Процессы окисления металла шва

Процессы окисления металла шва [c.313]

Наряду с отмеченными выше процессами окисление металла шва может явиться следствием восстановления железом окислов других элементов, находящихся в покрытии (шлаке). [c.79]

Из полученных уравнений видно, что при [% FeO] —> Ор ог О, а ДО оо, т. е. при любых малых концентрациях кислорода в газовой атмосфере жидкое железо будет его поглощать, окисляясь при этом, из-за чего в процессе сварки стали любым способом не можем избежать окисления металла шва и должны принимать дополнительные меры для снижения содержания кислорода до допустимых пределов — раскисление. [c.322]

Для приварки отдельных ДРД панелей целесообразно использовать полуавтоматическую сварку в среде углекислого газа. При замене вначале производится операция прихватывания панелей к корпусу отдельными точками. Расстояние между отдельными точками прихватки принимается равным 80—120 мм. Прихватку целесообразно выполнять проволокой диаметром 0,8 мм той же марки, что и для сварки основных швов, на следующем режиме сила сварочного тока 45 А напряжение дуги 18—20 В вылет электрода 8—10 мм. Панели приваривают внахлестку с перекрытием краев в 25 мм сплошным швом постоянным током обратной полярности и силой 45 А при напряжении 17—21 В. Увеличение напряжения более 21 Б приводит к возрастанию разбрызгивания и сильному окислению металла шва, а также к снижению стойкости против образования пор. Снижение напряжения менее 17 В ухудшает формирование шва и при этом затрудняется возбуждение процесса сварки. [c.268]

В процессе сварки необходимо избегать отклонения сварочного пламени от ванны расплавленного металла шва, так как это может привести к окислению металла шва кислородом воздуха. [c.229]

Процессы окисления металлов при сварке неизбежны и борьба за снижение содержания кислорода в металле шва является основной задачей сварочной металлургии. [c.317]

При сварке в среде углекислого газа низкоуглеродистой стали, с применением близкой по химическому составу низкоуглеродистой сварочной проволоки, окисление расплавленного металла будет особенно интенсивным. Это резко ухудшает его структуру и механические свойства. По внешнему виду такие сварные швы имеют неровную поверхность, покрытую бурым налетом. Процесс сварки сопровождается большим разбрызгиванием электродного металла. Формирование шва неудовлетворительное. Окисление металла шва имеет резко выраженный характер кипения сварочной ванны. Таковы последствия применения при сварке в среде углекислого газа низкоуглеродистой сварочной проволоки. [c.23]

Для уменьшения отвода теплоты изделия закрывают листовым асбестом. Пламя должно быть строго нормальным. Избыток ацетилена вызывает появление пор и трещин, а окислительное пламя приводит к окислению металла шва. Мундштук горелки устанавливают под углом 80—90°. Нагрев и плавку меди производят восстановительной зоной в месте максимальной температуры. Сварку производят без перерывов, в один проход. В процессе сварки подогретый конец присадочного прутка периодически обмакивают во флюс и таким образом переносят налипший флюс в сварочную ванну. Для получения мелкозернистой структуры и уплотнения металла производят проковку шва. Металл толщиной до 5 мм проковывают в холодном состоянии, а при большей толщине — в горячем состоянии при температуре 200—300°С. После проковки производят отжиг с нагревом до температуры 500—550°С и охлаждением в воде. [c.287]

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]

При невысоком содержании легирующих элементов окислившаяся их часть сравнительно мало влияет на технологию процесса сварки. Их присутствие будет сказываться лишь в не-которо.м снижении свойств металла шва. При высоком содержании легко окисляющихся легирующих элементов интенсивное окисление последних может сказаться более резко. В этом случае образующееся значительное количество окислов может скапливаться на кромках деталей и в металле шва крупными прослойками, вследствие чего получаются непровары, нарушение сплошности металла шва и т. п., приводящие в конечном итоге к резкому снижению плотности шва и прочности сварного соединения. [c.356]

Для получения нужных свойств сварного соединения в металл шва можно добавлять элементы, обеспечивающие эти свойства. Этот процесс называют легированием. Легирующие элементы вводят через присадочный металл, флюс или обмазку электрода в виде порошков или ферросплавов. Кроме того, легирующие элементы поступают в шов из основного металла при его плавлении. Необходимо, чтобы легирующие элементы имели меньшее сродство к кислороду, чем свариваемый металл. В противном случае вместе с ними нужно вводить более активный элемент, который свяжет кислород и уменьшит окисление легирующих элементов. Окислы легирующих элементов должны растворяться в шлаке, а не в металле шва. При расчете легирования учитывают долю основного металла в металле шва, а также потери легирующих элементов на разбрызгивание, испарение, образование химических соединений. Эти потери зависят от химической активности легирующих элементов, способа, режимов и особенностей условий сварки и учитываются коэффициентами перехода. Например, при ручной дуговой сварке коэффициент перехода марганца из электрода с качественной обмазкой может быть 0,45...0,55. [c.23]

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]

При сварке ответственных конструкций применяют электроды с толстой обмазкой (качественные). Эта обмазка включает до 6—7 различных компонентов (полевой шпат, марганцевую руду, мел, каолин, и пр.). Толстая обмазка обеспечивает устойчивость электрической дуги при сварке, эффективную защиту металла шва от вредного воздействия атмосферного воздуха (окисления) в процессе плавления, требуемый химический состав наплавленного металла и его постоянство, прочность шва, не уступающую прочности металла детали, надежную дегазацию, т. е выход находящихся в расплавленном металле шва газов, которые могут отрицательно повлиять на плотность структуры шва, и т. д. [c.65]

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]

Прочность пайки будет тем выше, чем более полной будет взаимная диффузия расплавленного припоя и подогретого металла соединяемых деталей. Степень диффузии зависит от свойств припоя и основного металла, от чистоты поверхностей соединяемых деталей, от температуры пайки и времени выдержки при этой температуре. Температура пайки и время выдержки должны быть выбраны оптимальными, так как при больших значениях этих величин возникает опасность окисления металла деталей и припоя, что будет отрицательно влиять на диффузионные процессы и, следовательно, на прочность пайки. На прочность пайки большое влияние оказывает также зазор между соединяемыми деталями. Его величина зависит от размеров шва и колеблется в пределах 0,05,.. 0,2 мм. [c.114]

При газовой сварке средняя температура течения процесса гораздо ниже, чем при дуговой соответственно этому уменьшается и активность газовой фазы. Окисление приводит к выгоранию составных элементов металла шва, а это в сочетании с влиянием включений нитридов и окислов обусловливает понижение механических свойств сварных соединений. [c.340]

Содержание водорода в металле шва зависит от присутствия в покрытии органических веществ. Стойкость металла шва против образования кристаллизационных трещин такая же, как у электродов с рудно-кислым покрытием. Электроды этой группы при сварке мало склонны к образованию пор при изменении длины дуги или по окисленным поверхностям, а также по металлу, наплавленному ранее электродами со стабилизирующим покрытием, В процессе сварки рутиловое покрытие обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва, а также минимальное разбрызгивание металла, Выделение вредных газов при сварке небольшое. [c.72]

Визуальный осмотр очищенной внутренней поверхности труб дает возможность судить о протекании процессов коррозии, определить причину ее развития и принять меры для ее подавления. Образцы труб следует стремиться вырезать с. -захватом сварного стыка, так как зачастую при некачественно выполненной сварке вокруг шва образуется юбка окисленного металла и в щели между юбкой и телом трубы происходит упаривание котловой воды и интенсификация коррозионных процессов. [c.246]

При сварке на поверхности капель электродного металла и в наплавленном металле в результате плавления порошкообразного флюса или покрытия электрода образуется некоторое количество шлаков. Помимо той положительной роли, которую они играют в сварочном процессе (защитное действие от окружающей атмосферы и др.), некоторые шлаки вызывают и окисление металла. Одним из таких шлаков является закись железа РеО. При наличии в покрытии или во флюсе окислов железа часть закиси железа при опреде-.пенных условиях будет растворяться в металле шва, обогащая его кислородом. [c.156]

В процессе кристаллизации металл кипит вследствие бурного выделения окиси углерода, в результате чего в нем образуются поры. Чтобы предотвратить образование таких пор, необходимо подавить реакцию окисления углерода в металле сварочной ванны в момент его кристаллизации. Для этого в сварочной ванне к моменту начала и завершения процесса кристаллизации должно быть достаточное количество кремния и марганца. В этом случае вместо реакции (37) будут протекать реакции раскисления металла кремнием и марганцем — реакции (25) и (26). Практика показывает, что при конечном содержании кремния в металле шва не менее 0,17% в нем отсутствуют поры, вызываемые окисью углерода. [c.68]

Наличие во флюсе оксидов железа и титана тормозит прохождение кремневосстановительного процесса и существенно снижает содержание водорода в металле шва. Для уменьшения окисления марганца флюс содержит его оксид, снижение же степени окисления других активных элементов достигается применением сварочных проволок, содержащих активные раскислители, такие, как титан и алюминий. [c.353]

Если реакция окисления углерода продолжается в кристаллизующейся части сварочной ванны, в металле шва возможно образование пор. Достаточно высокая концентрация кремния в сварочной ванне (0,10% и выше), являющаяся следствием либо кремневосстановительного процесса, либо применения электродной проволоки, содержащей кремний, приводит к подавлению указанной реакции и к получению плотного шва. [c.103]

Следовательно, водород с одной стороны защищает расплавленный металл от окисления, а также восстанавливает его из окислов, а с другой стороны может явиться причиной образования пористости и трещин. Процесс газовой сварки характеризуется относительно медленным охлаждением металла, поэтому водород и другие газы успевают выделиться из сварочной ванны и металл шва получается без пор. Поступающий в сварочную ванну азот воздуха снижает пластические свойства свариваемого металла, а также вызывает пористость в метал-, ле шва. [c.101]

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]

Линейные горелки могут состоять из двух или большего числа секций. В первых подогревающих секциях горелок используется пламя с соотношением газов в смеси 1,3—2,6 для интенсификации процесса нагрева. Последняя сварочная секция работает на нормальном пламени во избежание возможности окисления металла шва. Как правило, линейные горелки являются безинжекцион-ными. Кислород и ацетилен (горючий газ) поступают под одинаковым давлением 0,3—0,8 кгс/см . Безинжекторные. горелки позволяют изменять в широких пределах расходы газов без смены ствола. Они обладают большим постоянством состава смеси и большей устойчивостью против обратных ударов, чем инжекторные горелки. Номограмма, позволяющая определить расчетные параметры наконечников подогревающих и сварочных секций линейных безинжекторных многопламенных горелок, представлена на рис. 103. [c.192]

Для предотвращения снижения прочности изделия, появления трещин можно рекомендовать предварительный подогрев свариваемой детали до температуры не выше 500" С. Этот подогрев можно проводить на открытом горнее кольцевой горелкой для природного газа или сжиженного газа тина пропано-бутановой смеси. Детали весом до 20 кг можно предварительно не подогревать, ограничиваясь местным подогревом участка сварки сварочной горелкой. Все это необходимо для ускорения процесса сварки, так как при замедленном процессе расплавления металла шва может произойти ликвация в застывшем расплаве. При сварке оловянистые бронзы отличаются большой склонностью к ликвации в результате невысокой жидкотекучести. Кроме того, при застывании шва может образоваться мелкая междендритная пористость. Олово при расплавлении обладает склонностью к окислению в 8пО и ЗпО . Окисел ЗпОо, находясь в растворе металлической ванны, трудно удаляется, что приводит к пористости и ухудшению качества шва. [c.86]

Особенности металлургических процессов при сварке под керамическими флюсами. Керамические или неплавленые флюсы для сварки металлов позволяют сохранять все преимущества автоматической сварки под слоем плавленого флюса (малые потери) металла, высокая производительность, высокое качество сварных соединений), но в то же время позволяют легировать и раскислять металл сварочной ванны в очень широких пределах. Керамические флюсы представляют собой порошки различных компонентов, образующих шлаковую фазу, изолирующую металл от окисления, н ферросплавы или свободные металлы для раскисления и легирования. Все эти порошковые материалы замешивают на растворе силиката натрия NaaSiOs ( жидкое стекло ) и подвергают грануляции на специальных устройствах. После этого их просушивают, прокаливают для удаления влаги и хранят в герметической таре. Так как в процессе изготовления они не подвергаются нагреву, то все даже активные металлы в них сохранены и при плавлении флюса они переходят в металл шва, раскисляя его и легируя до нужного состав а. [c.373]

Способы сварки весьма разнообразны. Наиболее широко распространена электродуговая сварка металлическим электродом. Процесс сварки ведется вручную или автоматически. Для защиты расплавленного металла от вредного воздействия воздуха (окисления и насыщения азотом) применяют ф.г1юсы. Флюс обеспечивает высокое качество металла шва и устраняет его разбрызгивание. При ручной сварке флюсы наносят на электрод в виде обмазки, при автоматической — весь процесс протекает под флюсом . [c.268]

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]

Воздействуя им на сварочную ванну в процессе кристаллизации, можно улучшить механические свойства сваргюго соединения благодаря измельчению структуры металла шва н удалению газов. Ультразвуковые колебания активно разрушают естественные и искусственные пленки, что позволяет сваривать металлы с окисленной поверхностью. Ультразвук снижает или снимает собственные напряжения и деформации, возникающие при сварке. [c.227]

Проведенное автором исследование влияния содержания во флюсе показало, что 1) чем больше окислов марганца во флюсе, тем сильнее окисляется хром 2) при сварке под кислыми (высоко-кремнистыми) марганцевыми флюсами окисление хрома сопровождается обогащением металла шва кремнием и марганцем вследствие развития кремне- и марганцевовосстановительных процессов 3) при сварке под безмарганцевым флюсом наряду с окислением хрома наблюдается также окисление марганца. [c.66]

ВИЯХ такого манинулирования и без того недостаточно эффективная защита зоны сварки от окружающей атмосферы резко ухудшается становится возможным усиление процессов окисления сварочной ванны" угара легирующих элементов, обогащения металла шва азотом и, как следствие, усиливается опасность появления горячих трещин. [c.223]

Напряжение электрически о тока уста-нав,1ивают 1аким, чтобы получить устой чивый пропесс сварки при максимально короткой дуге (1,5- 4,0 м,м). При большей длине дуги процесс сварки неустойчив, Рекомендуе.мое для сварки напряжение составляет 17 23 В. Увеличение напряжения свер.к 23 В приводит к возрастанию разбрызгивания и сильно.му окислению металла сварного шва. При снижении напряжения ниже 17 В затрудняется возбуждение электрической дуги и, как следствие. ухудшается формирование сварного шва. [c.228]

При снижении температуры, например, в хвостовой части сварочной ванны кислород, растворенный в жидком металле, начинает взаимодействовать с кремнием, марган- цем и другими легирующими добавками стали, поскольку сосуществующие концентрации этих элементов окажутся выше равновесных, и начнется процесс их окисления. Это приводит к образованию эндогенных мелкодисперсных включений в металле шва. [c.175]

Из сопоставления состава шва и электродггой проволоки (табл. 53) следует, что покрытие ЦМ-7 осуществляет достаточно полную защиту зоны сварки от атмосферного влияния (содержание азота около 0,02%). Вместе с тем в процессе сварки имеет место заметное окисление жидкого металла (общее содержание кислорода возрастает примерно в 5 раз). Кроме того, наблюдается восстапо-вление кремния из покрытия, а также некоторый переход. марганца и фосфора в металл шва. [c.120]

Раскислители — это такие вещества, которые имеют большее, сродство к кислороду, чем металл шва. При сварке стали раскисляющее действие оказывают углерод, оксид углерода и водорода, образующиеся при горении газовой смеси, подаваемой в сварочную горелку. Поэтому углеродистые стали можно сваривать без шюсов. В процессе сварки окисление железа кислородом идет по следующей реакции 2 Ре+0г 2 РеО. Оксид железа РеО растворяется в расплавленном металле и взаимодействует с элементами, находящимися в сварочной ванне. В первую очередь закись железа вступает во взаимодействие с углеродом С, кремнием Si, марганцем Мп и окисляет их РеО+С Ре+СО, 2 РеО+ +51 2 Ре+510а, РеО+Мп Ре+МпО. [c.215]

Таким образом, С, 5 и Мп выполняют функции раскис-лителя. Образующийся в процессе реакции оксид углерода вызьгоает кипение и разбрызгивание металла. Кипение сварочной ванны до начала кристаллизации способствует удалению посторонних металлических включений. Если металл кипит во время кристаллизации шва, то образующиеся пузыри оксида углерода не успевают выделяться и остаются в шве в виде газовых пор. Для уменьшения образования оксида углерода в сварочную ванну вводят раскислители (Мп и 81). На процесс окисления при сварке металлов большое влияние оказывает состав сварочного пламени. Образующиеся в процессе реакций оксиды кремния и марганца не растворяются в металле, всплывают на поверхность жидкого металла и переходят в шлаки. В жидком металле шва находится много разнородных оксидов, между которыми происходят химические реакции. В результате этих реакций образуются соединения с более низкой температурой плавления, чем сами оксиды, что облегчает удаление оксидов из расплавленного металла в виде шлака. [c.215]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...