ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Общая схема формирования химического состава металла сварных швов и наплавок при сварке плавлением из "Сварочные материалы " Металл сварных швов при сварке плавлением формируется либо за счет расплавления только основного металла, либо, более часто, за счет расплавления основного и добавочного (присадочного металла). [c.16] В процессе сварочной операции расплавленный металл взаимодействует с окружающей его материальной средой (газами, неметаллическими расплавами — шлаками и пр.) и получает те или иные изменения, связанные с испарением некоторых составляющих при высоких температурах сварочного пространства, образованием различных химических соединений, нерастворимых в металле, и др. В целом эти изменения характерны как для расплавляемого основного металла, находящегося в сварочной ванне, так и для поступающего в ванну добавочного металла. Как правило, поступающий в ванну добавочный металл при основных способах сварки плавлением (электрическая дуговая сварка, особенно плавящимся электродом электрошлаковая сварка) нагревается до более высоких температур, чем в ванне, и имеет большую контактирующую со средой удельную поверхность (отношение поверхности к объему). Поэтому все процессы взаимодействия с окружающей средой, происходящие через поверхность и интенсифицированные более высокой температурой, приводят, как правило, к большему изменению состава добавочного металла, чем расплавляемого составного. Этот измененный в процессе сварки добавочный металл называется наплавленным металлом. [c.16] Рассмотрим формирование состава металла шва на примере дуговой сварки плавящимся электродом. [c.16] ДХ% — изменения в составах основного и электродного металлов, произошедшие при сварке (знаком плюс показано приращение, например от взаимодействия металла со шлаком, а знаком минус — потери, например от окисления или испарения). [c.17] При этом сумма 1 [Х ,] + (1 — Ф1) 1Х]з рассматривается как исходная концентрация элемента X в ванне, получаемой смешиванием не измененных сваркой основного и электродного металлов. [c.17] В связи с тем, чго основным фактором, выбывающим нзмснения состава расплавляемого электродного стержня при сварке, является его взаимодействие с электродным покрытием, а их относительные количества (например, относительный вес покрытия к весу стержня) постоянны, [X практически мало зависит от режима сварки и может считаться некоторой постоянной характеристикой электрода определенной марки. [c.17] Расчеты состава металла шва при ручной дуговой сварке штучными электродами по большинству легирующих элементов, при правильно выбранном значении у (по результатам экспериментов или на основании обобщений по ранее выполненным работам) дают весьма удовлетворительное совпадение с результатами анализа металла швов. Это позволяет пользоваться такой схемой оценки формирования металла шва при ручной сварке для ряда практических целей. [c.18] Изменения АХ при сварке под флюсом по формуле (1.2) не являются столь же стабильными и в значительной степени зависят от режима сварки.Это определяется как изменением относительного количества шлака на единицу расплавляемого металла при изменении режимов сварки [68], так и изменением характера перехода и взаимодействия металл — флюс при различных напряжениях дуги и плотности тока в электродной проволоке 180, 50]. [c.18] Тогда выражение [Х] АХ можно считать идентичным Х нм в формуле (1.4). [c.18] По материалам М. Д. Щипкова [73] такая упрощенная схема оказывается в ряде случаев применимой и дающей возможность оценить составы металлов швов при некоторых обычных средних режимах сварки. [c.18] По аналогичным формулам можно рассчитывать и состав первого слоя наплавки, осуществляемой на поверхность основного металла. [c.18] Оценим теперь значения величины ф, а следовательно, и (1 -1 ). [c.18] При заметном различии Уом и 7 д, это также может быть учтено расчетом. [c.19] Доля основного металла в металле однопроходного шва (одиночного наплавленного валика) зависит от способа сварки, режима сварки (например, при дуговой сварке плавящимся электродом — от Ug, leg и К ), теплофизических свойств свариваемого металла, формы и размеров разделки кромок под сварку. Для обычных режимов ручной дуговой сварки плавящимся электродом, а также обычных типовых режимов сварки под флюсом малоуглеродистых и низколегированных сталей доля основного металла ф, в металле шва при отсутствии разделки (согласно рис. 1.3, а) изменяется в следующих пределах при ручной сварке — от 0,25 до 0,40 при сварке под флюсом — от 0,65 до 0,70. [c.19] Сложнее осуществляется расчет состава многослойных наплавок и особенно швов в разделку. [c.20] Рассмотрим формирование состава последующих слоев наплавки в простейшем случае — слоя на слой (рис. 1.4, а), считая, что наплавленный металл для второго слоя такой же, как для первого, а в качестве основного металла оказывается металл первого слоя (валика) наплавки. [c.20] Так как 1]) 1, 1]5 115, т. е. доля участия основного металла в металле второго слоя наплавки меньше, чем в первом, а доля наплавленного — больше. [c.20] Практически формирование состава наплавок происходит сложнее. Действительно, по принятой технологии наплавки слоя, состоящего из отдельных валиков, каждый последующий валик в слое перекрывает предыдущий на — /3 его ширины (рис. 1.4, б). В этом случае второй валик МШ , 2) первого слоя уже будет являться продуктом смешивания металлов трех химических составов — расплавленного основного (ОМ), наплавленного (НМ) и металла первого валика (МШ ). Если представить второй валик первого слоя состоящим из доли ij) основного металла, доли металла валика МШ и [1 — (ij + ij) )] наплавленного металла, то можно оценить отличие состава МШ- 2 от состава МШх,1 и далее МШ До AIZZ/i, 3. [c.21] Как следует из расчета, разница составов МШ и МШ , может быть значительной, а в дальнейшем отличие МШ 3 от MZZ/i, 2 уже незначительно. [c.21] Изменение доли основного металла от слоя к слою в аустенитных хромоникелевых электродах и подобном же основном металле для случая ручной наплавки и сварки стыковых швов с различной разделкой показано на рис. 1.5. [c.22] Вернуться к основной статье