Электродуговая сварка сталей. Справочник

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Электродуговая сварка сталей. Справочник

Благодаря хорошему раскислению металла сварочной ванны, хорошей защите зоны сварки от попадания воздуха и связыванию водорода в нерастворимое в жидком металле соединение с кислородом швы, выполняемые сваркой в углекислом газе, содержат меньше кислорода
...
Металлургические особенности электродуговой сварки под флюсом Сварочные плавленые флюсы представляют собой сплавы окислов металлов с фторидными солями, в одной группе которых преобладают химически активные окислы, а в других — фториды
...
Переход в шов марганца и кремния при дуговой сварке под высококремнистыми высокомарганцовистыми флюсами малоуглеродистой стали малоуглеродистой проволокой
...
При сварке легированных сталей легированными проволоками восстановление кремния из флюса происходит при значительно меньшем содержании кремнезема в последнем
...
Чем больше содержится в проволоке легирующих элементов и чем выше их сродство к кислороду, тем при меньшем содержании кремнезема во флюсе происходит восстановление кремния и переход его в шов
...
Это обусловлено тем, что при увеличении сварочного тока уменьшается количество расплавляемого флюса, возрастает скорость образования капель на конце электрода и скорее ть их перехода через дуговой прс межуток в сварочную ванну, т
...
Напомним, что с увеличением сварочного тока повышается температура металла электродных капель в дуге и увеличивается поверхность контактирования капель металла с оболочками флюса вследствие увеличения общего количества расплавляемого в единицу времени электродного металла и измельчения расплавляемых капель
...
При пониженном количестве МпО во флюсах, содержащих много кремнезема, в момент начала раскисления, когда в металле сварочной ванны еще находится значительное количество РеО, между шлаком и металлом возможна реакция
...
Закономерности взаимодействия жидких металла и флюса относятся также к сварке легированных сталей под низкои среднекремнистыми, низкои среднемарганцевыми флюсами
...
Немаловажная роль в образовании и конечной концентрации в шве неметаллических включений, преимущественно силикатных, снижающих ударную вязкость металла
...
При этом относительное количество кремнезема в силикатных включениях металла почти вдвое превышает содержание кремнезема во флюсе и расплавленном шлаке в зоне сварки
...
Как показывает химический анализ шлаковых корок, полученных при сварке под флюсами с различными количествами окислов железа, содержание серы и фосфора в корке по сравнению с содержанием во флюсе возрастает
...
Это свидетельствует о протекании обменных реакций в зоне сварки между закисью железа, содержащейся во флюсе — шлаке, и серой и фосфором металла электродных капель и сварочной ванны
...
Высокое содержание закиси железа во флюсе обусловливает протекание этой реакции влево, в сторону снижения концентрации фосфора в сварочной ванне С точки зрения ионной теории шлаков и на основании данных о способности кальция удерживать ионы фосфора в шлаке авторы работ
...
Таблица ШЛО Химический состав наплавленного металла, выполненного автоматической сваркой под флюсами различной окислительной способности проволокой Св
...
Металлургические особенности сварки покрытыми электродами При сварке толстопокрытыми электродами защита жидкого металла от воздуха обеспечивается за счет шлакои газообразующих компонентов покрытия
...
Снижение содержания кремния в металле шва при повышении содержания мрамора в обоих случаях обусловлено не только увеличением окислительного потенциала
...
Как уже отмечалось применительно к сварке под флюсом, с увеличением основности шлака активность кремния в нем уменьшается, в результате чего полнота его окисления и переход в шлак возрастает
...
Некоторая разница между кривыми перехода марганца и кремния обусловлена тем, что с увеличением содержания мрамора в покрытии возрастающий окислительный потенциал газовой фазы в дуге и основность шлака действуют в одном направлении относительно
...
Иная зависимость наблюдается для углерода, содержание которого в наплавленном высоколегированном металле возрастает при увеличении содержания мрамора в покрытии до
...
Опыты, однако, показывают, что науглероживание высоколегированного металла шва, содержащего элементы — раскислители, имеет место даже при меньшем содержании мрамора в покрытии
...
Как известно, повышение кислотности шлака способствует окислению марганца, хрома и других элементов, обладающих сродством к кислороду, кроме кремния, переход которого из шлака в шов при этом обычно возрастает
...
Следует, однако, иметь в виду, что чрезмерное увеличение количества обожженного магнезита в покрытии повышает тугоплавкость последнего и вязкость шлака,
...
Одним из факторов, уменьшающих кислотность покрытия электродов и соответственно переход кремния в шов, является снижение содержания жидкого стекла в покрытии без ущерба для прочности последнего
...
Молекулы жидкого стекла приобретают полярную ориентацию, вследствие чего уменьшается поверхностная энергия, увеличивается поверхностное натяжение и соответственно возрастают величина адгезии и равномерность распределения по поверхности частиц смеси
...
Естественно поэтому предположить, что окисление углерода металла электродных капель возможно также за счет наличия в газовой фазе сварочной дуги паров окиси хрома
...
При необходимости обеспечить максимальное выгорание и углерода, и кремния следует ввести в электродное покрытие совместно окислы хрома и железа, а в отдельных случаях и окислы циркония, имея при этом в виду, что увеличение количества последнего свыше
...
Для компенсации выгорания марганца и других элементов необходимо либо применить проволоку с большим содер жанием этих элементов, либо ввести эти элементы в покрытие
...
ДЕФЕКТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В СВАРНЫХ ШВАХ И СОЕДИНЕНИЯХ К дефектам металлургического происхождения в сварных соединениях относятся горячие и холодные трещины, газовые пузыри
...
Поры и неметаллические включения в процессе сварки могут образовываться только в металле сварных швов, а трещины — как в сварных швах, так и в околошовной зоне свариваемого
...
Образование всех рассматриваемых дефектов зависит не от квалификации сварщика, а главным образом от структуры свариваемой стали, ее химического состава и толщины, метода и режима сварки, а также от состава сварочных материалов
...
Эти дефекты в той или иной мере снижают работоспособность и эксплуатационную надежность сварного узла или изделия в целом, поэтому анализу причин, условий их образования и мерам их предотвращения уделяется большое внимание
...
Образование трещин, пор и неметаллических включений в сварных швах тесно связано с характером кристаллизации металла сварочной ванны, развитием в нем зональной и дендритной химической, а также физической неоднородности и, в конечном счете, с образованием той или иной микроструктуры
...
Кристаллизация металла сварочной ванны и его химическая и физическая неоднородность Условия кристаллизации металла сварных швов значительно отличаются от условий кристаллизации металла в отливках и слитках
...
Благодаря этому, а также вследствие меньшего содержания газов и вредных примесей сварные швы в большинстве случаев обладают более высокими механическими свойствами, чем металл отливок и слитков такого же состава
...
С особыми трудностями приходится сталкиваться при сварке ряда сталей, когда необходимо обеспечить свойства литого и нетермообработанного металла шва, равные или близкие к свойствам основного катаного и термообра
...
В обоих этих случаях, наряду с оптимальным химическим составом, характер кристаллизации металла шва и связанные с этим та или иная его структура и химическая дендритная неоднородность играют значительную роль в получении швов, отвечающих предъявляемым требованиям
...
По мере перемещения электрической дуги металл сварочной ванны в ее хвостовой части и по бокам быстро охлаждаетсч благодаря отводу тепла в основной металл и при достижении температуры плавления
...
При встречной направленности кристаллитов в центре затвердевшего шва образуется так называемая зона слабины, в которой обычно сосредоточено наибольшее количество ликвирующих элементов и наиболее развита дендритная химическая неоднородность
...
Зависимость размеров дендритов металла шва от структуры свариваемого металла особенно заметна, если гчев и основной металл имеют близкие химические составы
...
Каждый из столбчатых кристаллитов металла шва состоит из большого количества одинаково ориентированных первичных ячеек, или дендритов, вследствие специфического ячеистого характера кристаллизации
...
Такое строение кристаллитов обусловлено тем, что каждый из растущих дендритов сравнительно бистро развивается одновременно с соседними преимущественно за счет роста главных осей, т
...
Характерно, что эти границы кристаллитов металла шва, охватывающие несколько ячеек или дендритов, у линии сплавления являются продолжением границ зерен основного металла, причем поперечные размеры первых соответствуют размерам вторых
...
Некоторое отличие ориентировки группы дендритов, входящих в состав одного кристаллита, от ориентировки группы дендритов соседнего кристаллита обусловлено различием в ориентировке кристаллических решеток соседних полуоплавленных зерен основного металла, служащих подкладками для кристаллизации этих кристаллитов
...
Вещества, обладающие меньшей растворимостью в твердом металле, чем в жидком, и более низкой температурой плавления, вытесняются в жидкий расплав, обогащая его
...
Вследствие ограниченной диффузии впереди фронта кристаллизации создается обогащенный этими веществами слой жидкости с температурой плавления, более низкой, чем основы расплава
...
Степень переохлаждения этого слоя жидкого расплава сварочной ванны зависит от общего количества примесей в жидком металле, их коэффициентов диффузии и распределения между твердым и жидким металлом, а также от их
...
Чем выше общее содержание в металле второго элемента или примесей, снижающих температуру плавления сплава, меньше коэффициенты диффузии этого элемента и примесей в жидкости и меньше коэффициент распределения их между твердым и жидким металлом, тем больше накапливается этого элемента или примесей перед фронтом кристаллизации и, соответственно, тем более концентрационное переохлаждение и химическая дендритная неоднородность
...
Высота выступов соответствует интервалу кристаллизации обогащенного примесями жидкого металла и находится в обратной зависимости от скорости кристаллизации
...
Следовательно, вершины зубьев соответствуют изотерме ликвидуса металла данного состава, а основания — линии температуры наиболее возможного концентрационного переохлаждения
...
Однако не при всех возможных изменениях скорости охлаждения и кристаллизации реальных сплавов одинаково развивается химическая дендритная неоднородность
...
Вследствие этого в металле отсутствует микроскопическая химическая неоднородность в поперечном сечении кристаллитов и наблюдается сильно развитая зональная ликвация
...
К диффузионной кристаллизации относится также большинство процессов затвердевания, имеющих место в практике большой металлургии и при сварке, когда КЭф сильно отличается от единицы и наблюдается зубчатый фронт кристаллизации
...
При сравнительно умеренных скоростях затвердевания, когда примесь не успевает отводиться от фронта кристаллизации в толщу жидкого металла, но отводится от вершин выступов
...
Рост твердой фазы происходит не за счет избирательного присоединения атомов основы расплава, а преимущественно за счет присоединения любых его атомов, т
...
При этом возрастание градиента температур сопровождается некоторым снижением переохлаждения металла и степени химической его дендритной неоднородности
...
Механизм выделения оксидов и сульфидов, равно как и других неметаллических включений и газов, обусловлен описанным выше перераспределением и накоплением их перед зубчатым фронтом кристаллизации
...
Вследствие этого к концу кристаллизации оксисульфиды успевают скоагулировать и поэтому залегают между ячейками и кристаллитами в виде более или менее крупных разобщенных включений округлой формы
...
Измельчение дендритов и дезориентирование структуры металла шва уменьшает степень дендритной неоднородности и нейтрализует влияние выделившихся включений, повышая при этом механические и технологические свойства металла
...
Наряду с химической дендритной неоднородностью такая концентрация дефектов кристаллической решетки является причиной многих видов межкристаллитного разрушения металлов
...
Чем больше концентрация дефектов решетки и вредных примесей на вторичных границах кристаллитов, тем выше избыточная энергия этих границ и хуже ряд физических и химических свойств металла
...
Качественную зависимость ряда изменений свойств металла от отмеченной относительной энергии его границ можно выразить через глубину канавок теплового травления
...
Наиболее вероятно образование горячих трещин в околошовной зоне при сварке или заварке раковин литья аустенитных сталей при повышенном содержании в них водорода или плохо растворимых в твердом растворе примесей и их легкоплавких соединений, расположенных в виде пленок или строчек по границам
...
Напомним, что под межкристаллитной пластичностью металла понимают способность его кристаллитов взаимно проскальзывать относительно друг друга под действием напряжений без нарушения металлической связи между ними
...
Если температурный интервал хрупкости металла шва велик, а его межкристаллитная пластичность и прочность в этом интервале низки и если возрастание их с понижением температуры отстает от возрастания растягивающих напряжений и деформаций в нем, то под действием последних пластичность металла быстро исчерпывается и происходит хрупкое межкристаллитное разрушение — образуется горячая трещина
...
Чем выше температура металла шва, при которой сжимающие напряжения и деформации в нем переходят в растягивающие, и чем раньше возникают и быстрее нарастают эти напряжения, тем больше
...
Одна группа исследователей считает, что интервал хрупкости металлов и обусловленное этим образование горячих трещин в швах для всех металлов совпадает с так называемым эффективным
...
Если же пленки покрывают лишь незначительную часть межкристаллитных границ, трещины не образуются, В последнем случае возникающие напряжения распределяются на значительной площади контактирования
...
Исследованием процесса кристаллизации металла шва на низкоуглеродистой конструкционной стали с применением модифицированного микроскопа с горячими столом и камерой
...
Во всех остальных случаях швы начинают испытывать растягивающие напряжения и деформироваться только через несколько секунд после окончания кристаллизации и при значительно более низкой температуре, чем температура солидуса
...
Отмечается, что чем толще свариваемый металл, тем при более высокой температуре шва возникают в нем растягивающие напряжения и деформации и тем, следовательно, больше вероятность образования горячих трещин
...
Несмотря на некоторое различие во взглядах на механизм и причины возникновения горячих трещин в сварных швах, способы их предотвращения при сварке сталей различных классов, в том числе и наиболее трудносваривающихся однофазных аустенитных, во многом найдены и в настоящее время используются в сварочной практике
...
Факторы, определяющие склонность металла нелегированных и низколегированных сварных швов к образованию горячих трещин, и меры предотвращения трещинообразования Склонность сварных швов к образованию горячих трещин определяется следующими факторами
...
Влияние химического состава нелегированных и низколегированных швов на их стойкость против горячих трещин Элементами, обусловливающими образование горячих трещин в металле нелегированных и низколегированных швов, являются прежде всего сера, затем — углерод, фосфор, кремний, медь, никель
...
Элементами, повышающими стойкость швов против трещин, нейтрализующими вредное действие серы, являются марганец, кислород, титан, хром и, особенно, ванадий
...
Кармазина, повышение стойкости против горячих трещин сварных швов, легированных хромом, при сварке малоуглеродистой конструкционной стали можно объяснить наличием в сварочной ванне во взвешенном состоянии окислов хрома, отличающихся, как известно, весьма высокой температурой плавления
...
Вредное действие углерода на стойкость против горячих трещин нелегированных и низколегированных швов, вероятно, состоит не только в указанном выше усилении ликвации серы
...
Так, по мнению этих авторов, введение небольших количеств титана сопровождается значительным увеличением количества сложных сульфидных пленок и цепочек, расположенных по границам первичных кристаллитов
...
Дальнейшее повышение концентрации титана в металле шва сопровождается уменьшением количества пленообразных сульфидных включений и появлением сложных неметаллических включений угловатой формы, содержащих карбиды титана и сульфиды
...
При том же содержании углерода понижение температуры свариваемой низколегированной или низкоуглеродистой конструкционной стали приводит также к уменьшению критического содержания в шве серы и увеличению критического значения коэффициента формы провара
...
Отрицательное влияние уменьшения коэффициента формы нелегированного или низколегированного шва на его трещиноустойчивость при сварке конструкционных сталей обусловлено направленно
...
Факторы, определяющие склонность металла высоколегированных сварных швов к образованию горячих трещин, и меры предотвращения трещинообразования Горячие трещины, образующиеся в высоколегированных аустенит
...
показали более поздние опыты по сварке пластинчатых проб различной ширины с измерением деформаций и фиксацией момента и расстояния зарождения трещины от удаляющейся дуги, время возникновения горячих трещин в аустенитных швах, в которых образуется эвтектическая фаза с температурой затвердевания
...
При снижении скорости сварки и применении электромагнитного воздействия дезориентируется структура металла и повышается градиент температур жидкого металла перед фронтом кристаллизации, благодаря чему уменьшается химическая дендритная неоднородность по вредным примесям
...
Роль феррита в аустенитном шве настолько велика, что полезность или вредность дополнительного легирования тем или иным элементом определяется не столько способностью его нейтрализовать влияние серы и фосфора, уменьшать или усиливать дендритную ликвацию, сколько влиянием этого элемента на присутствие в шве ферритной фазы
...
Минимальное количество феррита, необходимое для предотвра щения образования горячих трещин в хромоникелевом металле шва, содержащем ниобий и повышенное количество кремния, составляет
...
В связи с положительным влиянием ферритной фазы на стойкость аустенитных швов против горячих трещин современная технология электродуговой сварки большинства высоколегированных аустенитных сталей предусматривает получение швов с аустенитно
...
При этом несколько возрастает общее содержание неметаллических включений и содержание в них окислов хрома и титана при снижении содержания окислов кремния
...
Повышению стойкости против горячих трещин чистоаустенитных сварных швов, выполняемых под низкокремнистым высокоокислительным флюсом, способствует также их более измельченная структура по сравнению со швами, сваренными под флюсами АН
...
Опыт показывает, что окислительный флюс более эффективно повышает стойкость против горячих трещин металла аустенитных швов при наличии в сварочной ванне титана, чем без него
...
Следует отметить, что применение высокоокислительного флюса в сочетании с легированием проволоки титаном либо введение окислов железа и окислов хрома в электродное покрытие или в керамические
...
флюсы не является универсальным средством получения качественных чистоаустенитных швов без трещин при наличии в них большого количества вредных примесей, а также при чрезмерном увеличении толщины свариваемого металла и повышенных погонных энергиях сварки
...
Весьма ощутимо в этом отношении отрицательное влияние повышенного содержания в металле таких швов кремния или наличия ниобия как в твердом растворе, так и в виде более или менее крупных включений комплексных соединений
...
Естественно, что при наличии в шве по границам кристаллитов и дендритов высококремнистых включений с низкими высокотемпературными пластичностью и прочностью стойкость наплавленного металла против горячих трещин снижается еще в большей степени
...
При дальнейшем повышении содержания кремния количество силицидной фазы в металле шва возрастает, структура его измельчается и вместо столбчатой становится дезориентированной
...
относительно оси шва колебаний конца проволоки, электромагнитного реверсивного воздействия на дугу и сварочную ванну, в том числе в сочетании с дополнительным подогревом присадочной проволоки
...
С ростом количества и плотности указанных облаков уменьшается вероятность перемещения в твердом растворе и концентрации дефектов кристаллической решетки на вторичных границах, что, в свою очередь, благоприятно сказывается на стойкости металла аустенит
...
Наблюдается четкая зависимость между шириной шва и длиной сварочной ванны, с одной стороны, и стойкостью металла шва против образования горячих трещин — с другой
...
С увеличением силы сварочного тока, напряжения дуги и температуры металла ши рина шва и длина сварочной ванны увеличиваются, а критическая скорость деформации наплавленного аустенитного металла соответственно падает
...
Не исключено и отрицательное влияние усиления физической неоднородности металла вследствие облегчения миграции дефектов решетки на границы кристаллитов из
...
Они обычно образу Влияние режима сварки и температуры предварительного подогрева свариваемой стали на стойкость против горячих трещин металла однофазного аустенитного шва типа
...
Не исключено и отрицательное влияние усиления физической неоднородности металла вследствие облегчения миграции дефектов решетки на границы кристаллитов из
...
Причем атомы водорода выделяются не только в атмосферу, но и в мельчайшие дефекты кристаллической решетки металла и неметаллические включения, скопляясь в них в виде молекул под большим давлением
...
Водород может попасть в зону сварки с маслом, ржавчиной и влагой, оставшимися на поверхности сварочной проволоки и на кромках свариваемого металла при плохой их зачистке
...
Парциальное давление азота в сварочной зоне может увеличиваться вследствие подсоса воздуха через зазоры между свариваемыми кромками, а также в результате попадания воздуха, находящегося между зернами флюса
...
Насыщение жидкого металла водородом и азотом происходит как в капле электродного металла при ее переходе через дуговой промежуток, так и непосредственно в сварочной ванне
...
Легирующие элементы и примеси оказывают влияние не только на величину пересыщения жидкого металла газами, что является необходимым условием образования пор, но также на условия зарождения газовых пузырьков в жидком металле
...
Таким образом, наиболее благоприятные условия для образования пузырьков газа в жидком металле создаются в местах впадин на фронте кристаллизации, где концентрация газа оказывается самой высокой
...
В зависимости от скорости движения фронта кристаллизации, общего содержания газа в жидком металле и скорости роста пузырька последний либо успевает всплыть на поверхность металла, либо остается между растущими дендритами
...
Благодаря росту пузырька перед его выделением количество газа вблизи пузырькЪ уменьшается и поэтому для образования следующего пузырька необходимо дальнейшее продвижение фронта кристаллизации и накопление газа в маточном расплаве
...
Если общее содержание газа в жидком металле невелико, то может оказаться, что и впереди фронта кристаллизации содержание его не достигнет предела растворимости в жидком металле при данной температуре и пузырьки газа не будут образовываться
...
Менее всего кислорода и оксидных включений содержат швы, выполняемые аргонодуговой и гелиедуговой сваркой, больше — швы, выполняемые в смеси аргона с кислородом, еще больше — швы, выполняемые в углекислом газе, и тем более в смеси углекислого газа с кислородом
...
Опыты показывают, что повышение содержания кислорода в аустенитном шве несколько снижает ударную вязкость и пластичность металла при низких температурах
...
Влияние окислов железа во флюсе, окислов хрома в покрытии электродов и легирования азотом и марганцем однофазных аустенитных швов на их трещиноустойчивость
...
Способы повышения производительности автоматической сварки под флюсом Увеличение объема выпуска сварных конструкций, а также применение металла больших толщин выдвинуло задачу повышения производительности сварки под флюсом
...
Известен способ сварки трехфазной дугой как прямого, так и косвенного действий, когда дуга горит либо между электродами, либо между электродами и изделием
...
Токоподвод осуществляется не в крайней нижней поверхности сварочного мундштука, как это принято обычно, а на некотором расстоянии от него, составляющем около
...

Производство электродов для дуговой сварки
Газовая сварка пластмасс
Краткий справочник паяльщика
Электродуговая сварка сталей. Справочник
Конструкционные клеи
Технология и оборудование контактной сварки: Учебник
Справочник сварщика-строителя

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

admin

Электродуговая сварка сталей. Справочник