Главная


Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами




Листать книгу
Листать
Страницы: 1 ... 21 ... 63 ... 105 ... 147 ... 189 ... 222
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41


скачать книгу Металлургия дуговой сварки: Взаимодействие металла с газами




Рассмотрены термодинамика и кинетика процессов абсорбции газов, растворимость газов в железоуглеродистых сплавах в зависимости от температуры и состава, особенности взаимодействия низкотемпературной плазмы, содержащей водород и азот
...
Проанализирован механизм образования индуцированных водородом холодных трещин в сварных соединениях конструкционных сталей, в том числе высокопрочных низколегированных
...
Розглянуто термодинаміку і кінетику процесів абсорбції газів, розчинність газів у залізовуглецевих сплавах залежно від температури та складу, особливості взаємодії низькотемпературної плазми, яка містить у собі водень і азот
...
Проаналізовано механізм утворення Індукованих воднем холодних трішин у зварних з'єднаннях конструкційних сталей, у тому числі високоміцних низьколегованих
...
Описаны методы определения водорода в покрытии электродов, флюсов, порошковых прополок, а также оперативный метод определения диффузионного водорода в металле шва
...
Рассмотрена термодинамика и кинетика образования пористости в сварных швах, изучена роль поверхностных явлений в зарождении газовых пузырьков при кристаллизации сварочной ванны
...
Рассмотрены особенности диффузии водорода в сварных соединениях, взаимодействие водорода с железом, новые представления о природе водородной хрупкости, результаты математического моделирования образования холодных трещин, предложены способы предотвращения индуцированного водородом растрескивания сварных швов и соединений
...
Григоровичем оценкой растворимости элементов в железе [91 по диаграмме металлический диаметр (dwt)—потенциал ионизации последнего валентного электрона (/v) водород в твердом железе образует раствор внедрения благодаря двум факторам: энергетическому — ионизации атома водорода решеткой растворителя и размерному — малому размеру протона
...
В работе [19] приведены наиболее полные данные о параметрах взаимодействия первого порядка практически всех легирующих элементов и примесей для системы Ре—Н
...
Значения параметров взаимодействия легирующих элементовционную способность по отношению к водороду, увеличивают его растворимость и в твердых сплавах железа
...
Кроме того, при высокой концентрации раскислителей в расплавленной стали замедляется или полностью прекращается реакция взаимодействия углерода с кислородом (кипение ванны), которая в значительной мере может способствовать удалению водорода
...
Присутствие в сплаве поверхностно-активных элементов (О, 5, С) уменьшает адсорбцию водорода, вакантные участки поверхностного слоя оказываются занятыми атомами кислорода, углерода, серы
...
Повышение температуры увеличивает скорость массопередачи водорода из атмосферы печн через шлак к металлу в'основном потому, что понижается вязкость шлака |2]
...
Особенностью процессов взаимодействия газов и шлака с металлом при дуговой сварке является высокая температура столба дуги и расплавленного металла, большая скорость и кратковременность протекания реакций
...
От температуры зависят степень диссоциации и ионизации газов в дуговом промежутке, характер протекания процессов между газовой, металлической и шлаковой фазами, плавления и переноса электродного металла [40|
...
В электродах с мелкокапельным переносом (рутиловое и рудно-кислое покрытие) существенное увеличение сварочного тока по сравнению с номинальным значением практически не влияет на температуру капель (0,2
...
При крупнокапельном переносе, когда капля на торце электрода существует длительное время (основной вид покрытия), варьирование силы тока в небольших пределах вызывает довольно резкое изменение температуры капель (2 К/А)
...
Взаимодействие металла с водородомУ электродов с основным покрытием (крупнокапельный перенос) эта зависимость выражена значительно сильнее (2 К/А), При сварке электродами этого вида на малых токах зафиксирована наиболее низкая температура капель
...
Проведение экспериментов относительно взаимодействия газов с металлом на торце электрода и сварочной ванны в условиях дуговой сварки плавлением существенно усложняется из-за высоких температур, диссоциации и ионизированного состояния газа, высоких скоростей реакций
...
Абсорбция газа металлом состоит из нескольких стадий; движения* молекул газа к поверхности, диссоциации молекул на поверхности, адсорбции атомов металлической поверхностью и диффузии атомов в объем металла или расплава
...
Для описания распределения газа в металле необходимо определить общий поток газа через поверхность раздела фаз металл—газ в течение каждого момента времени на протяжении всего процесса
...
Отметим, что не все столкновения молекул газа с металлической поверхностью сопровождаются химической реакцией (растворением или образованием химического соединения)
...
Математическое моделирование абсорбции газов металломАтомыМолекулы газаВозбужденные молекулыЭлектроныОтражениеАбсорбция ф расплавРис
...
Таким образом, физическая модель абсорбции газов строится с учетом следующего:•газы растворяются в металле только в атомарном состоянии;•каждый атом газа после столкновения с поверхностью металла проникает в его объем;•недиссоциированные молекулы диффузно отражаются от поверхности металла;•в отсутствие плазмы диссоциация молекул газа происходит на нагретой металлической поверхности;•диссоциация молекул газа в плазме происходит непосредственно в ее объеме;•интенсивность десорбции газа из металла зависит от температуры поверхности и поверхностной концентрации атомов растворенного газа;•конвективное перемешивание металла отсутствует
...
При расчетах абсорбции для различных давлений газа за единицу концентрации принято равновесное содержание газа,вычисленное по закону Сивертса [Г] = Кг^1\
...
Зависимость содержания водорода в железе иа глубине 10 мкм от времени при разной температуре плазмы при температуре металла 2000 К и парциальном давлении водорода в плазме 50 Пации в ней увеличивается иа много порядков
...
Диссоциация в самой плазме превосходит диссоциацию газа на нагретой поверхности, что приводит к увеличению количества диссоциированных атомов в слое Кнудсена
...
Расчет кинетической зависимости абсорбции газов при контакте металла с плазмой согласно предложенной математической модели без описания динамики эволюции плазмы представлен на рис
...
Результаты расчетов позволяют оценить кинетическую зависимость абсорбции газов в зависимости от температуры плазмы и парциального давления газа, а также влияние температуры плазмы на концентрацию растворенных в металле газов
...
Общая схема расположения капли металла в столбе дуги при сварке на токе при прямой полярности: / — плавящийся электрод; 2 ~ капля электродного металла; 3 — катодное пятно; 4 — столб дугового разряда; 5 — сварочная ваннамого газа, поэтому происходит уменьшение абсорбции химически активного газа металлом
...
Системы уравнений массопереноса описывают процесс испарения металла без учета влияния на него процесса абсорбции газа, а уравнения распространения — абсорбцию газа с учетом взаимодействия атомов газа и атомов испаренного металла
...
Для решения уравнения диффузии применяли метод конечных разностей путем аппроксимации пере-менной симметричной неявной схемой Кранка—Ни-колсона [47] с перестраиваемым шагом по пространственной и временной координатам
...
Работоспособность представлені го й мате мати ческо й модели проверяли путем расчета абсорбции газа в условиях, для которых существуют надежные экспериментальные данные
...
Результаты расчетов абсорбции водорода в условиях термодинамического равновесия, когда железо находится в контакте с чистым газом при атмосферном давлении, имеющим одинаковую[Н1
...
Зависимости абсорбции водорода от температуры в условиях термодинамического равновесия при парциальном давлении газа 0,1 МПа: А — экспериментальные данные [16]
...
Это связано, по-видимому, с тем, что при абсорбции газов из обычной атмосферы лимитирующим звеном в процессе абсорбции является диссоциация молекул газа у поверхности металла, которая возрастает с повышением его температуры
...
В процессе абсорбции из плазмы дугового разряда степень диссоциации определяется температурой дуги, которая слабо зависит от температуры поверхности металла
...
Введение фтористых соединений для снижения парциального давления водорода в зоне дугового разряда является одним из эффективных способов снижения поглощения водорода жидким металлом
...
Таким образом, есть основание использовать термодинамический подход в качестве первого приближения для изучения процессов в столбе, причем влияние при электродных областей не учитывается
...
Необходимый для расчетов статистический вес атомов, молекул и ионов подсчитывали по взятым из справочных таблиц значениям энергии и состоянию электронов в атомах
...
При добавлении в газовую фазу 81РЛ массовая доля водорода в жидком металле снижается довольно существенно за счет протекания реакции взаимодействия водорода со свободными атомами фтора, образующимися при диссоциации 51Р4 (рис
...
При высоких температурах образование летучих тетрафторидов может происходить также при наличии в сердечнике порошковых проволок фтористого кальция и кремнезема или диоксида титана (циркония) по следующим реакциям взаимодействия влаги с тетрафторидами и реакциямобразования тетрафторидов, рис
...
Источниками водорода в зонегорения дуги при сварке порошковой проволокой является влага окружающей атмосферы (независимая переменная), органические загрязнения, влага, ржавчина на свариваемых поверхностях, влага и водород содержащие соединения компонентов сердечника, волочильной смазки
...
Мелкодисперсные материалы сердечника различаются между собой повышенной склонностью к сорбции влаги, поэтому при длительном хранении на открытом воздухе наблюдается увеличение потенциального содержания водорода в проволоке из-за увлажнения сердечника
...
Влияние содержания влаги и водорода в порошковых проволоках на содержание водорода в наплавленном ыеталлеПримечание, Над чертой приведено содержание водорода до термообработки, под чертой — после,* Термообработка; прокатка в течение 2 ч при температуре 230 °С
...
Долю влаги, удаляемую из сердечника проволоки при ее термообработке, рассчитывали по экспериментальным данным, полагая, что при тщательной очистке поверхности проволоки от волочильной смазки удаляются все водород-содержащие соединения
...
Влияние кремнефтористого натрия на содержание водорода, см'/ЮО г, в металле шва при сварке проволокой с массовой долей влаги сердечника 0,5 %Одним из путей снижения потенциального содержания водорода в проволоке является применение сырьевых материалов с низким уровнем водород содержат их соединений: железного порошка, ферросплавов, рудо-минеральных компонентов, например флюоритового концентрата с выжженными флотационными добавками, а также использование волочильных смазок, содержащих минимальное количество водорода
...
Экспериментальное исследование роли фтористых соединений в сварочных материалахАвторами работ [65, 66J был обнаружен в составе газов, выделяющихся из зоны горения дуги под флюсом, тетрафторид кремния SiFj при наличии CaFj во флюсе
...
В результате реакции между CaF2 и SiO, образовывался СаО, способный связывать Si02 в комплексы силикатов кальция, что и привело к замедлению и прекращению реакции
...
Здесь же показано значительное снижение скорости реакции и уменьшение степени использования исходного количества CaF2 и Si02 при введении в систему СаО и А120,, что обусловлено дополнительным снижением активности Si02
...
Различный состав и сравнительно невысокая концентрация газообразных фторидов в атмосфере дуги весьма затрудняют их анализ известными химическими методами [75, 761
...
При этих температурах не только удаляется большая часть влаги, содержащейся в связующем и минералах, но и разлагаются водороде оде ржа тис органические материалы, которые часто применяются в качестве пластификаторов
...
Общие сведения о составе сварочных материалов и содержании водородаление металла обеспечивается ферромарганцем, Содержание водорода в наплавленном металле высокое
...
Методы определения содержания диффузионного водорода в сварных швахДля разработки эффективных мер снижения абсорбции водорода жидким металлом, контроля качества сварочных материалов, предотвращения образования холодных трещин и пор необходимо располагать надежными данными о концентрации водорода в сварных швах
...
Производили сравнение следующих методов отбора проб металла шва: наплавки металла на составной образец, зажатый в тисках с медными водоохлаждаемыми губками |85); «ка-
...
Весьгма перспективным является метод нагрева образцов исследуемые веществ до температуры порядка 1000 °С в потоке аргона с кон^ вотированием выделившихся воды и фто-/
...
При конвертировании проб газа, эвакуированных из реакционной камеры, регистрируются пики водорода, площадь которых пропорциональна количеству выделившейся воды и водорода (рис
...
С помощью изложенного выше метода [118] получены температурные зависимости удаления воды, а также определено содержание ее в компонентах электродных покрытий
...
Опыты с температурной остановкой при 400 °С показали наличие кристаллизационной воды в этих компонентах, которая удаляется при температуре выше 400 °С и может попадать в газовую фазу дуги при сварке
...
Традиционными связующими для изготовления покрытых электродов являются шелочгжые гидросиликаты Ыа, К и Ыа—К комбинированные гидросилмкаты или жидкие стекла
...
Последние, имея такие же параметры структурной ячейки, как и вода, встраиваются в квазирешетку воды, не искажая ее, и соединяются с ней связями, сила которых близка к водородно»1
...
Следовательно, и абсолютное количество связанной в киде гидратных оболочек воды в жидком стекле определяется видом и количеством катионов шелочных металлов
...
Зависимость количества остаточной влаги \¥ в покрытии электродов и диффузионного водорода в наплавленном металле от модуля жидкого стекла М представлена на рис
...
Это обусловлено уменьшением количества гидратирован-ных катионов натрия и калия в растворе силиката и, следовательно, уменьшением в нем доли связанной влаги
...
С возрастанием плотности раствора жидкого стекла повышается также степень его полимеризации, что вызывает трудности поликонденсации щелочного силиката, необходимой для его дегидратации
...
Наряду с элементами физической сорбции влаги, характерной для капи-лярно-пористых тел, в электродном покрытии наблюдаются хе-мосорбционные явления, связанные с наличием щелочно-сили-катной связки
...
Температуры 300 °С и выше не могут быть рекомендованы для сушки проволоки, так как при этом ускоряется развитие процессов окисления металла оболочки и металлических порошков сердечника
...
Одной из причин этого снижения является перегрев образцов и ухудшение условий фиксации водорода в металле шва в области высоких токов наряду с резким снижением тн/тш
...
Форма и размеры составных образцов для выполнения многослойных швов: / — анализируемый образец; 2 — выводные планкиВлияние различных сочетаний 1п и исв на содержание [Н]диф в наплавленном металле и металле шва приведено в табл
...
Средняя концентрация [Н]аи, личества слоев наплавленного в металле многослойных швовметалла замедляет удаление водорода из Нижележащих слоев, и темп снижения содержания [Н]диф по мере увеличения массы наплавленного металла при этом уменьшается
...
Сила сварочного тока зависит от vn3 и Ав, Влияние vnD и ha изучали по симметричному полнофакторному плану эксперимента 42 (четырехуровневому), предназначенному для синтеза полной регрессионной кубической модели
...
Основными источниками водорода в атмосфере дуги при сварке порошковой проволокой являются влага сердечника и технологическая смазка на поверхности оболочки
...
Технологические меры по удалению смазки, сушке и прокалке сырьевых материалов и проволоки перед применением позволяют снизить содержание водорода в металле шва до уровня, соответствующего низководородным присадочным материалам
...
Эффективное снижение содержания водорода в металле шва при сварке порошковой проволокой возможно при использовании в составе сердечника порошковой проволоки комплексных фторидов
...
После определения [Н]ш,ф из прокатанных капель отбирали средние пробы, которые тщательно очищали от окалины, и методом вакуум-плавки на установке УН-6 фирмы «Негеи5» в них определяли остаточный водород
...
Поэтому растворимость водорода в железе, определенная в условиях, близких к равновесным, не может характеризовать возможное содержание водорода в металле при данной температуре и ни в какой степени не может являться предельной растворимостью, как иногда принято считать
...
Для этого с помощью аргоно-дугавой сварки расплавлялся электрод АНО-4 диаметром 3 мм, который был уложен в специальную разделку на толстой медной пластине («бескапельный» процесс)
...
Снижение времени взаимодействия капель металла с окружающей средой при повышении силы тока также способствует уменьшению содержания водорода в металле швов
...
Подобным образом зависят от напряжения дуги показатели времени взаимодействия жидкого металла на стадии капли тк и кинетический показатель взаимодействия жидкого металла на стадии капли ш [40]
...
Удлинение дуги не оказывает существенного влияния на температуру капель |40) и содержание водорода в металле, наплавленном на разных полярностях при постоянном1
...




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