ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлургические процессы при сварке из "Электросварка Издание 2 " В состав многих покрытий и флюсов вводится плавиковый шпат СаРг, который, разлагаясь при высокой температуре, выделяет фтор ( aFg aF+F). Выше уже отмечалось, что фтор ухудшает условия горения сварочной дуги вследствие большого сродства к электрону. При температуре дуги порядка 6000°К диссоциация фтора достигает очень больших размеров. Однако диссоциированный фтор выполняет весьма важную положительную роль в металлургическом процессе сварочной ванны он связывает водород в молекулы, обладающие высокой стойкостью. [c.49] Железо с кислородом образует три соединения (окисла), имеющих весьма важное значение в металлургических процессах, происходящих при сварке плавлением закись железа РеО, содержащую 22,27% О2, закись-окись железа Рез04, содержащую 21,Ы% О2, окись железа РвгОз, содержащую 30,06% О2. [c.50] Образующаяся закись железа растворяется частично в шлаке и частично в расплавленном мегалле, вследствие чего в сварном шве образуются поры. В твердом железе растворимость кислорода невелика. [c.50] Для уменьшения растворимости окисла в металле необходимо иметь соответственно более низкую концентрацию окисла в шлаке, в результате окисел будет стремиться перейти из металла в шлак. Наоборот, более высокая концентрация окисла в шлаке способствует его переходу в металл. Металл может окисляться и под действием химически активных, по кислороду, окислов (шлаков), например, кремния и марганца. [c.50] При наличии в газовой фазе сложных газов, таких как например, СО2 и Н2О, которые при диссоциации выделяют кислород, также происходит окисление металла сварочной ванны. [c.50] Взаимодействие водорода, азота и сложных газов с расплавленным металлом сварочной ванны. Водород в составе газовой фазы может находиться в молекулярном или атомарном состоянии, что зависит от температуры. При более высоких температурах молекулярный водород диссоциирует на атомарный и ионизированный. Металлы, способные растворять водород, можно разделить на две группы. К первой группе относятся металлы, не имеющие химических соединений с водородом (железо, никель, кобальт, медь и др.). Металлы первой группы поглощают водород в твердом состоянии, растворимость которого в них увеличивается при плавлении и зависит от состояния водорода. [c.51] Ко второй группе относятся металлы, образующие с водородом гидриды, представляющие химическое соединение металла с водородом (палладий, цирконий, титан, ванадий, торий, тантал и редкоземельные элементы). При небольших количествах поглощенного водорода эти металлы образуют с ним твердые растворы, а при более значительных количествах — гидриды. Легирующие элементы оказывают самое разнообразное влияние на растворимость водорода в сплавах железа. Углерод, кремний, алюминий и хром снижают растворимость водорода в сплавах железа, а титан и ниобий ее увеличивают. Растворенный водород в сварочной ванне и его неполное выделение в период кристаллизации приводят к образованию дефектов пор, макро- и микротрещин в металле шва, а также холодных и горячих трещин в околошовной зоне. [c.51] Концентрация водорода в сварочной ванне может быть уменьшена путем создания нерастворимых соединений водорода в металле, как например, фтористого водорода ИР, а также путем некоторого окисления сварочной ванны. [c.51] Углекислый газ. В составе газовой фазы зоны дуги углекислый газ СО2 присутствует в значительных количествах. Это особенно заметно при сварке электродами, покрытие которых создано на основе мрамора и плавикового шпата. В процессе плавления такого покрытия происходит диссоциация карбоната кальция с образованием углекислого газа. [c.52] СаСОд= СаО + СО2. [c.52] Углекислый газ активно окисляет жидкий металл. [c.52] Образующаяся окись углерода СО в металле шва не растворяется, в процессе кристаллизации сварочной ванны она выделяется и образует поры. Углекислый газ может быть использован для защиты зоны сварки от воздуха, если в состав проволоки ввести марганец и кремний, которые будут нейтрализовать реакцию образования СО. [c.52] Водяной пар, находящийся в.газовой фазе, образуется из влаги покрытия и флюса, влаги ржавчины, находя- щейся на поверхности свариваемых кромок, а также в результате реакций, протекающих в г1окрытиях и газо- вой фазе. [c.52] Кислород, находясь в сварочной ванне, образует с железом закись железа РеО, которая, растворяясь в сварочной ванне, снижает прочностные свойства металла шва. [c.53] Водород, оставшийся в расплавленном металле, впоследствии является причиной образования холодных трещин. [c.53] Вернуться к основной статье