ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Физико-химические процессы при сварке из "Сварочное дело в строительстве Издание 2 " Длина дуги влияет на увеличение или уменьшение окисления. При большей длине дуги окисление происходит более интенсив-н, при меньшей — менее интенсивно вследствие уменьшения времени взаимодействия жидкого металла с кислородом. [c.29] Кислород, находясь в стали в виде закиси железа, является вредной примесью, так как резко снижает механические свойства стали (рис. 13). [c.29] С увеличением содержания кислорода в стали резко уменьшаются ее механические свойства — временное сопротивление (предел прочности), предел текучести, относительное удлинение и ударная вязкость. Кроме того, присутствие кислорода в стали ухудшает ее ковкость и обрабатывае-мвсть, уменьшает сопротивление коррозии и сообщает свойство красноломкости. [c.29] Для получения высококачественного металла шва и сварного соединения применяют защиту расплавляемого при сварке металла от окружающего воздуха. [c.30] Наиболее распространенной является газошлаковая защита, которая образуется при расплавлении специального покрытия — обмазки, нанесенной а электрод, или специального порошка— флюса, насыпанного слоем определенной толщины на -место сварки. [c.30] В процессе сварки покрытие или флюс плавится, образуя газ, который окружает зону сварки, и шлак, который обволакивает капли расплавленного металла и сварочную ванну, преграждая доступ к ним кислорода и азота воздуха. [c.30] Однако, несмотря на защиту, некоторое количество воздуха будет проникать в зону дуги. Кроме того, сварочный шлак и газы содержат различные окислы, которые при высокой температуре будут взаимодействовать с железом, окисляя, его. Окисление железа может происходить также за счет имеющихся на электроде и поверхности металла ржавчины и окалины. Поэтому электродные покрытия и флюсы должны обеспечивать удаление кислорода из стали. [c.30] При этом Ре остается в металле. [c.31] Из приведенных формул химических реакций видно, что для лучшего раскисления стали необходимо в сварочную ванну вводить раскислители — кремний, марганец и др. [c.31] При этом Мп и Si переходят в металл, а РеО распределяется между металлом и шлаком. [c.31] Восстановленные Мп и Si с понижением температуры ванны частично участвуют в раскислении железа, а частично остаются в металле. [c.31] Наряду с процессом раскисления при сварке происходит процесс легирования металла шва различными полезными примесями, которые вводят в электродную проволоку или в покрытие для получения требуемого химического состава и механических свойств шва. [c.32] При сварке малоуглеродистых и низколегированных сталей легирующие элементы Мп и 51 являются одновременно раскислителями, которые вводят в состав электродных покрытий для активизации шлаков. В плавленых флюсах для автоматической сварки специальных раскислителей нет процесс раскисления и легирования обеспечивается за счет восстановленных из шлака кремния и марганца. Так как при автоматической сварке расплавляется примерно в 3 раза больше шлака, чем при ручной, то количества восстановленных при этом кремния и марганца оказывается достаточно для выполнения указанных функций. Однако легирование шва этим путем ограничено. [c.32] Более широкую возможность легирования металла шва обеспечивают керамические флюсы, так как в их состав введены раскислители и легирующие элементы. [c.32] Раскислителями при сварке служат углерод, марганец, кремний, титан, алюминий и др. [c.32] Углерод попадает в шов из металла и шлака и является хорошим раскислителем. Реагируя с кислородом, углерод образует окислы СО и СОг, которые не растворяются в стали. При незначительном увеличении содержания С, особенно в покрытии, эти окислы не успевают выделяться из стали и остаются в шве в виде газовых пор. Поэтому применение углерода как раскислителя ограничено. [c.32] Кремний более сильный раскислитель, чем марганец. Его часто применяют в электродных покрытиях. Однако он имеет недостатки способствует появлению пористости швов и образованию в них В1ключений тугоплавкого окисла Si02. Поэтому кремний применяют совместно с марганцем. В этом случае недостатки его значительно ослабляются. [c.33] Титан — сильный раскислитель. Он применяется во многих марках электродных покрытий, образует с азотом нитриды, нерастворимые в стали, чем предупреждает ее старение и улучшает структуру. [c.33] Алюминий также сильный раскислитель, но применяется D малых дозах и с большой осторожностью, так как образует тугоплавкие окислы, которые остаются в шве, снижая его механические свойства. [c.33] Наряду с раскислением и легированием стали при сварке происходит процесс рафинирования металла шза. Этот процесс идет параллельно с раскислением и заключается в освобождении шва от шлаковых (включений и вредных примесей, например от FeS, Р2О5 и др. [c.33] Вернуться к основной статье