, содержащих соединения щелочных и щелочно-земельных металлов, позволяет обеспечить в широком диапазоне токов стабилизацию дугового разряда, мел-кокапельный перенос электродного металла, незначительное разбрызгивание
...
Сварочные шлаки, образующиеся при плавлении рутиловых порошковых проволок, обеспечивают получение швов благоприятной формы с отличным внешним видом в широком диапазоне токов и скоростей сварки [6—9]
...
Чтобы снизить содержание водорода в металле шва, компоненты сердечника проволоки прокаливают и иногда вводят небольшое количество легкоразлагающихся комплексных фтористых солей
...
Порошковые проволоки для сварки в атмосфере защитных газовЭто позволяет использовать проволоки рутил-флюоритного типа для сварки металлоконструкций из низколегированных сталей, эксплуатация которых может успешно производиться в сложных климатических условиях, при отрицательных температурах, динамических и знакопеременных нагрузках
...
Главным источником водорода в порошковых проволоках является влага, адсорбированная на поверхности частиц сердечника, и водородсодержащие компоненты волочильной смазки
...
При высокой влажности сердечника в металле шва возможно возникновение пористости, устранить которую позволяет сушка или низкотемпературная прокалка проволоки
...
Порошковые проволоки для сварки в атмосфере защитных газовЭто позволяет использовать проволоки рутил-флюоритного типа для сварки металлоконструкций из низколегированных сталей, эксплуатация которых может успешно производиться в сложных климатических условиях, при отрицательных температурах, динамических и знакопеременных нагрузках
...
Порошковые проволоки с металлическим сердечником для сварки в среде защитных газовОдной из разновидностей порошковых проволок для сварки в среде защитных газов, которая получила развитие в последние годы, является проволока с металлическим порошковым сердечником
...
Небольшие количества неметаллических материалов в сердечнике используются для улучшения характеристик стабильности дугового разряда и регулирования металлургических и технологических свойств шлака
...
Зависимость производительности наплавки от силы сварочного тока при использовании порошковых проволок и проволок сплошного сечения диаметром 1,2 мм: 1 — порошковая проволока е металлическим сердечником; 2— порошковая проволока с рутиловым сердечником; 3 — проволока сплошного сеченияпластическим свойствам соединений при низких температурах
...
Самозащитные порошковые проволокиСамозащитная порошковая проволока является одним из наиболее универсальных присадочных материалов для механизированной и автоматизированной электродуговой сварки
...
Простота выполнения процесса сварки, маневренность, обусловленные отсутствием необходимости организации дополнительной защиты расплавленного металла, высокие технико-экономические показатели и технологичность определили целесообразные области применения этого процесса для сварки в полевых и монтажных условиях
...
Механические свойства металла шва и сварного соединения, выполненного проволокой с рутил-органическим сердечником, соответствуют по уровню показателей электродам общего назначения с рутиловым типом покрытия
...
Хорошие сварочно-технологические свойства, возможность сварки металла, покрытого окалиной или небольшим слоем ржавчины, позволяют рекомендовать эти проволоки для сварки неответственных конструкций из низколегированных сталей на открытых площадках и на монтаже [6]
...
Оксиды, образующиеся при диссоциации карбонатов, сплавляются с другими компонентами сердечника и создают дополнительную шлаковую защиту расплавленного металла
...
Эффективная защита расплавленного металла от воздуха достигается при использовании газошлакооб-разующих систем, обеспечивающих равномерное и полное разложение карбонатов и раннее образование шлакового расплава (см
...
Механические характеристики металла шва и сварного соединения, выполненного проволокой карбонатно-флюоритного типа, соответствуют показателям, которые достигаются при сварке электродами с фтористо-кальциевым покрытием
...
Проволока диаметрами 1,2 и 1,6 мм предназначена для автоматической и полуавтоматической сварки со свободным формированием металла шва на углеродистых и низколегированных сталях во всех пространственных положениях; рекомендуется для сварки в монтажных условиях
...
По сва-рочно-технологическим свойствам проволока обеспечивает устойчивое горение дуги, образующийся шлак покрывает поверхность шва равномерно, а его отделимость отличная
...
Процесс сварки характеризуется относительно низким разбрызгиванием электродного металла, что обеспечивает выполнение качественных швов способами «сверху вниз» и «снизу вверх», а также сварку кольцевых швов
...
Обеспечение требуемых механических свойств металла шва и зоны термического влияния достигается путем легирования сердечника проволоки и использования приемов специальной техники сварки [181
...
Такие шлаки хорошо формируют шов, предупреждают образование вмятин и надрывов на поверхности шва, а также позволяют избежать сцепления шлаковой корки с движущимся ползуном |19|
...
При сварке с полупринудительным формированием (горизонтальные швы) или с неподвижными формирующими приспособлениями (ванная сварка) используют са-мозашитные проволоки с содержанием газо шла ко образующих материалов, близким проволокам общего назначения, или применяют дополнительную газовую защиту зоны плавления
...
Металлургические и технологические свойства таких проволок обеспечивают стабильность качества соединения при изменении пространственного положения сварочной ванны от потолочного до нижнего [20]
...
Высокие свойства сварных соединений, включая показатели при испытаниях на CTOD («сгаск tip opening displacement* — раскрытие в вершине трещины), длительную статическую и динамическую прочность, обеспечиваются сочетанием металлургического решения с особыми технологическими приемами выполнения швов с высокой скоростью |20|
...
Обеспечение требуемых механических свойств металла шва и зоны термического влияния достигается путем легирования сердечника проволоки и использования приемов специальной техники сварки [181
...
Такие шлаки хорошо формируют шов, предупреждают образование вмятин и надрывов на поверхности шва, а также позволяют избежать сцепления шлаковой корки с движущимся ползуном |19|
...
При сварке с полупринудительным формированием (горизонтальные швы) или с неподвижными формирующими приспособлениями (ванная сварка) используют са-мозашитные проволоки с содержанием газо шла ко образующих материалов, близким проволокам общего назначения, или применяют дополнительную газовую защиту зоны плавления
...
Это связано с их температурой и с различным характером плавления электродной проволоки и поведением активных пятен иа обеих поверхностях, Время и поверхность взаимодействия металла, незащищенного шлаком, играют второстепенную роль в абсорбции азота
...
Микролегирование сварочной ванны титаном и бором при определенном содержании бора и кислорода позволяет добиться оптимальных структур и высоких механических свойств металла швов
...
Эффективность защиты от азота воздуха повышается за счет увеличения массы покрытия, окислительного потенциала покрытий рутилового вида, предупреждения деструкции органических составляющих покрытий и диссоциации карбонатов путем регулирования температуры прокалки электродов при изготовлении, ограничения силы тока и напряжения дуги
...
При сварке самозащитной порошковой проволокой необходимо применять такие составы сердечников проволок, которые обеспечили бы равномерное выделение газов в широком интервале температур (от 400 до 1400 °С) при нагреве проволок на «вылете»
...
Плохое смачивание капель электродного метал-ла и ваины шлаками электродов этого вида создает условия для непосредственного контакта металла с газовой фазой и повышенной абсорбции азота
...
Такая ситуация реализуется при обеспечении содержания водорода в сварочной ванне, значительно превышающем предел его растворимости в жидком железе при температуре плавления, т
...
Эффективно снизить абсорбцию азота можно либо защитив зону сварки углекислым газом, смесями газов на основе аргона, либо использовав проволоку двухслойной конструкции
...
Образование холодных трешин зависит от содержания водорода в сварном шве: чем больше концентрация водорода, тем более выраженным становится растрескивание
...
Особая роль дислокаций в механизме водородной хрупкости обусловлена тем, что их перемещение — основной механизм пластической деформации и одновременно — наиболее эффективный способ транспортирования водорода в объеме металла
...
Ловушками водорода являются различные структурные дефекты, такие, как вакансии, растворенные атомы, дислокации, границы зерен и фаз, микро- и макропоры, неметаллические включения, частицы второй фазы и т
...
Они получили всеобщее признание во многих отраслях промышленности и строительства и производятся в массовых масштабах на многих предприятиях Украины, России и других стран Ближнего и Дальнего зарубежья
...

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
Соединение металлов в твердой фазе

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

admin

Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами