ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поведение металлических составляющих сварочных материалов при сварке. Раскисление. Легирование из "Сварочные материалы " Известно, что свойства металлов вообще и сварных швов в частности определяются их химическим составом и структурой. При сварке различных металлов и сплавов требуемые составы металла сварных швов весьма разнообразны и варьируются в связи с эксплуатационным назначением сварной конструкции. Основным способом регулирования химического состава швов является варьирование состава наплавляемого металла (см. 1.1), т. е. применяемых сварочных материалов. Хотя составы электродных, присадочных материалов, регламентированные ГОСТами и ТУ, весьма разнообразны, обеспечить только ими необходимую номенклатуру составов металла швов (наплавок) оказывается затруднительным. Поэтому, например, для раскисления, а также легирования с целью получения необходимого состава металла швов (наплавок) при сварке кроме присадочного металла в процесс вводят через сварочные материалы необходимые элементы, обычно в виде добавок чистого металла или сплавов. [c.109] В некоторых случаях основной целью применения порошкообразных металлических добавок является не изменение химического состава металла шва, а повышение производительности сварки (добавка железного порошка в электродные покрытия при сварке сталей и пр.). [c.109] С обычно полной растворимостью металлов в жидком состоянии (за исключением некоторых пар металлов, нерастворимых друг в друге и практически непредставляющих интереса в вопросах сварки, например железо—свинец) и значительным перемешиванием жидкости в сварочных условиях их наличие не препятствует быстрому завершению выравнивания состава жидкости. [c.110] Таким образом, как правило, взаимное растворение расплавленных металлических фаз при сварке успевает происходить достаточно полно. [c.111] Однако к металлическим порошкам, вводимым в электродные покрытия или в керамические флюсы, следует предъявлять требования, связанные с их геометрическими размерами. Так, если вводимый металлический порошок должен выполнять функции связывания кислорода, выделяющегося в покрытии еще до развития контакта расплавленного шлака (покрытия) с металлом капель на электроде, следует увеличивать поверхность взаимодействия такой добавки с окислителями. Это достигается применением более дисперсного порошка раскислителя. Если же металлический порошок покрытия должен выполнять функции легирования наплавленного металла, то для уменьшения потери окислением целесообразно применять более крупногранулированный порошок. [c.111] Рассмотрим некоторые количественные характеристики процессов испарения, раскисления и легирования металлическими добавками для наиболее распространенного случая — сварки электродами с покрытиями. Эти характеристики с некоторыми поправка.ми (в частности, на активно взаимодействующую с металлом часть расплавляющегося флюса) можно применить и к кера-мическим флюсам. [c.112] Иначе обстоит дело с раскислением. [c.113] При сварке электродами с покрытиями основным источником окисления металла является не кислород воздуха, а кислород самого покрытия. При этом его большие количества выделяются в непосредственной близости к расплавляемому металлу и в сравнении с голым электродом не должны транспортироваться из отдаленных зон воздушного столба, окружающего дугу. [c.113] Рассчитаем для некоторых типовых покрытий возможное выделение кислорода, относя его либо к 1 г, либо к 100 г расплавляемого металлического стержня. [c.113] На рис. И.34 приведены материалы Т. Н. Дубоцой по влиянию количества кремния [51 ] , вводимого в покрытие такого вида, отнесенного по весу к весу электродного стержня [19]. Раскисление в этом случае осуществлялось только кремнием. Стержень был изготовлен из проволоки Св-08, содержащей 0,38% Мп и 0,01% 51. [c.114] Часто в покрытиях применяются комбинации раскислителей, например ферросилиция с ферромарганцем или еще дополнительно с ферротитаном (как в основном составе покрытия УОНИ-13). [c.115] Это количество свяжет 100 58% общего кислорода. Соответственно ферротитан способен связать- 100 1 43% кислорода. [c.116] Ферромарганец — примерно 5—10% кислорода. [c.116] Таким образом, потенциальные возможности введенного в покрытие количества раскислителей больше, чем необходимых для связывания выделяемого покрытия кислорода (может быть связано 58,0 + 43 + 5 = 106%), т. е. часть раскисляющих элементов будет оставаться в виде легирующих добавок. Обычно это марганец и кремний, так как титан и алюминий выгорают практически полностью. [c.116] Этот приближенный расчет, легко сопоставляемый и подтверждаемый экспериментальными исследованиями по конечному содержанию марганца, кремния, титана и алюминия в наплавленном металле, указывает на правильный количественный подбор раскислителей в электродах УОНИ-13/55, а также и на вероятную применимость рассмотренной выше расчетной схемы. [c.116] Менее точными получаются расчеты при использовании руднокислых покрытий в связи с недостаточно точными данными о степени завершенности реакций раскисления составляющих покрытия. [c.116] Покрытие с учетом сухого остатка жидкого стекла содержит гематит — 29,4% гранит — 28,6% ферромарганец (с 1 %Мп) 26,8% крахмал — 4,5% на 100 г стержня. [c.116] Получается высших окислов железа (Ре. Оз) 0,4 (29,4-0,92 + -f 28,6-0,05) = 11,5 г, где 0,92 и 0,05 — обычные количества FegOg в гематите и граните в %. [c.116] Соответственно при недостаточной раскисленности покрытия (в частности, и специально введенными раскислителями) элементы с промежуточной активностью будут давать зависимости, располагаю-щ,иеся между 1 и 4, качественный их характер показан ломаной линией 3 и прямой 2. [c.118] Вернуться к основной статье