ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Металлургические процессы при газовой сварке из "Газовая сварка и резка металла " При газовой сварке расплавленный. металл сварочной ванны вступает во взаимодействие с газами, находящимися в пламени 1а-аовой горелки или в воздухе, в результате чего может произойти испарение, окисление (соединение с кислородом воздуха) и выгорание отдельных легирующих компонентов (составляющих) металла, раскисление расплавленного металла, насыщение металла углеродом или водородом и др. [c.18] Испарение металлов. В процессе сварки металлы нагреваются до температуры, близкой к температуре кипения, в результате происходит интенсивное испарение. Легко испаряются цинк, магний, свинец. Испарение металла при сварке (особенно медноцинковых, алюминиевомагниевых, железомарганцевых и других сплавов) может привести к уменьшению (выгоранию) легирующих компонентов, что, в свою очередь, повлечет за собой изменение свойств металла. [c.18] Окисление металла при сварке. В основном металл сварочного шва окисляется газами пламени горелки или кислородом воздуха из окружающей среды. Кроме того, окисление расплавленного металла может происходить и за счет окислов (ржавчина, окалина), находящихся на поверхности кромок свариваемого металла или присадочной проволоки. [c.18] В процессе сварки содержание некоторых элементов (углерод, кремний, марганец) в металле шва уменьшается, так как они выгорают. В результате выгорания указанных элементов свойства сварного соединения ухудшаются. Например, при выгорании углерода образуется окись углерода, которая, выходя на поверхность ванны расплавленного металла, вызывает сильное кипение ее с чрезмерным разбрызгиванием — шов получается пористым с пониженными механическими свойствами. [c.19] Раскисление металла. Если в жидком мета.иле шва находится несколько разнородных окислов, то между ни.ми могут произойти химические реакции, в результате которых получаются соединения с более низкой температурой плавления, чем у исходных окислов. Эта особенность облегчает удаление окислов из расплавленного металла, так как полученные соединения имеют более низкую температуру плавления и легко вытесняются на поверхность ванны расплавленного металла шва. [c.19] При сварке некоторых металлов (алюминий, медь, латунь) применяют флюсы, в состав которых входят отдельные компоненты, способствующие образованию легкоплавких соединений. Таким образом, под раскислением следует понимать удаление из металла шва кислорода, находящегося в нем в виде различных окислов. Процессы раскисления и окисления происходят одновременно и взаимосвязанно. [c.19] Например, восстановление окислов железа в условиях сварки осу-шествляется преимущественно за счет окисления углерода, кремния и марганца. [c.19] Возможность протекания этих реакций зависит от температуры и процентного содержания элементов. В некоторой степени раскисление сварочной ванны осуществляется углеродом, окисью углерода пли водородом, имеющимися в пламени газовой горелки. При этом пламя не только восстанавливает окислы, ко н предохраняет расплавленный металл от окисления его кислородом и насыщения азотом воздуха, при растворении которых шов получается хрупким. Следует всегда помнить, что ацетилено-кпслороднос пламя является слабым восстановителем, так как газы пламени действуют в основном лишь на поверхности сварочной ванны. [c.19] Сварочное пламя по отношению к расплавленному металлу является не раскислителем, а защитной средой, затрудняющей доступ кислорода к сварочной ванне и замедляющей окисление металла. Особенно ярко это выявляется при сварке высокоуглеродистых и высоколегированных сталей, а такй е при сварке меди, латуни, бронзы и алюминиевых сплавов, раскисление которых одним пламенем недостаточно. В этом случае необходимо применять флюсы, способствующие удалению окислов из металла. [c.19] Для полного раскисления. металла путем восстановления окислов, которые растворены в ванне, необходимо применять более сильные раскислители, которыми являются кремний и- марганец. Вводить нх можно с помощью сварочных проволок или путем нанесения специальных обмазок на присадочную проволоку. Каждый элемент присадочной проволоки в отдельности влияет на. металл шва по-разному одни улучшают механические свойства, другой вызывает интенсивное образование газов или вязких и тугоплавких шлаков в сварочной ванне, что приводит к пористости. металла шва и загрязнению его неметаллическими включениями. [c.19] При газовой сварке в металле шва и околошовной зоне происходят структурные изменения. В результате более медленного (по сравнению с дуговой сваркой) нагрева зона термического влияния при газовой сварке получается больше, чем при дуговой. [c.20] Основной металл, непосредственно прилегающий к сварочной ванне, перегревается и приобретает крупнозернистую структуру. Образование дендритов в результате частичного оплавления зерен представлено на рис. 10. [c.20] Такое же строение получает и металл шва, кристаллизующийся на частично оплавленных крупных зернах внутренней границы ванночки. [c.20] В свою очередь, зону термического влияния можно подразделить на три участка. [c.20] Участок А, подвергающийся воз-действшо температур от 720 до 950° С, характеризующийся неполной перекристаллизацией, т. е. частичным образованием новых мелких зерен феррита. [c.20] Участок Б, находящийся под воздействием температур от 950 до 1100° С, отличается. мелким строением зерен, т. е. более полной перекристаллизацией, и обладает повышенными по сравнению с основным металлом механическими свойствами. [c.20] На участке В, подвергающемся действию температур свыше 1150° С, расположен перегретый металл с сильно выросшим зерном. [c.20] В зоне термического влияния может также образоваться закалочная структура (мартенсит) из-за интенсивного теплоотвода, вследствие чего вязкость и пластичность металла будут сильно понижены. В связи с этим зона термического влияния является таким местом, где в основном металле могут образоваться и развиться трещины. [c.20] Металлографическое исследование дает возможность контролировать швы, выявлять внутренние и наружные трещины, поры, раковины, непровары, шлаковые включения, а также определять структуру металла переходной зоны термического влияния. Из сварного соединения вырезают образец (в перпендикулярном направлении к оси сварного шва), который должен содержать зону термического влияния и прилегающие к ней небольшие участки основного металла, Этот образец называют темплетом. [c.21] Одну из поверхностей реза подвергают механической обработке, после чего тщательно полируют данную поверхность, доводя ее до зеркального вида. При механической обработке и последующей по-лиров.ке необходимо помнить, что подготовляемая поверхность образца для металлографических исследований должна быть строго перпендикулярна оси шва, без завалов краев, т, е. должна быть идеальная плоскостность. После этого подготовленную поверхность протравливают специальным реактивом и помещают на столик микроскопа. [c.21] Вернуться к основной статье