Взаимодействие металла шва с газами

Взаимодействие металла шва с газами [c.19]

Для предупреждения рассмотренных взаимодействий металла шва с газами в зоне дуги применяют защитные газовые, шлаковые, газошлаковые и вакуумные среды (рис. 1.24). [c.42]

Одной из основных задач при сварке циркониевых сплавов является предотвращение взаимодействия металла шва с активными газами. Поглощение кислорода и азота приводит к повышению прочности и снижению пластичности сварных соединений (рис. 31.2). Наиболее вредное влияние на швы оказывают азот и водород, содержание которых в сварочной атмосфере не должно превышать 1-10 % (объемн.) каждого. Количество кислорода может быть значительно большим до 1 % (объемн.). Загрязнение атмосферы парами воды или ацетиленом вызывает [c.410]

При газовой сварке металл ванны интенсивно перемешивается с газовым потоком пламени и вступает во взаимодействие с ним, в результате чего происходит окисление (соединение с кислородом), испарение отдельных компонентов (составляющих) металла, раскисление расплавленного металла, насыщение металла углеродом, водородом и др. В основном металл шва окисляется газами пламени горелки или кислородом воздуха. Растворяясь в стали, кислород вступает в соединение с легирующими компонентами, что увеличивает общее содержание кислорода в металле шва. Таким образом, избыточное содержание кислорода (в виде окислов или в чистом виде) приводит к снижению механических свойств сварного соединения. Кроме того, в процессе сварки содержание некоторых элементов (углерода, кремния, марганца и т. д.) в металле шва уменьшается, так как они выгорают. Вследствие этого также происходит - снижение механических свойств наплавленного металла. Процессы окисления и раскисления происходят одновременно и находятся во взаимосвязи. Так, например, восстановление железа из окислов в условиях сварки осуществляется в основном за счет окисления углерода, кремния, и марганца. Возможность протекания этих реакций зависит от температуры и процентного содержания элементов. [c.90]

Взаимодействие газов с металлом при сварке в защитных газах. Пористость. Активные газы — кислород, азот и водород — при сварке могут растворяться в жидком металле в процессе нагрева и выделяться из него при охлаждении и переходить в твердый металл шва. Выделение газов из жидкого металла сварочной ванны может вызвать образование пор переход газов в металл шва, как правило, ухудшает его свойства. Механизмы взаимодействия с жидким металлом азота и водорода, с одной [c.68]

Химический состав металла шва. Химический состав металла шва и его свойства зависят от состава и доли участия в формировании шва основного и электродного (присадочного) металла, реакций взаимодействия расплавляемого Металла с газами атмосферы и защитными средствами. [c.25]

Флюсы при газопламенной сварке применяют для разрушения окислов на поверхности свариваемого металла, для его защиты от окисления и для удаления из металла сварочной ванны окислов и других химических элементов, отрицательно влияющих на свойства сварного шва. Флюсы применяют в виде порошков или паст, подавая их на свариваемые кромки в процессе сварки или нанося заранее. К сварочным флюсам предъявляется ряд технологических и металлургических требований. Флюс должен быть более легкоплавким, чем основной и присадочный металл. Расплавляемый флюс должен хорошо растекаться по нагретой поверхности металла, обладать высокой жидкотекучестью. Он не должен выделять в процессе сварки ядовитые газы и не должен способствовать коррозии сварного соединения. Флюс должен иметь высокую реакционную способность, активно раскислять окислы, переводить их в легкоплавкие соединения или растворять их так, чтобы процесс удаления окислов из металла заканчивался до затвердевания сварочной ванны. Образующийся во время сварки шлак должен хорошо защищать металл от окисления и от взаимодействия с газами окружающей атмосферы, а также хорошо отделяться от металла после остывания. Плотность флюса должна быть меньше плотности основного и присадочного металла, чтобы шлак всплывал на поверхность сварочной ванны, а не оставался в металле шва. [c.58]

Техника сварки неплавящимся электродом. В настоящее время сварка угольным электродом находит офаниченное применение. В качестве защитного газа в этом случае используют углекислый газ. Хорошие результаты достигаются при автоматической сварке оплавлением отбортованных кромок при изготовлении канистр на специальных установках. Это объясняется образованием окиси углерода (СО) при взаимодействии углекислого газа с твердым углеродом. Окись углерода - эффективный защитный газ, так как он не растворяется в металле и, восстанавливая окислы, улучшает качество металла шва. Следует помнить, что окись углерода очень токсична. [c.124]

Во время плавления основной и присадочный металлы сильно перегреваются иногда до температур, близких к температуре кипения. Это приводит к испарению металла и изменению химического состава сплава. Наличие газовой атмосферы вокруг плавящегося металла приводит в ряде случаев к окислению, взаимодействию металла с азотом и растворению в металле газов. Все это вызывает изменение химического состава наплавленного металла, образование окислов и других неметаллических включений, пор и трещин. Чем чище наплавленный металл, тем выше механические свойства сварного шва. [c.456]

При сварке титана возникают трудности, обусловленные его большой химической активностью. В связи с этим в процессе сварки необходимо защищать от взаимодействия с газами не только расплавленный металл шва, но и все сильно нагретые части, в том числе и противоположную сторону шва. Несмотря на этп трудности, в настоящее время успешно применяется дуговая сварка в атмосфере защитных газов (гелия и аргона). Широко используют также контактные методы сварки точками, швом и в стык. [c.376]

Ряд особенностей меди и ее сплавов создают суще-ственные затруднения при сварке. Легкая окисляемость меди в расплавленном состоянии снижает стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин. В меди, предназначенной для изготовления сварных конструкций, содержание кислорода не должно превышать 0,03%, а для ответственных изделий — 0,01 7о- Высокая теплопроводность меди (почти в 6 раз больше, чем у стали) требует использования концентрированных источников нагрева, а в ряде случаев предварительного и сопутствующего подогрева. Большая растворимость водорода в расплавленной меди и ее падение при кристаллизации вызывают образование пор. Часть растворенного в расплавленном металле водорода, взаимодействуя с окислом меди, образуют водяной пар и углекислый газ, которые при охлаждении металла не успевают выделиться, в результате чего появляются поры. При затвердевании медн пары воды увеличиваются в объеме, образуя в ней трещины. Та- [c.17]

В результате взаимодействия в сварочной зоне металла, флюса и газов образуется сварной шов, металл которого имеет определенный химический состав. Химический состав металла шва во многом предопределяет механические и коррозионные свойства, а также склонность его к образованию горячих трещин, В связи с этим к сварочным флюсам предъявляют ряд требований, при удовлетворении которых можно получить необходимое качество сварных швов и условия протекания технологического процесса. [c.306]

Химический состав металла шва и его свойства зависят от состава и доли участия в формировании шва основного и присадочного металлов, покрытия и флюсов, степени защиты от воздуха, приемов ведения и режимов сварки. Металл шва образуется в результате перемешивания в сварочной ванне основного и присадочного металлов и реакций взаимодействия нагретого металла с газами атмосферы и защитной средой. [c.50]

Электродные проволоки. Правильный выбор марки электродной проволоки для сварки стали является одним из главных элементов технологии сварки данной стали, так как химический состав проволоки определяет состав металла шва, что обусловливает механические и другие его свойства. В большинстве случаев для обеспечения требуемых свойств металла сварных швов приходится использовать проволоку отличного от основного металла состава, причем часто химический состав проволоки значительно отличается от свариваемой стали. Это объясняется в первую очередь тем, что в процессе сварки при взаимодействии расплавленного металла с защитной средой (шлак, газ) изменяется химический состав этого металла, вследствие чего химический состав шва отличается от состава присадочного металла. Кроме того, механические и другие свойства литого металла, каким является шов, в большинстве случаев отличаются от свойств проката (свариваемого металла) такого же состава, но поставляемого в наиболее улучшенном состоянии после соответствующей термической обработки. Поэтому лишь иногда удается обеспечивать равенство свойств шва и основного металла при использовании электродной проволоки идентичного состава. [c.118]

Вследствие активного взаимодействия титана и его сплавов с газами дуговая сварка покрытыми электродами не обеспечивает требуемых качеств сварного соединения и не применяется. Применяют ручную дуговую сварку вольфрамовыми электродами в аргоне, гелии или в их смеси. Однако обычная защита, применяемая при сварке горелкой с обдувом защитным газом электрода, зоны дуги и ванны, также недостаточна, так как металл уже реагирует с кислородом при нагреве до 450 °С и выше. Следовательно, необходимо обеспечить защиту выполненного горячего шва и обратной стороны соединения, подвергаемой нагреву. Для полной защиты при сварке титана и его сплавов неплавящимся электродом применяют защитные камеры нескольких типов. Прн сварке на воздухе в цехе или на монтажной площадке применяют камеры-насадки (рис. 18.2, а) для местной защиты зоны сварки и нагретого сварного соединения. При местной защите обратная сторона шва может быть защищена специальной подкладкой с канавкой (рис. 18.2,6), куда подают защитный газ. При сварке трубопроводов применяют поддув защитного газа внутрь трубы (рис. 18.2, в). Для общей защиты свариваемой детали применяют жесткие, мягкие или полумягкие герметичные камеры, куда помещают деталь и горелку и наполняют инертным газом под небольшим давлением. Сварщик манипулирует горелкой с помощью гибких или жестких механических рук и наблюдает за процессом сварки через иллюминаторы или через про- [c.236]

При насыщении металла шва газами происходит взаимодействие газов с поверхностью металла и с жидкой ванной поглощение газов поверхностным слоем жидкого металла ванны и образование прочных химических Соединений или растворов с металлом перемещение газов внутрь шва. [c.28]

Водород и окись углерода также отрицательно влияют на процесс сварки меди. В результате их взаимодействия с закисью меди образуются пары воды и углекислый газ, которые образуют поры в металле шва. Чтобы избежать этого явления, сварку меди необходимо выполнять строго нормальным пламенем. [c.249]

Кристаллизация жидкого металла при охлаждении начинается с неполностью расплавленных зерен основного металла, расположенных на границе расплавления, к решетке которых и пристраиваются атомы кристаллизующейся фазы. После затвердевания металла шва на участках расплавления образуются зерна, состоящие частично из основного металла и металла шва. В сварочной ванне кроме жидкого металла имеются газы и шлаки, которые взаимодействуют между собой, в результате чего изменяется содержание примесей и легирующих добавок в металле шва. [c.211]

Свойства металла шва в большей степени определяются процессами окисления и раскисления, которые происходят в сварочной ванне при взаимодействии газовой и шлаковой фаз с жидким металлом. В сварочной ванне в зоне высоких температур происходит распад молекул газа на атомы (диссоциация). Молекулярный азот, водород и кислород распадаются и переходят в атомарное состояние [c.211]

Медь в расплавленном состоянии интенсивно растворяет газы, особенно кислород и водород. С кислородом медь образует окислы, в частности закись между СнгО.. Закись меди может содержаться в основном металле из-за недостаточного раскисления последнего при выплавке. Растворяясь в меди, закись образует с ней эвтектический сплав, имеющий температуру плавления 068° С, т. е. более низкую, чем у чистой меди. При кристаллизации металла шва эвтектика располагается по границам зерен меди. Это может вызвать охрупчивание и растрескивание шва. Участок зоны термического влияния, нагретый до температуры около 1068° С, также может приобрести подобные свойства. Поглощенный медью водород, взаимодействуя с закисью меди, образует водяной пар, который, стремясь выделиться из металла шва, способствует образованию в ием пор и мелких трещин. Для предупреждения дефектов в швах содержание кислорода в свариваемой меди не должно превышать 0,03%, а для ответственных деталей— 0,01%. [c.55]

Зависимость между режимом сварки и составом шва при дуговой и электрошлаковой сварке. При сварке неплавящимся электродом без присадочного металла шов полностью состоит из расплавленного основного металла. При сварке плавящимся электродом или неплавящимся электродом с присадочным металлом металл шва представляет собой сплав основного и дополнительного (электродного или присадочного) металлов. Состав шва определяется долями участия того и другого металла в металле шва, зависящими от режима сварки, характера подготовки кромок и изменений, происходящих в составе шва при взаимодействии электродного металла и металла сварочной ванны с газами и шлаком. Долю участия основного и дополнительного металлов определяют обычно по поперечному макрошлифу. При дуговой однослойной сварке долю участия дополнительного металла определяют по формуле [c.220]

Процессы взаимодействия жидкого металла с газами и сварочными шлаками, а также затвердевающего металла с жидким шлаком называются металлургическими. При этих процессах может происходить окисление, легирование металла шва и восстановление металла из различных окислов. [c.42]

Выбор защитного газа в решающей степени зависит от физико-химических свойств основного и электродного металлов и его взаимодействия с газами, что определяет возможность получения плотного металла шва. [c.44]

Одновременное плавление электрода и покрытия приводит к образованию на каплях жидкого шлака, поступающего в сварочную ванну и защищающего металл от взаимодействия с атмосферным воздухом. Несмотря на комбинированную защиту, металл шва подвергается окислению, что связано с воздействием выделяющегося защитного газа СО2 либо с окислением специальными добавками из покрытия, введенными для связывания водорода, который выделяется из органических газообразующих (мука, крахмал, селитра, декстрин). [c.47]

Взаимодействие меди и сплавов на ее основе в расплавленном состоянии с газами и, в частности, их легкая окисляемость и способность растворять в себе водород могут привести к образованию пор и трещин в металле шва и по линии сплавления, а также трещин в ЗТВ. [c.116]

Основная проблема свариваемости титановых сплавов -. получение сварных соединений с хорошей пластичностью, зависящей от качества защиты и чувствительности металла к термическому циклу сварки. Заметное насыщение металла шва кислородом, азотом и водородом в процессе сварки происходит при температурах >350 °С. Это резко снижает пластичность и длительную прочность сварных конструкций. Поэтому зона сварки, ограниченная изотермой >350 °С, должна быть тщательно защищена от взаимодействия с воздухом, в среде инертных защитных газов (аргона или гелия) высокой чистоты под специальными флюсами, в вакууме. Сварка без защиты возможна при способах сварки давлением, когда благодаря высокой скорости процесса и вытеснению продуктов окисления при давлении (контактная сварка) или отсутствии высокого нагрева (ультразвуковая сварка) опасность активного взаимодействия металла в зоне сварки с воздухом сводится к минимуму. [c.128]

Вакуумные методы контроля 359 Вертикальные швы 14 Взаимодействие металла шва с газами 19 Видманштедтова структура 30, 211 Вихревые методы контроля 356 Водород 54, 157 [c.391]

В расплавленном флюсе образуется газовый пузырь, в котором газообразные продукты, выделяющиеся при плавлении металла и флюса, находятся под небольшим избыточным давлением. Давление столба дуги, газов и паров металла, находящихся в пузыре, способствует оттеснению жидкого металла из-под дуги, что улучшает проплавление кромок заготовок и уменьшает потерн металла на угар и разбрызгивание. Металлургические взаимодействия между расплавленным металлом и жидкиж шлаком способствуют получению металла шва с заданным химическим составом. [c.217]

Изменение напряжения на дуге оказывает влияние на коэффициенты наплавки и расплавления, площади наплавки и прославления, химический состав и механические свойства металла щва. Как и при других способах сварки, увеличение напряжения на дуге вызывает уменьшение коэффициентов расплавления и наплавки. При повышении напряжения незначительно снижается глубина проплавления и увеличивается ширина шва. Это приводит к незначительному снижению доли электродного мг-талла в шве. В связи с изменением соотношения доли электродного и основного металла в шве изменяется и химический состав металла шва. С увеличением напряжения усиливается выгорание кремния и марганца, а содержание углерода увеличивается. Изменение химического состава в свою очередь влияет на механические свойства металла шва. Помимо этого на химический со-с в еталла шва оказывают влияние содержание вред- азов в металле шва, скорость охлаждения расплав-металла и др. Установлено, что с увеличением на-1ия снижаются нластические свойства (относитель-Синение и сужение) и ударная вязкость металла шв ределы прочности и текучести также несколько по-н-нйшются. Основной причиной этого является наличие в м 1 е шва растворенных газов (кислорода и азота). 0 ж 1ение содержания кислорода и азота происходит при увеличении напряжения, т. е. при удлинении дуги. Вредные газы при удлиненной дуге легче попадают в сварочную ванну и дольше взаимодействуют с каплями электродного металла. [c.17]

При окислении стали в первую очередь образуется закись железа. Последняя, будучи растворима в жидкой стали, непосредственно особо вредного влияния на процесс сварки не оказывает. При возрастании содержания закиси железа будут лишь несколько снижаться механические свойства металла шва. Однако повышение концентрации закиси железа вызывает развитие вторичных реакций. Находящиеся в стали примеси (С, Мп, Сг, 81, V, Т1,А1 и др.), упругость диссоциации окислов которых ниже упругости диссоциации закиси железа, начинают взаимодействовать с закисью железа с образованием газов (СО) или шлаковых включений (МпО, 8102, Сг20д и т. п.). Как окись углерода, так и остальные окислы практически в стали не растворяются. Поэто- [c.356]

Сварка титана и его сплавов. Основная проблема свариваемости титановых сплавов -получение сварных соединений с хорошей пластичностью, зависящей от качества защиты и чувствительности металла к термическому циклу сварки. Насыщение металла шва кислородом, азото.м и водородом в процессе сварки резко снижает пластичность и предел длительной прочности сварных конструкций. Поэтому зона сварки, ограниченная изотермой 350°С, до.г1жна быть тщательно защищена от, взаимодействия с воздухом (сварка в инертных газах, под специальными флюсами, в вакууме). [c.29]

Процесс порообразования в сварных швах происходит следующим образом. При расплавлении свариваемых кромок содержащиеся в них газы попадают в сварной шов, взаимодействуют с металлом шва и частично растворяются в нем. Часть этих газов может выделиться из расплавленного металла в атмосферу. В процессе остывания и кристаллизации растворимость газов в металле шва уменьшается, избыточный газ выделяется из объема расплавленного металла и концентрируется в отдельные пузырьки, которые могут всплйть на поверхность сварочной ванны. При увеличении вязкости металла этот процесс становится затруднительным, поэтому захваченные металлом пузырьки остаются в нем в виде газовых пор. В зависимости от условий процесса сварки поры могут быть не только шаровидными, но и вытянутыми вертикально вверх. Некоторые из них могут соединяться с атмосферным воздухом, тогда их называют свищами (рис. 3.17). [c.102]

Высокая химическая активность в сочетании с низкой теплопроводностью, высоким электросопротивлением и температурой плавления, склонность к росту зерна в околошовной зоне определяют особенности сварки титана и его сплавов. Большая химическая активность титана при высоких температурах по отношению к азоту, кислороду и водороду затрудняет его сварку. Необходимым условием для получения качественного соединения при сварке титана плавлением является полная двухсторонняя защита от взаимодействия с воздухом не только расплавленного металла, но и нагретого выше 600°С основного металла и шва. При нагреве до высоких температур титан склонен к росту зерна-. Для устранения этого сварку следует выполнять при минимально возможной погонной энергии. Вследствие загрязнения металла сварного шва газами понижается его пластичность, что приводит к образованию холодных трещин. Загрязнение металла шва водородом можно предупредить, применяя электродную или присадочную проволоку, предварительно подвергнутую вакуумному отжигу. Содержание водорода в такой проволоке не превышает 0,004—0,006%. Большое влияние на качество сварного соединения оказывает состояние поверхности кромок и присадочного металла. Для удаления окиснонитридной пленки, образующейся после термообработки, ковки, штамповки, используют опеско-струивание и последующее травление в смеси солей с кислотами или щелочами. [c.146]

Изменение интенсивности взаимодействия металла с защитным газом. При сварке в защитных газах часто возникает необходи- мость исследования влияния состава газа или примесей в нем на качество и свойства сварных соединений. Наиболее просто такие исследования могут быть выполнены на металле швов ПС, получаемых путем непрерывного изменения состава защитного газа в процессе сварки. Для этой цели А. В. Сурковым был создан специальный регулятор, позволяющий в процессе сварки одного шва плавно изменять состав двухкомпонентного защитного газа от 100 7о одного компонента до 100 % другого компонента. [c.20]

Химический состав металла шва определяется долями участия основного и электродного металлов во взаимодействии с газами и шлаком. По данным работы [94], состав основного металла, сварочной проволоки и металла шва (флюс АН-348А) приведен в табл. 2.2. [c.77]

Дл-я защиты металла шва от взаимодействия с воздухом в состав электродного покрытия вводят компоненты, образующие при расплавлении шлаки и газы, которые вытесняют воздух из зоны дугового разряда и сварочной ванны. К газообразующим веществам относятся органические вещества и карбонаты (крахмал, целлюлоза, мрамор, магнезит и др.). К шлакообразующим относятся марганцевая руда, рутил (Т Ог), плавиковый шпат (СаРг), мрамор (СаСОз) и др. [c.613]

С невысокой концентрацией суммарного кпслорода в металле шва сварка под ващитой углекислого газа обеспечивает очень низкое содержание азота и водорода в шве. Малая концент )ация водорода в металле шва объясняется небольшим парциальным давлением его в газовой фазе и реакцией (35) взаимодействия с СОг. Это обстоятельство служит дополнительным объяснением малой склон-вости швов, выполненных под защитой СО2, к появлению пор и относительно малой чувствительности этого процесса к поверхностной ржавчине. [c.86]

В сталях вредными газами и примесями являются азот N2, водород На, кислород Оа, сера 5, фосфор Р и др. Рафинирование выполняют с помош,ью окислительно-восстано-вительных процессов. Легирование металла шва можно получить расплавлением присадочной проволоки либо введением в покрытие или флюс порошкообразных металлических добавок. При расплавлении сварочного флюса и электродного покрытия сердечника порошковой проволоки образуется шлак. В расплавленном состоянии металл и шлак предстваляют собой несмешивающиеся жидкости. Шлаки не растворяются в металлах (кроме некоторых элементов, их составляющих). Сварочные шлаки, которыми покрыт расплавленный металл, защищают его от вредного воздействия воздуха, предохраняют расплавленные капли электродного металла от воздуха при их прохождении через дуговой промежуток. Кроме того, в результате химического взаимодействия между металлом и шлаком шлак раскисляет металл сварочной ванны, растворяет вредные примеси, легирует металл шва, накапливая теплоту, замедляет охлаждение металла шва, что способствует улучшению его качества. В зависимости от элементов, составляющих шлак, его химическое воздействие на жидкий металл может быть окисляющим или раскисляющим. [c.213]

Водород и оксид углерода также отрицательно влияют на процесс сварки Си, В результате их взаимодействия с оксидом меди СигО образуются пары воды и углекислцй газ, которые образуют поры в металле шва. Чтобы избежать этого явления, сварку меди необходимо выполнять строго нормальным пламенем. Чем чище Си и чем меньше она содержит О , тем лучше она сваривается. По ГОСТ 859—78 промышленностью для изготовления сварных конструкций выпускается медь марок М1р, М2р МЗр, имеющая пониженное содержание 0 (до 0,01%). [c.244]

Сварка сталей. Обычно сварку малоуглеродистой низколегированной стали осуществляют под флюсом или в СОг, но иногда оказывается целесообразным использовать сварку плавящимся электродом в среде инертных газов, например при малой толщине материала. Углеродистые стали, особенно кипящие, весьма склонны к пористости, основной причиной которой является реакция взаимодействия углерода с кислородом [С]-Ь[0]5 С0 . Окислению сварочной ванны способствуют примеси в газе в виде свободного Ог и паров НгО. Развитию пористости способствует также водород и азот, растворенные в металле шва (см. гл. XIV). Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей (51, Мп, Т1). В целях предупреждения пористости при сварке углеродистой стали целесообразно использовать присадочный материал с повышенным содержанием элементов раскислителей — Св-08ГС, Св-08Г2С и т. д. (Устранение пор при сварке углеродистых сталей может быть также достигнуто путем добавки к аргону 5% Ог, что способствует интенсивному кипению ванны жидкого металла с образованием СО до начала кристаллизации металла шва). [c.368]

Содержание углерода в электродной проволоке долж но быть небольшим, так как в противном случае возмож но образование пор и горячих трещин в металле шва Азот, попавший в зону сварки, взаимодействует с кисло родом углекислого газа, образуя нерастворимые в ме талле окислы азота, уходящие в атмосферу. [c.48]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...