Ванна сварочная, формирование и кристаллизация

К основным физическим процессам при сварке плавлением относятся электрические, тепловые, механические процессы в источниках нагрева плавление основного и электродного (присадочного) металла, их перемешивание, формирование и кристаллизация сварочной ванны ввод и распространение тепла в свариваемом соединении, приводящее к изменению структуры металла в шве и зоне термического влияния и образованию собственных сварочных деформаций и напряжений. [c.19]

К дефектам, связанным с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания металла, относятся горячие и холодные трещины в [c.132]

Металлургические и тепловые явления, происходящие в процессе формирования и кристаллизации сварочной ванны, служат причиной возникновения трещин в металле шва и околошовной зоне, пор, шлаковых включений, а также неблагоприятных изменений свойств металла шва и зоны термического влияния. Дефекты этой группы могут появиться при использовании некачественных исходных материалов, сырых электродов или электродов, не соответствующих свариваемому материалу. [c.434]

Образование сварочной ванны, формирование и кристаллизация металла шва [c.81]

В зависимости от причин возникновения их можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения горячие и холодные трещины в металле шва и околошовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шза и зоны термического влияния. [c.351]

При сварке плавящимся электродом в защитных газах зависимости формы и размеров шва от основных параметров режима такие же, как и при сварке под флюсом (см. рис. 3.29). Для сварки используют электродные проволоки малого диаметра (до 3 мм). Поэтому швы имеют узкую форму провара и в них может наблюдаться повышенная зональная ликвация. Применяя поперечные колебания электрода, изменяют форму шва и условия кристаллизации металла сварочной ванны и уменьшают вероятность зональной ликвации. Имеется опыт применения для сварки в углекислом газе электродных проволок диаметром 3. .. 5 мм. Сварочный ток в этом случае достигает 2000 А, что значительно повышает производительность сварки. Однако при подобных форсированных режимах наблюдается ухудшенное формирование стыковых швов и образование в них подрезов. Формирование и качество угловых швов вполне удовлетворительны. [c.138]

Зарождение и развитие пузырьков газа в сварочной ванне возможно до начала кристаллизации, при концентрации водорода, растворенного в жидком алюминии, более 0,69 см /100 г. Это подтверждается сферической формой пор и их расположением, не связанным обычно с особенностями формирования кристаллизационных слоев и столбчатых кристаллитов. [c.418]

При сварке покрытым электродом расплавляющееся по мере плавления стержня 1 покрытие 2 в зависимости от состава образует газовую или газошлаковую защиту 3, изолирующую зону дуги и сварочную ванну от атмосферного воздуха (рис. 1-6). По мере удаления дуги происходит остывание и кристаллизация металла сварочной ванны 4 и формирование шва 5. Расплавившееся покрытие всплывает на поверхность и после остывания образует шлаковую корку 6. [c.18]

При сварке меди необходимо учитывать специфические свойства этого металла, из которых главными являются высокая теплопроводность, большая жидкотекучесть и значительная активность металла при взаимодействии с кислородом и водородом в расплавленном состоянии. Вследствие высокой теплопроводности меди (почти в 6 раз большей, чем у стали) для сварки плавлением необходимо применять источники нагрева с большой тепловой мощностью, а также повышенную по сравнению со сталью погонную энергию. Высокие тепло- и температуропроводность приводят также к существенным скоростям охлаждения металла шва и околошовной зоны и малому времени пребывания сварочной ванны в жидком состоянии. Это ухудшает формирование шва и вызывает затруднения при металлургической обработке ванны. Улучшение формирования шва можно обеспечить с помощью предварительного подогрева. Предварительный и сопутствующий подогрев основного металла улучшает условия кристаллизации сварного шва, снижает внутренние напряжения и устраняет склонность металла шва к образованию трещин. Изделия толщиной более 10-15 мм подогревают газовым пламенем, рассредоточенной дугой и другими способами до следующей температуры из меди - 250-300 °С, латуни - 300-350 °С, бронзы - 500-600 °С. [c.120]

При уменьшении погонной энергии как за счет скорости сварки (рис. 109, кривая /), так и за счет сварочного тока (кривая 2) электрохимическая гетерогенность уменьшалась. Это объяснялось увеличением скорости охлаждения, что вызывало большие отклонения от равновесных условий формирования структуры и оказывало суш,ественное воздействие на процесс кристаллизации сварочной ванны. При этом уменьшалось время пребывания металла в твердо-жидком состоянии, в связи с чем снижалась ликвация элементов, особенно серы и фосфора, что в свою очередь приводило к уменьшению химической неоднородности. Увеличение скорости охлаждения также снижало структурную неоднородность и приводило к изменению структуры. [c.242]

Сварку можно выполнять непрерывно горящей или импульсной дугой. Импульсная дуга благодаря особенностям ее теплового воздействия позволяет уменьшить протяженность околошовной зоны и коробление свариваемых кромок, а также сваривать металл малой толщины при хорошем формировании шва. Особенности кристаллизации металла сварочной ванны при этом способе сварки способствуют дезориентации структуры, уменьшая вероятность образования горячих трещин. Однако эта же особенность может способствовать образованию околошовных надрывов при сварке высоколегированных сталей. Для улучшения формирования корня шва используют поддув газа, а при сварке корневых швов на металле повышенных толщин - специальные расплавляющиеся вставки. [c.375]

Физические свойства образующихся шлаков оказывают значительное влияние на процесс сварки и формирование сварного шва. Во всех электродных покрытиях при их плавлении плотность шлака должна быть ниже плотности металла сварочной ванны, что обеспечит его всплывание из сварочной ванны. Температурный интервал затвердения шлака должен быть ниже температуры кристаллизации металла сварочной ванны, иначе слой шлака не будет пропускать выделяющиеся из сварочной ванны газы. Шлак должен покрывать сварной шов по всей поверхности ровным слоем. [c.67]

Кристаллизация металла шва. Кристаллизация жидкого металла при охлаждении начинается с не полностью оплавленных зерен основного металла, расположенных на границе расплавления, к решетке которых и пристраиваются атомы кристаллизующейся фазы. После затвердения металла шва (кристаллизации) на участках расплавления образуются зерна, состоящие частично из основного металла и металла шва, обеспечивающие в сварном соединении непрерывную металлическую связь основной металл —шов — основной металл . При движении сварочной дуги вдоль свариваемых кромок в передней части ванны происходит процесс плавления, а в тыльной — процесс кристаллизации. Таким образом происходит формирование сварного шва. Протяженность сварочной ванны зависит от типа источника тепла, ero тепловой мощности, режимов сварки и теплофизических свойств свариваемого материала. [c.52]

Особенности образования сварочной ванны. В процессе сварки дуга перемещается вдоль свариваемых кромок и образует подвижную сварочную ванну (рис. 2.5), в передней части которой ab ) протекает процесс плавления, а в хвостовой части (dkn) — кристаллизация металла. По мере продвижения дуги и сопутствующей ей ванны происходит непрерывное формирование сварного шва. [c.101]

Плавильное пространство или сварочная ванна может быть условно разделена на две части передняя, где происходит плавление, и хвостовая, в которой происходит кристаллизация и формирование сварного шва (рис. 19.3). [c.518]

Измельчение первичной структуры и изменение характера первичной кристаллизации подавлением столбчатой структуры могут повысить стойкость металла шва против образования горячих трещин. Меры подавления столбчатой структуры уже рассматривались в гл. XIX Образование первичной структуры и формирование металла сварного шва . Следует отметить, что увеличение скорости кристаллизации путем уменьшения объема сварочной ванны не дает существенного эффекта, так как снижает производительность сварки и уменьшает прочность сварного шва при остывании. Наклеп кромок связан с технологическими трудностями и не позволяет получить достаточного глубокого наклепанного слоя. Эффективно введение модификаторов через сварочную проволоку, флюс или покрытие. [c.555]

При сварке плавлением соединение деталей достигается путем локального расплавления металла свариваемых элементов — основного металла — по кромкам в месте их соприкосновения или основного и дополнительного металлов и смачивания твердого металла жидким. Расплавленный основной или основной и дополнительный металлы самопроизвольно (спонтанно) без приложения внешнего усилия сливаются, образуя общую так называемую сварочную ванну. По мере удаления источника нагрева происходит затвердевание — кристаллизация металла сварочной ванны и формирование шва, соединяющего детали в одно целое. Металл шва при всех видах сварки плавлением имеет литую структуру. [c.6]

Порами называют заполненные газом полости в швах, имеющие округлую, вытянутую или более сложную форму. Они возникают при первичной кристаллизации металла сварочной ванны в результате выделения газов. Поры располагаются по оси шва или по его сечению, а также вблизи от границы сплавления. При дуговой сварке поры выходят или не выходят на поверхность шва (рис. 6-24, а, б), располагаются цепочкой по оси шва (рис. 6-24, а) или отдельными группами (рис. 6-24, в). Поры, выходящие на поверхность шва, иногда называют свищами. При электрошлаковой сварке и дуговой сварке с принудительным формированием поры не выходят на поверхность шва (рис. 6-24, г), что обусловлено более ранним затвердеванием примыкающей к формирующим устройствам части металла сварочной ванны. [c.255]

СВАРОЧНАЯ ВАННА, КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ [c.116]

По температуре и продолжительности существования расплавленного металла в сварочной ванне при различных видах сварки можно судить о поведении различных включений стали в процессе плавления и формирования сварочной ванны, о их влиянии ца последующую кристаллизацию. [c.29]

СВАРОЧНАЯ ВАННА, КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ МЕТАЛЛА ПРИ СВАРКЕ И ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛА ШВА [c.286]

Повышаются механические свойства наплавленного металла, ликвидируются такие внутренние дефекты, как шлаковые включения, непровары, трещины, газовые поры и пр. благодаря использованию способа принудительного формирования шва, надежной защите жидкого металла от окружающей среды и особенно благоприятным условиям кристаллизации металла сварочной ванны. [c.207]

Потолочной сваркой выполняются швы на горизонтальной и вертикальной плоскостях. При потолочной сварке основной задачей является удержание капли расплавленного металла от стекания вниз. Для этого применяется пламя с меньшей скоростью истечения горючей смеси из мундштука ( мягкое пламя), давлением газов которого удерживается расплавленный металл сварочной ванны до момента начала его кристаллизации. Потолочную сварку легче вести правым способом, так как в этом случае облегчается формирование шва, а конец присадочной проволоки служит дополнительным средством для удержания металла. [c.362]

Широкое применение находит защита зоны сварки гранулированным покрытием — флюсом (рис. 29). При этом способе флюс 1 подается в зону дуги отдельно от голой электродной проволоки 2. Флюс создает главным образом шлаковую защиту. Дуга горит между электродом и основным металлом в пузыре 3. Столб дуги со всех сторон окружен слоем флюса толщиной 30—50 мм. В сварочной ванне 4 металл плавится, а по мере ее удаления происходит его кристаллизация и формирование шва 5. Расплавленный флюс всплывает на поверхность сварочной ванны и при остывании образует шлаковую корку 6, легко отделяющуюся от шва. [c.79]

Технологические возможности дуговой сварки можно значительно расширить, если применить пульсирующую сварку (ее называют также импульснодуговой сваркой, сваркой модулированным током). Сварка пульсирующей дугой состоит в том, что скорость и количество вводимой в изделие теплоты определяются режимом пульсации дуги, который устанавливают по определенной программе, зависящей от свойств свариваемого металла, его толщины, пространственного положения сварки. Скорость нарастания и спада электрической мощности дуги, частоту и амплитуду ее пульсации можно изменять в довольно широких пределах. Изменяя параметры сварки пульсирующей дугой, можно эффективно воздействовать на форму и размеры сварочной ванны, на временные и остаточные деформации, в широких пределах изменять кристаллизацию металла и таким образом влиять на свойства сварных соединений. При этом способе сварки более эффективно используется поверхностное натяжение расплавленного металла, что позволяет улучшить условия формирования шва в различных пространственных положениях. [c.198]

Расплавление соединяемых деталей при сварке под флюсом (рис. 2) осуществляется дугой, возбуждаемой между основным металлом 1 и голой электродной проволокой 7. Флюс при плавлении создает щлаковую защиту 6. Столб дуги горит в газовом пузыре 4. Под воздействием теплоты дуги плавятся кромки свариваемого металла, электродная проволока и часть флюса, примыкающая к сварочной ванне 3. По мере удаления дуги происходит кристаллизация сварочной ванны н формирование шва, на поверхности которого образуется шлаковая корка. [c.5]

Газоэлектрическая сварка используется в нескольких вариантах а) неплавящимся вольфрамовым электродом непрерывно горящей или импульсной дуго11 [68] б) плавящимся металлическим электродом. Первый вариант процесса применяется для выполнения протяженных швов на относительно тонкостенных элементах, стыковых соединений труб небольшого диаметра (примерно до 60 мм), а также для наложения корневых валиков в разделке при выполнении сварки толстостенных элементов. В качестве защитной среды преимущественно исполь-.чуется аргон иногда с добавкой водорода. Особенности кристаллизации металла сварочной ванны прп импульсно-дуговой сварке позволяют улучшить формирование шва, способствуют дезориентации столбчатой его структуры, а также уменьшить тепловое воздействие на околошовные зоны. Последнее обстоятельство приводит к минимальному короблению свариваемых кромок, отсутствию провисания зоны проплавления, а также повышает сопротивляемость шва образованию горячих (кристаллизационных и полигонизационных) трещин. Однако и.м-пульсный процесс сварки некоторых аустенитных (в особенности, литых) сталей может повести к образованию околошовных надрывов. [c.96]

ПРИНУДИТЕЛЬНОЕ ФОРМИРОВАНИЕ ШВА — формирование шва с помощью специальных устройств для удержания сварочной ванны (формирующиеустройства). К таким устройствам относятся медные ползуны, вращающиеся диски и т. п., обычно охлаждаемые водой. При сварке металла небольшой толщины могут применяться формирующие устройства без искусственного охлаждения. П. ф. ш. способствует также ускорению кристаллизации сварочной ванны. [c.116]

ФОРМИРОВАНИЕ ШВА (при свар-к е плавлением) — 1. Процесс образования шва при кристаллизации сварочной ванны. 2. Внешние очертания шва и характер его поверхности, определяемый равномерностью его усиления, характером чешуйчатогтп и т. п. [c.174]

Наряду с химическим составом в формировании структуры швов существена роль теп-лофизических условий кристаллизации. Она состоит в их влиянии на зарождение, форму кристаллитов и физико-химическзте неоднородность. Для аустенитных сталей, не претерпевающих перекристаллизации при нагреве, весьма важны исходная структура стали, степень нагартовки и размер зерна. Выросшие на этапе аустенитизации либо сварочного нагрева зерна частично оплавляются на линии сплавления и служат плоскими зародышами для кристаллизации металла (см. рис. 10.13, а). Рост этих зародышей происходит на конкурентной основе, когда благоприятно ориентированные зародыши увеличиваются, укрупняя зернистую структуру в центре шва (см. рис. 10.13, б). Направление роста кристаллитов зависит от режима сварки и формы сварочной ванны. [c.54]

Зарождаются и развиваются поры в сварочной ванне до начала кристаллизации, при концентрации водорода, растворенного в жидком алюминии, более 0,69 с-м /100г. Это видно и из рис. 225 расположение пор не связано с особенностями формирования слоев и столбчатых кристаллов, а сферическая форма пор подтверждает, что они возникли и развивались в жидком металле при его охлаждении. [c.380]

Линией 1а показана траектория перемещения электрода при сварке корневого слоя. Сварка этого слоя начинается с возбуждения дуги на участке стыка, отстоящем от торца накладки на 10—15 мм. Это делается для того, чтобы увеличить глубину пронлавления основного металла а приторцевой части соединения и расширить разделку свариваемых кромок (боковых выпуклых поверхностей Прутковых элементов) за счет их развара (оплаиления) и подогрева теплом надвигающейся сварочной дуги. При этом разогрев отдельных участков происходит не одновременно и не одинаково, а постепенно в следующей последовательности в начальный период процесса создается местное расплавление свариваемых кромок с получением углубления в корне стыка. При этом объем сварочной ванны продолжает оставаться относительно малым. При дальнейшем его увеличении на базе созданного углубления создаются условия для кристаллизации металла без растекания его из сварочной ванны и обеспечивается полный провар кромок с удовлетворительным формированием шва. В дальнейшем, по мере продвижения сварочной дуги, угол раскрываемых кромок и зазор в стыке несколько увеличиваются за [c.57]

Изучены особенности кристаллизации сварочной ванны нри сварке монтажных стыков из низкоуглеродистых и низколегированных хладостойких сталей электродами с основным видом покрытия в условиях низких температур окружаюш ей среды. Получены статистические данные о влиянии отрицательных температур воздуха на дендритную ликвацию серы и формирование структуры сварного шва. Показано, что понп-женпе температуры воздуха приводит к росту дендритной ликвации серы, которую можно уменьшить повышением иогоппой энергии сварки на 5-6 % на каждые 10 С понпженпя температуры воздуха. [c.58]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...