ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Неметаллические сварочные материалы из "Сварочные материалы " Ранее отмечалось, что в условиях сварки металл в результате взаимодействия с окружающей материальной средой может поглощать нежелательные элементы, ухудшать свой состав и свойства. Так, например, при выполнении сварки в обычной воздушной атмосфере без специальной защиты металла от ее воздействия происходят процессы окисления и азотирования. Для некоторых металлов, в частности сталей, наиболее значительными в этих условиях являются окисление и азотирование жидкого металла — капель расплавленного добавочного металла или сварочной ванны. При сварке других металлов, например титановых сплавов, опасно взаимодействие с кислородом, азотом (и некоторыми другими элементами и соединениями) не только жидкого, расплавленного металла, но также и твердого, нагретого ниже температуры плавления. [c.208] В связи с этим надо предохранять при сварке от воздействия воздуха (или других вредных газовых фаз) либо только расплавленный металл, либо и расплавленный, и твердый, нагретый до достаточно высоких температур. Идеальной защитой при этом было бы удаление из зон, где имеется расплавленный или твердый, но достаточно нагретый металл, таких веществ, которые, реагируя с металлом, могли бы его ухудшать. Такой идеальной защиты, как правило, создать при сварке не удается. Однако воздействие окружающей металл материальной среды можно свести к минимуму, к пределам, которые практически будут незаметны, малозначимы. Такую материальную среду в реакционном сварочном пространстве можно будет считать практически пассивной, инертной. Она будет создавать необходимую защиту металла при сварке от ухудшения. Среда, осуществляющая такую защиту от воздействия воздуха, может быть либо газовая, либо жидкостная. [c.208] Таким образом, если газовая фаза какого-то определенного состава может служить средством превентивной защиты металла от вредного воздействия в основном составляющих воздуха, то жидкие шлаки могут не только выполнять эту роль, но и обрабатывать металл в желаемом направлении. [c.209] Защита от кислорода и азота воздуха может быть осуществлена путем почти полного его удаления (до состояния достаточно высокого вакуума, например, при электроннолучевой сварке) либо путем оттеснения воздуха от реакционного сварочного пространства другими газами. Это обычно достигается направлением в зону сварки так называемых защитных газов. Если сварка выполняется в естественных условиях, при окружении воздуха, такое его оттеснение осуществляется направленной, достаточно мощной струей защитного газа. Эта струйная защита кроме требований к самому защитному газу должна отвечать еще и некоторым общим требованиям, таким как отсутствие замешивания внешней газовой среды в струю, достаточное оттеснение окружающего газа. Если химическая активность и возможность реагирования с расплавленным металлом определяются составом защитного газа, то надежность струйной защиты определяется рядом дугих параметров (сечение струи, начальная скорость истечения газа, его плотность и др.). [c.209] Струйная защита применяется при сварке с использованием так называемых инертных газов, а также активных, явно реагирующих с металлом. Она применяется и при ручных, и при механизированных способах дуговой сварки. [c.209] Как при струйной защите, так и при сварке в камерах с защитной атмосферой применяются практически не реагирующие с металлом инертные газы — технический аргон, гелий и их смеси. Для меди и ряда сплавов на медной основе таким практически инертным газом является достаточно очищенный азот, а для молибдена — водород. Возможны и другие комбинации газов и их смесей. [c.209] Однако достаточно большие расходы таких газов, особенно при струйной защите, при их дефицитности и достаточно высокой стоимости ограничивают их широкое применение. [c.209] При сварке ряда металлов применение таких газов не обязательно, а иногда (например, для кипящих малоуглеродистых сталей) может даже создавать трудности в получении швов необходимого качества. Однако использование в этих случаях так называемых активных газов вполне оправдано и по техническим, и по экономическим соображениям. Наиболее широко в качестве активного защитного газа в сварочной технике применяется углекислый газ, иногда в виде смесей с добавлением аргона или даже кислорода. Сварка в углекислом газе, впервые предложенная в СССР [44], получила широкое применение и у нас, и за границей. Обычным методом использования таких защитных газов является струйная защита. [c.210] Значительно меньшее применение получила сварка с использованием в виде защитного газа паров воды. [c.210] В некоторых случаях в качестве материалов, создающих газовую фазу с необходимыми, с точки зрения металлургического процесса обработки металла при сварке, характеристиками, их воздействие определяет и тепловой режим сварочной операции. Примерами такого использования являются горючие смеси при газовой сварке плавлением и пайке, газопрессовой сварке и при других пламенных методах обработки металлов. Эти горючие смеси получаются из тех или иных горючих газов и обычно кислорода. Наиболее универсальным из применяемых в сварочном производстве горючих газов является ацетилен, хотя в ряде случаев используются и различные его заменители пропано-бутановые смеси, природные газы, метан, водород и др. [c.210] Кислород как газ, применяемый в сварочном производстве, имеет самостоятельное значение. Он обеспечивает создание теплоэффективного пламени для сварки плавлением, давлением и при пайке он используется в качестве добавок к защитным газам при дуговой сварке им определяются процессы кислородной резки металлов. [c.210] Таким образом, в сварочной технике применяется много различных газов и их смесей. [c.210] Однако значительно шире в сварочном производстве применяются различные шлаки. [c.210] Они используются и в целях защиты от влияния воздуха при автоматической и полуавтоматической дуговой сварке под слоем флюса различных металлов и сплавов, при электрошлаковой сварке, а также при ряде других способов сварки и наплавки, как при независимом источнике тепловой энергии для сварки и пайки (газопламенная сварка и пайка, дуговая сварка и наплавка неплавящимся электродом и др.), так и при дуговой сварке зависимой дугой (сварка плавящимся электродом). [c.210] В случае использования гранулированных порошкообразных флюсов при дуговой сварке расплавляемые частицы создают шлаковый купол над реакционной зоной дуги, заполненный газами. Процессы взаимодействия в этом случае происходят в системе металл—шлак—газ. При этом в зоне наиболее высоких температур газовый цузырь значительно влияет на процессы взаимодействия, а в хвостовой части ванны он отсутствует и шлак непосредственно контактирует с металлом. [c.211] При электрошлаковой сварке (и электрошлаковом переплаве) шлак взаимодействует с расплавленным металлом практически без участия газовой фазы. [c.211] Аналогичное положение имеет место и при газовой сварке и пайке с вводимыми в сварочную зону флюсами — шлаками. [c.211] Кроме защиты от воздуха сварочные шлаки осуществляют ряд задач по освобождению расплавленного металла от различных вредных примесей. К этим их функциям относится не только освобождение металла от растворенных и выделенных в нем в виде самостоятельной фазы окислов, но также удаление из металла других вредных примесей (в железных сплавах серы, фосфора, в никелевых — серы и др.). Для этого в каждом конкретном случае составы шлаков должны иметь определенную композицию (см. гл. П.5). [c.211] Вернуться к основной статье