ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлургические процессы при сварке из "Сварка и резка металлов " Плавление металла. В процессе электродуговой сварки плавлением металл сварного соединения плавится под воздействием мощной электрической дуги, горящей между электродом и свариваемым изделием. Температура дуги колеблется в пределах 5000—8000°С. Под действием мощного сосредоточенного источника тепла плавятся свариваемый (основной) и электродный (сварочный) металлы. [c.14] Расплавленный металл электрода переходит в сварочную ванну в виде небольших капель. Металл капель подвергается в дуговом промежутке воздействию шлака покрытия электрода и газов окружающей среды. При ручной сварке электродами, имеющими покрытие, одновременно с основным и электродным металлами плавится и нок/рытие, в результате чего образуется расплавленный неметаллический слой шлака. Назначение шлака— улучшать свойства расплавленного металла. Шлак защищает металл капли и сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха, раскисляет и легирует металл сварочной ванны, в шлаке растворяются вредные примеси. В ряде случаев шлак способствует устойчивому горению дуги. [c.15] В процессе плавления электродного покрытия наряду с образованием слоя расплавленного шлака выделяются газы, возникающие при сгорании газообразующих компонентов покрытия (целлюлоза, крахмал, древесная мука) и разложении молекул мела, мрамора. Реакции между газообразными веществами и жидким металлом протекают быстрее, чем при использовании шлаковой защиты, поэтому действие последней более интенсивно. [c.15] принимаемые для защиты металла сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха, не всегда достигают цели. Поэтому содержание кислорода в наплавленном металле всегда бывает выше, чем в основном и электродном. Для снижения количества кислорода в наплавленном металле, а следовательно для повышения механических свойств металла, применяется раскисление его и удаление образовавшихся окислов из сварочной ванны. Раскисляется металл с помощью углерода, марганца, кремния, алюминия (раскислите-ли), которые вводятся в электродную проволоку или электродные покрытия. [c.15] Кристаллизация металла сварного соединения. Сварное соединение образуется из металла сварного шва (расплавленный основной и электродный металл) и, участков основного металла, црилегающих к сварному шву (рис. 1). При ручной сварке покрытыми электродами металл шва в среднем состоит из 30—50% основного и 70—50%, электродного металла. [c.16] При остывании металла сварочной ванны происходит его первичная и затем вторичная кристаллизация. Образование зерен при переходе металла из расплавленного в твердое состояние называется первичной кристаллизацией. При изменении температуры в затвердевшем металле меняется форма зерен. Этот процесс называется вторичной кристаллизацией (перекристаллизацией). При вторичной кристаллизации стремятся к измельчению зерна, что улучшает механические свойства стали. Легирование металла шва через покрытие электродов, а также надежная защита металла сварочной ванны способствуют получению достаточно чистого, без включений, металла шва необходимого химического состава с требуемыми свойствами. [c.16] Выделяющееся при сварке тепло уходит в основном в свариваемый металл через околошовные участки, называемые зоной термического влияния. От обычной термической обработки нагрев и охлаждение металла сварного соединения в зоне термического влияния отли-чается кратковременностью теплового воздействия и нагревом до высоких температур. Нагрев и охлаждение /V. металла околошовной зоны оказывают серьезное влия-ние на его свойства, вызывая различные структурные изменения. Свойства сварного соединения определяются свойствами металла шва и металла зоны тер мического влияния. Зона термического влияния при сварке покрытыми электродами составляет около 6 мм (участки перегрева — 2,2 мм, нормализации — 1,6 мм, неполной перекристаллизации — 2,2 мм). Сварные соединения разрушаются главным образом в зоне термического влияния в следствие потери основным металлом пластических свойств. [c.17] Дефекты структуры металла сварных соединений. К этим дефектам относятся шлаковые включения, трещины, поры. [c.17] В большинстве случаев неметаллические включения имеют высокую температуру плавления, небольшую прочность, способствуют коррозии металла, так как отличаются от него по химическому составу. [c.18] Для предупреждения появления шлака в наплавленном металле в состав электродных покрытий вводят вещества, дающие возможность понизить температуру плавления окислов и образующие легко удаляемые из металла соединения. Кроме того, удаляют загрязнения, ржавчину и окалину в месте сварки на основном -металле, шлак при многослойной сварке после наплавки каждого валика замедляют остывание основного металла, применяя соответствующий режим сварки, толстый слой шлака или другие приемы. [c.18] Качество сварного соединения во многом зависит от технологических приемов сварки, в результате которых должно быть получено сплошное соединение. Сплошность сварного соединения является одним из основных признаков качества сварки. Нарушение сплошности проявляется обычно в виде трещин и пористости. [c.18] Трещины условно делятся на горячие и холодные. [c.18] Увеличению вероятности появления горячих трещин способствуют сера, углерод, жртний, водород. [c.18] Большую роль в образовании холодных трещин играют фосфор, водород, молекулы которых скопляются в пустотах структуры металла. Предупредить появление трещин можно предварительным подогревом свариваемых элементов и использованием оптимальных режимов сварки. [c.18] В процессе расплавления металла из него выделяются газы, которые, оставаясь в затвердевшем металле, делают его пористым, а поры способствуют разрушению сварного соединения, так как служат концентраторами напряжений. Кроме того, оставшиеся в металле газы уменьшают его пластичность, повышая твердость и хрупкость. Поры имеют шарообразную и вытянутую формы. [c.18] Основными причинами появления пор являются влага, присутствующая в электродах и присадочной проволоке ржавчина, окалина на свариваемых кромках интенсивное выделение газов при затвердевании металла, наличие в стали в большом количестве водорода. [c.18] Вернуться к основной статье