Реакции металлургические при сварке

Металлургические реакции при сварке. При сварке без защиты расплавляемый металл интенсивно поглощает газы атмосферы, по- [c.25]

Металлургические реакции при сварке одновременно протекают в газовой, шлаковой и металлической фазах. [c.26]

Закономерности формирования химического состава металла шва изложены в разд. III Физико-химические и металлургические процессы при сварке . Материал первых двух разделов дает описание тех физических и температурных условий, которые создаются над поверхностью металла и в самом металле в процессе сварки. В этом плане материал первых двух разделов представляет собой как бы описание того физического фона, от которого зависит протекание реакций, переход различных легирующих элементов в металл шва или их удаление и окисление. Вопросы защиты металла шва и массообмена на границе металл— шлак и металл — газ — центральные в разд. III. Эти процессы предопределяют химический состав металла шва, а следовательно, во многом и его механические свойства. Однако формирование свойств сварного шва, а тем более сварного соединения, определяется не только химическим составом металла. Характер кристаллизации шва во многом влияет на его свойства. Свойства околошовной зоны и в определенной мере металла шва существенно зависят от температурного и термомеханического циклов, которые сопровождают процесс сварки. Для многих легированных сталей и сплавов эта фаза формирования сварного соединения предопределяет их механические свойства. Процесс сварки может создавать в металле такие скорости нагрева и охлаждения металла вследствие передачи теплоты по механизму теплопроводности, которые часто невозможно организовать при термической обработке путем поверхностной теплопередачи. Образование сварного соединения сопровождается пластическими деформациями металла и возникновением собственных напряжений, которые также влияют на свойства соединений. Эти вопросы рассматриваются в IV, заключительном разделе учебника — Термодеформационные процессы и превращения в металлах при сварке . [c.6]

Вязкость шлаков прежде всего должна удовлетворять технологии сварки, так как от ее значения зависят условия формирования сварочного шва, интенсивность металлургических реакций на границе металл — шлак, отделение шлаковых включений от металла (экзогенные включения) особенно высокие требования предъявляются к вязкости шлаков при сварке в вертикальном и потолочном положениях. Вязкость зависит от температуры и [c.357]

Металлургические процессы при сварке сталей в струе СО2. В п. 9.5 мы ознакомились с системой С—О, а в п. 9.3 — с возможными реакциями между железом, СО2 и СО теперь необходимо рассмотреть развитие этих процессов в условиях сварки сталей в струе СО2. [c.380]

При сварке расплавленный металл активно взаимодействует с окружающей газовой средой и флюсами, нагретыми до высоких температур. Процессы взаимодействия протекают с большими скоростями. Однако в связи с кратковременностью существования расплава и вступлением во взаимодействие все новых порций реагирующих фаз большинство реакций в сварочной ванне полностью не завершаются и состояние равновесия не достигается. Металлургические процессы сопровождаются химическими реакциями, которые приводят к окислению, раскислению, легированию сварочной ванны определенными элементами, растворению и выделению в ней газов и др. [c.25]

В сварочной практике различают свариваемость физическую и технологическую. Под физической свариваемостью понимают принципиальную возможность получения неразъемных сварных соединений, что особенно важно для разнородных металлов и сплавов, склонных к образованию трещин при сварке. Технологическая свариваемость отражает реакцию материала на тепловое, силовое и металлургическое воздействие сварки. Эта реакция оценивается при сравнении механических свойств металла сварных соединений и одноименных свойств основного металла (например, прочности, пластичности, ударной вязкости и др.). [c.40]

При газовой сварке на металл сварочной ванны активно воздействует газовая фаза всего пламени и особенно сварочной зоны, содержащей, в основном, СО + Н2 и частично пары воды, а также СО2, Н2, О2 и N2 и некоторое количество свободного углерода. Состав газовой фазы определяется соотношением кислорода и горючего газа в газовой смеси, температурой пламени и различен в ее различных зонах. От этого зависят металлургические взаимодействия газовой фазы с металлом сварочной ванны. Основные реакции при сварке - это окисление и восстановление [c.84]

Для металлургических процессов при сварке характерны высокие температуры на отдельных участках дуги, кратковременность пребывания металла в жидком состоянии и быстрое изменение температурного режима. Расплавленный металл электрода или присадочной проволоки переходит в сварочную ванну в виде небольших капель, которые взаимодействуют с газовой фазой и жидким шлаком. Расплавленный слой шлака образуется при плавлении электродного покрытия и защищает металл капли и сварочной ванны от воздействия окружающего воздуха, раскисляет и легирует металл сварочной ванны, в шлаке растворяются вредные примеси. В процессе плавления электродного покрытия наряду с образованием слоя расплавленного шлака выделяются газы, возникающие при разложении газообразующих компонентов покрытия. Реакции между газообразными веществами и жидким металлом протекают быстрее, чем со ш лаком, поэтому действие газовой защиты более интенсивное. Расплавленный металл сварочной ванны взаимодействует также с окружающим ее основным металлом. Поэтому химический состав наплавленного металла может существенно отличаться от химического состава электродов или присадочной проволоки, а металл зоны термического влияния — от исходного состояния основного металла. [c.18]

Механические свойства металла шва определяются прежде всего его химическим составом, а также в большой мере его структурой. Химический состав и структура металла шва зависят не только от состава основного и электродного металла, но и от состава флюса. Металлургические реакции, протекающие между расплавленным металлом и флюсом,— это преимущественно реакции вытеснения одних элементов другими. При сварке низкоуглеродистых сталей обычно происходит окисление углерода электродной проволоки и основного металла и удаление его в атмосферу. [c.307]

Знание процессов, протекающих в дуге, имеет большое значение, так как дает возможность влиять на металлургические реакции при сварке, устойчивость горения дуги и ее производительность, а также на форму и качество шва. Знать свойства дуги важно также и для выбора способа сварки и источника сварочного тока при сварке различных металлов. [c.14]

В нейтральных защитных средах (аргоне, гелии, бескислородном флюсе) металлургические реакции в зоне сварки протекают весьма слабо. При использовании активных флюсов и газов (содержащих повышенное количество активного кислорода) в зоне сварки протекают сложные металлургические процессы взаимодействия расплавленного металла с газами и шлаками. [c.47]

Металлургические реакции между жидким металлом, газами и шлаком при сварке протекают в период плавления электрода и накопления капли на его конце, переноса капли через дуговой промежуток и непосредственно в сварочной ванне. При этом температура и поверхность контактирования металла, газа и шлака изменяются, вследствие чего изменяется скорость, а иногда и направление протекания реакций. Поэтому рассматриваются особенности протекания реакций в периоды накопления и переноса капли через дугу и пребывания жидкого металла в сварочной ванне на различных расстояниях от дуги. [c.47]

В результате металлургических реакций при сварке конечный химический состав металла шва почти всегда отличается от состава присадочного и основного (свариваемого) металла. Причем, как показывает опыт, химический состав металла шва может изменяться в зависимости от режима сварки (особенно сварочного тока и напряжения дуги). [c.47]

Между жидкими флюсом и металлом при сварке протекают металлургические реакции, в результате которых изменяется состав металла шва. При сварке низкоуглеродистых сталей под марганцовистыми высококремнистыми флюсами обычно восстанавливаются кремний и марганец, находящиеся во флюсе, и переходят в металл шва. Вместе с тем окисляется и углерод, содержащийся в электродной проволоке и свариваемой стали. [c.51]

Особенности металлургических процессов при электрошлаковой сварке. При электрошлаковой сварке применяют флюсы, близкие по своему составу к флюсам, используемым при дуговой сварке соответствующих сталей. Наиболее важными реакциями между шлаком и жидким металлом при электрошлаковой сварке углеродистых и легированных сталей являются реакции марганца, кремния, хрома и углерода. При сварке высоколегированных сталей протекают также реакции с титаном, алюминием и другими элемен- [c.54]

При сварке длинной дугой (без коротких замыканий) разбрызгивание, в первую очередь, определяется металлургическими реакциями в жидком металле, сопровождаемыми выделением газов, а также реактивными силами испарения металла и диссоциации. [c.64]

Тем не менее это понятие, а также расчетные и опытные данные о константах равновесия отдельных реакций оказываются весьма полезными для анализа металлургических реакций при сварке по двум причинам в каждом элементарном объеме сварочной ванны реакции стремятся к состоянию равновесия и, следовательно, использование термодинамических данных позволяет в большинстве случаев предсказать наиболее вероятное их направление в зоне плавления при сварке реакции взаимодействия протекают с большими скоростями и поэтому можно ожидать состояние, близкое к равновесному. [c.150]

Металл в зоне плавления и контактирующие с ней фазы (шлак, покрытие газ) непрерывно изменяют свою температуру (фиг. 5). Кроме того, зона плавления непрерывно разбавляется новыми порциями еще непрореагировавших веществ (расплавление присадочного и проплавление основного материала, плавление флюса и покрытия, подача в зону сварки защитного газа и т. д.). Следовательно, понятие термодинамического равновесия неприменимо к зоне плавления в целом. Тем не менее это понятие, а также расчетные и опытны данные о константах равновесия отдельных реакций оказываются весьма полезными для анализа металлургических реакций при сварке по следующим причинам [c.57]

В отечественной промышленности при сварке малоуглеродистых сталей преимущественно применяется первый способ легирования сварных швов (за счет флюса). Отмеченным выше требованиям наиболее полно отвечают высокомарганцовистые флюсы, широко применяемые в промышленности. Значительная концентрация закиси марганца и двуокиси кремния в высокомарганцовистых флюсах обеспечивает развитие при сварке марганце- и кремневосстановительных процессов (1) и (2), что повышает концентрацию марганца и кремния в шве и дает возможность в большинстве случаев получить высококачественные сварные соединения. Наличие в составе высокомарганцовистых флюсов фтористого кальция улучшает их металлургические свойства благодаря уменьшению вязкости при высоких температурах и развитию реакций, связывающих водород в нерастворимый в жидкой стали фтористый водород [c.130]

Уравнение изобары химических реакций является одним из важнейших уравнений химической термодинамики, так как при помощи этого уравнения можно определить смещение равновесия обратимой химической реакции в зависимости от изменения температуры, что особенно важно для рассмотрения металлургических процессов при сварке — процессе, идущем при резком изменении температур. [c.211]

Правило фаз и равновесие в гетерогенных системах при наличии химических реакций будет рассмотрено в разделе П1 Металлургические процессы при сварке металлов . [c.234]

Сварочные шлаки, получающиеся при плавлении сварочных флюсов или электродных покрытий, а также в результате восстановительно-окислительных реакций при сварке в углекислом газе, должны обладать рядом специфических свойств, отличающих их от обычных металлургических шлаков (сталеплавильный процесс). [c.313]

Сущность металлургических процессов при сварке в углекислом газе принципиально отличается от процесса сварки в аргоне, что обусловлено сильным окислительным действием СОг по отношению к металлу сварочной ванны. Углекислый газ, вдуваемый в зону сварки, диссоциирует в зоне высоких температур по следующей реакции [c.370]

Под термином металлургические процессы понимают высокотемпературные процессы взаимодействия фаз, имеющие целью получение металла. Они, как правило, сопровождаются переходом вещества из одной фазы в другую и могут являться реакциями перехода, замещения и распределения элементов между фазами. Так как металлургические процессы могут оказывать существенное влияние на качество сварного соединения, их необходимо учитывать и по возможности использовать при сварке. [c.95]

Ввиду существенной зависимости взаимодействия фаз от температуры рассмотрим характер изменения температуры металла в процессе сварки. Термические циклы, которые проходят основной и электродный металлы при сварке, неодинаковы. Капли расплавленного электродного металла пролетают через дуговой промежуток или переходят через шлаковую ванну. При этом поверхность их нагревается до высоких температур (при переходе через дуговой промежуток — до температуры кипения металла). Затем капли попадают в сварочную ванну. Основной металл свариваемых кромок подвергается менее интенсивному воздействию дуги или шлаковой ванны, а поэтому меньше перегревается над температурой плавления. Последующее охлаждение попавших в сварочную ванну основного и электродного металлов происходит совместно. В связи с этим металлургические реакции между металлом и шлаком в разных частях сварочной зоны проходят по-разному. [c.100]

Металлургические процессы, происходящие при сварке покрытыми электродами. Металлургические процессы при дуговой сварке покрытым электродом характеризуются малыми количествами реагирующих веществ, кратковременностью и высокими температурами взаимодействия фаз. От характера и интенсивности металлургических реакций существенно зависит химический состав, а следовательно и механические свойства металла шва. [c.308]

Металлургические процессы при сварке голыми и тонкопокрытыми электродами, в основном, определяются реакциями, протекающими в дуговом промежутке между расплавленными каплями электродного металла и окружающим воздухом. Тонкий слой стабилизирующего покрытия не предохраняет расплавленный металл от вредного влияния окружающей атмосферы воздуха. [c.66]

Несмотря на большое значение реакций между газовой фазой и жидким металлом, представляется весьма удобным металлургические процессы при сварке под флюсом рассматривать как протекающие между жидким шлаком и металлом. Это позволяет весьма сложные металлургические реакции, протекающие в сварочной дуге, объяснять на основании хорошо изученных в металлургии стали процессов. [c.101]

Металлургические процессы, происходящие при сварке в среде углекислого газа, слагаются из окисления, раскисления и легирования металла шва. Все эти процессы происходят одновременно и связаны друг с другом. Реакции окисления нежелательны. Но так как они неизбежны из-за способности углекислого газа окислять металл, то процессом сварки управляют так, чтобы устранить последствия вредного действия окисления. [c.26]

Термодинамическое равновесие основывается на законе сохранения содержания всех веществ, принимающих участие в реакции как угодно долго при постоянных температуре п давлении. Строго говоря, понятие термодинамического равновесия в целом неприменимо к зоне плавления при сварке, поскольку. металл в сварочной ванне и контактирующие с ним фазы непрерывно изменяют свою температуру, а зона плавления непрерывно разбавляется новыми порциями еще непрореагировавших веществ флюса, основного металла и сварочной проволоки. Тем не менее это понятие, а также расчетные и опытные данные о константах равновесия отдельных реакций оказываются весьма полезными для анализа металлургических реакций при сварке по двум причинам [c.39]

Источники кислорода в металле шва при сварке под флюсом. Один из наиболее важных металлургических процессов при сварке под флюсом — окисление металла в зоне плавления. Источниками окисления металла при сварке могут быть окислы на поверхности свариваемого металла или проволоки окислы, находящиеся во флюсе-шлаке и растворяющиеся в металле химически активные шлаки, отдающие кислород металлу посредством обменных окислительно-восстановительных реакций влага, находящаяся во флюсе-шлаке и на поверхности свариваемого металла. [c.41]

Состав металла шва при сварке в защитных газах плавящимся электродом определяется составом газа, составом электродного и основного металлов, их долями в металле шва ходом металлургических реакций. При сварке в Og и его смесях в зоне высоких температур у дуги происходит разложение СОг по реакции [c.16]

Металлургические процессы при сварке плавлением связаны с протеканием химических реакций, в результате которых может [c.61]

Характерные условия металлургических реакций при сварке, как и при кристаллизации,— высокая температура нагрева, 0ТНО1 сительно малый объем расплавляемого металла, кратковременность процесса. [c.26]

При протекании металлургических реакций внутри капли жидкого металла образуется газообразная окись углерода, объем которой во много раз превышает объем капли. Вследствие этого мгновенно выделяющийся из металла газ способствует отрыву капли от электрода, ее дроблению и переходу на изделие. При сварке открытой дугой взрывообразное выделение газа приводит к вылетанию части жидкого металла за пределы сварочной ванны, т. е. к разбрызгиванию жидкого металла (потерям его). [c.29]

Металлургические реакции, протекающие при электрошлаковол процессе, имеют свои особенности. Основными из них являются более низкие температуры металла, чем при дуговой сварке под флюсом более длительное время взаимодействия металла и шлака значительно меньшая активность шлака. [c.56]

Вторая проблема — оптимизация физико-химических и металлургических условий, обеспечивающих наивысшее качество обработки материалов. Процессы газопламенной обработки представляют собой далеко не простые объекты для физического моделирования и построения математических моделей. В настоящее время сделаны лишь первые шаги по разработке физических и газогидродинамических моделей некоторых процессов, например кислородной и плазменно-дуговой резки, напыления материалов на поверхности изделий и т. д. В будущем должны быть созданы замкнутые системы управления и контроля за ходом физикохимических реакций, тепловых процессов и т. д. при сварке, резке и напылении материалов. В этих системах необходимо предусмотреть устройства для сбора и обработки информации о данном технологическом процессе, а также оптимизации выдаваемых управляющих воздействий на параметры процесса, получаемых с помощью электронно-вычислительных систем. Проблема, безусловно, весьма сложная, но решение ее будет, несомненно, способствовать дальнейшему прогрессу газопламенной техники. [c.250]

Научно-исследовательские и производственные работы показали, что в наибольшей степени при сварке углеродистых сталей этому требованию отвечает применение проволоки с повышенным содержанием марганца, например Св-10Г2, в сочетании со среднемарганцовистым флюсом. Однако флюсы для электрошлаковой сварки должны не только обеспечивать требуемое направление металлургических процессов, но и отвечать ряду требований технологического характера, а также обладать необходимой электропроводностью (гл. VI). Так же, как и при дуговой сварке под слоем флюса, на интенсивность металлургических процессов при электрошлаковой сварке существенное влияние оказывает режим сварки. Увеличение тока снижает интенсивность металлургических реакций, увеличение напряжения на шлаковой ванне приводит к противоположным результатам. Это может быть объяснено тем, что при увеличении сварочного тока размер капель остается примерно одинаковым, а время их контактирования со шлаком заметно уменьшается увеличение напряжения приводит к уменьшению размера капель и увеличению времени контактирования капель металла со шлаком [81. [c.110]

Одна из особенностей металлургических процессов при сварке сталей под флюсом — легирование металла шва марганцем и кремнием за счет восстановления их из оксидов МпО и Si02, находящихся во флюсе. В головной части сварочной ванны, имеющей высокую температуру, протекают восстановительные реакции [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...