Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

Металлургические процессы в сварочной ванне


Размеры и время существования сварочной ванны могут сильно изменяться в зависимости от способа и режима сварки; в то же время эти два фактора имеют важнейшее значение с точки зрения полноты проходящих химических реакций, очистки жидкого металла от газов и шлаков, формирования шва.
Необходимо учитывать различие в степени участия основного и электродного металла в формировании шва в зависимости от способа сварки. Так, при ручной сварке доля участия основного металла в формировании шва не превышает 30-35%, а при автоматической и полуавтоматической сварке обычно составляет 50%, но может увеличиваться и до 70%. Количество и состав шлаков при ручной сварке и при сварке под флюсом различны.
При ручной сварке капли из дугового промежутка, двигаясь с большой скоростью, погружаются в сварочную ванну, перемешиваются в ней с металлом и перемещаются от дугового пятна назад и в стороны. При движении капель в ванне происходит разделение металла и шлака вследствие разрушения шлаковых оболочек из-за значительного газообразования внутри капель и разницы в удельном весе металла и шлака. Весь металл в ванне энергично перемешивается и выделяющиеся нерастворимые газы удаляются в атмосферу.
В сварочной ванне продолжаются интенсивные окислительно-восстановительные реакции с образованием легкоплавких шлаков, всплывающих на поверхность шва и создающих шлаковый покров.
Кроме того, происходит очищение металла ванны от серы. Основное значение металлургических реакций в сварочной ванне - раскисление металла шва и очищение его от вредных примесей и газов. Указанные процессы в полной мере заисят от состава толстого покрытия электрода, чистоты свариваемых кромок, влажности кромок и покрытия электрода, размеров и времени существования сварочной ванны.
Наилучшим образом раскисляют и очищают металл шва электроды, содержащиe в покрытии большой процент мрамора (СаСО3) и значительный процент ферросплавов. При наличии на кромках окалины в сварочную ванну попадает кислород, что вызывает интенсивное образование FeO, в свою очередь, приводящее к выгоранию углерода и возможному образованию пор в шве. Влажность кромок или покрытия и наличие ржавчины приводят к окислению металла шва и насыщению его водородом по реакции Fe + H2O = FeO + 2H.
О вредной роли закиси железа и водорода говорилось ранее. Таким образом, для обеспечения качества сварки важное значение имеют чистота и сухость свариваемых кромок и отсутствие влаги в покрытии электродов.
При сварке под флюсом дуга горит в газовом пузыре, закрытом оболочкой расплавленного флюса и слоем гранулированного (насыпного) флюса. Для металлургических процессов, протекающих при сварке под флюсом, характерна более эффективная защита зоны сварки от действия воздуха, больший объем сварочной ванны и лучшая очистка металла ванны от газов и шлаков, а также наличие определенной зависимости между режимом сварки и химическим составом металла шва. Указанные обстоятельства обеспечивают достаточно высокую прочность металла шва при значительно меньшем его легировании, чем в процессе ручной сварки.
В связи с тем, что температурный режим под флюсом в разных частях зоны сварки различен, металлургические процессы в них протекают по-разному. Условно зону сварки делят на две области: 1) область высоких температур вблизи дуги, где плавится металл и флюс, и 2) более холодная - в задней части ванны, где происходит остывание и ванны, и шлака. Как показали опыты, с флюсом в наибольшей степени взаимодействует электродный металл; поэтому при постоянных химических составах флюса и основного электродного металла, но при разных режимах сварки, химический состав металла шва меняется.
Так, с увеличением длины дуги и напряжения увеличивается и количество расплавляемого флюса, а следовательно, усиливается взаимодействие жидкого флюса и металла.
При укорочении дуги и увеличении силы тока количество расплавляемого флюса уменьшается и металлургические реакции идут в меньшем объеме и менее полно. Химический состав шва приближается к исходному составу стали и проволоки.
Этому способствуют более глубокое проплавление основного металла и уменьшение доли участия электродного металла в шве, что уменьшает взаимодействие металла с флюсом. Атмосфера дуги при сварке под флюсом состоит в основном из окиси углерода и водорода, паров флюса и металла. Многие из этих газов благодаря высокой температуре находятся в диссоциированном состоянии.
Избыток атомарного водорода в дуге приводит к насыщению им металла шва, что вызывает пористость шва. В связи с этим возникает необходимость предотвратить растворение водорода в сварочной ванне, для чего главным образом применяется фтор, который связывает водород в нерастворимый в металле фтористый водород по реакции CaF2 + H -- CaF + HF.
При наличии во флюсе большого количества SiO2 в зоне высоких температур из CaF2 образуется летучее соединение. Оно связывает водород. Химический состав металла шва зависит не только от реакции в столбе дуги, но и от реакций, происходящих между шлаком и металлом в сварочной ванне. Основными из них являются кремне- и марганцевосстановительные процессы. Вблизи дуги в области высоких температур эти реакции идут справа налево, т. е. происходит восстановление кремния и марганца и частичное легирование металла шва этими элементами. Однако следует подчеркнуть, что основной процесс легирования проходит ранее, еще в каплях электродного металла. Во второй, остывающей части ванны при бэлее низких температурах реакции идут слева направо и происходит восстановление железа с образованием легкоплавкого шлака в виде комплексных соединений (шлаков), всплывающих на поверхность ванны и образующих шлаковую корку.
При недостаточном содержании Мn и Si может происходить раскисление железа углеродом, однако эта реакция, приводящая к пористости шва, подавляется кремнием, вводимым в металл шва в пределах 0,20 - 0,30%.
Реакция очищения сварочной ванны от серы происходит за счет марганца.
Обычно флюсы не могут усваивать фосфор, так как при относительно низкой концентрации кислорода в сварочной ванне фосфорный ангидрид разрушается по реакции P2O5 + 5Fe -- 2P + 5FeO.
Вследствие этого фосфор не может быть связан в нерастворимые соединения, переходящие в шлак, и попадает непосредственно в металл шва. В связи с этим при сварке под флюсом строго ограничивается содержание фосфора в присадочных материалах - проволоке и флюсе. Таким образом, при сварке под флюсом химический состав металла шва регулируется соответствующим подбором сварочной проволоки и флюса, а также режима сварки.
При сварке в среде аргона процессы в сварочной ванне зависят от химического состава основного и присадочного металла. При сварке неплавящимся (вольфрамовым) электродом без присадочного прутка (тонкий металл) получается металл шва, по составу близкий к основному, так как в процессе сварки происходит только переплавление основного металла в нейтральной среде аргона, не растворяющегося в жидком металле. Сварка тонкого металла производится при малых сварочных токах, и поэтому сколько-нибудь значительного испарения компонентов не происходит.
При сварке неплавящимся электродом с подачей присадочного прутка в сварочную ванну могут попасть небольшие количества азота и кислорода из воздуха (за счет адсорбции этих газов поверхностью прутка). Эти газы могут привести к образованию в ванне нитридов и окислов, которые остаются в шве и могут заметно снизить пластические свойства металла (например, при сварке титана и его сплавов). В том случае, когда сварка ведется плавящимся электродом, возможно более интенсивное испарение компонентов в дуге, а также некоторое окисление металла за счет небольших примесей кислорода в аргоне или на поверхности проволоки (это наиболее существенно для химически высокоактивных металлов - алюминия и титана). В связи с этим присадочная проволока обычно имеет повышенное содержание элементов-раскислителей и элементов, компенсирующих угар.
Основные металлургические процессы в сварочной ванне - образование растворов (в отдельных случаях - химических соединений), взаимная диффузия и очищение ванны от газов. При сварке в среде углекислого газа положение изменяется, так как защитный газ может растворяться в жидком металле, а в ванну может попадать из воздуха некоторое количество кислорода и влаги. В результате наряду с потерей отдельных легирующих элементов в сварочной ванне металл ванны может быть сильно насыщен окисью углерода (при большом содержании углерода), либо парами воды и водородом (при малом содержании углерода). В обоих случаях металл шва будет пористым.
Повышенная склонность к пористости металла шва - основное осложнение при сварке в среде СО2. Применение обычных электродных проволок (Св08, Св08А) и даже проволок с повышенным содержанием раскислителей (Св10ГС) не гарантирует получения металла шва без пор. Только разработанные в ЦНИИТМАШ (Центральный научно-исследовательский институт техно- и машиностроения) специальные марки электродных проволок - Св08ГС и Св08Г2С, содержащие достаточное количество раскислителей, позволяют успешно вести сварку в среде СО2 углеродистых и низколегированных судостроительных сталей без образования пор.


Популярные статьи


   Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках...
прочитать полностью >>
   Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада.
прочитать полностью >>
   Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные...
прочитать полностью >>
   Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры...
прочитать полностью >>


В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями.
прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску...
прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков.
прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции.
прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала.
прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей...
прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом!
узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом!
узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас!
узнать подробности >>

   При цитировании материалов сайта "Сделаем сами.Ру" гиперссылка обязательна