Способы легирования металла шва при сварке

СПОСОБЫ ЛЕГИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ [c.61]

По мнению автора, основным и наиболее надежным способом легирования металла шва при сварке аустенитных сталей и сплавов, особенно жаропрочных, является применение электродов (проволок) соответствующего состава в сочетании с нейтральными шлаками и защитными газами. [c.63]

Основным способом легирования металла шва при сварке является легирование посредством введения в сварочную ванну соответствующих элементов в металлическом состоянии, в частности в виде сплавов. Легирование в этом случае происходит в результате [c.274]

Вторым способом легирования металла шва при электрошлаковой сварке является подача в шлаковую ванну крупки ферросплавов или специальной лигатуры. [c.253]

Сварной шов представляет собой смесь расплавленных основного и присадочного металлов. Химический состав металла шва определяется составом стали и присадочной проволоки, долями их участия в образовании шва, а также характером взаимодействия жидких металла, шлака и газовой фазы. При сварке хромоникелевых аустенитных сталей основными легируюш,ими примесями шва являются хром и никель. Однако одних только хрома и никеля недостаточно для придания шву требуемых свойств. В подавляющем большинстве случаев требуется дополнительно легировать шов другими элементами. Как уже указывалось, часто бывает так, что шов по своему составу должен отличаться от свариваемой стали. В зависимости от вида сварки могут быть применены различные способы легирования металла шва. [c.61]

Флюсы и способы легирования металла шва, применяемые при электрошлаковой сварке [c.249]

Возможны два принципиально разных способа легирования металла шва. Один из них заключается в применении оптимального состава легированной проволоки и режима сварки, обеспечивающего минимальное проплавление свариваемых кромок и, следовательно, малую долю основного металла в металле шва. При таких условиях можно предельно ограничить легирование металла шва углеродом и никелем и тем самым предупредить образование трещин. Однако такой способ легирования требует применения постоянного тока. При переменном токе трудно избежать непроваров в [c.292]

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]

При этом способе сварки уменьшаются потери тепла в окружаюш,ую среду, расплавленный металл сварочной ванны 4 хорошо защищен от вредного влияния кислорода и азота окружающего воздуха, а расплавленный флюс, реагируя с жидким металлом сварочной ванны, раскисляет его, удаляя окислы в слой шлака 6. Кроме того, через флюс происходит легирование металла шва 5 нужными элементами. [c.321]

Легирование металла шва. Легирование металла шва может быть получено расплавлением присадочной проволоки (один из наиболее надежных способов легирования) либо введением в покрытие или флюс порошкообразных металлических добавок или восстановлением из окислов металлов. При этом следует учитывать активность окисления легирующего элемента в зоне сварочной ванны. С увеличением активности окисления легирующего элемента в зоне сварки уменьшается его усвоение сварочной ванной. Для оценки поведения того или иного элемента в сварочной ванне необходимо знать его сродство к кислороду (степень активности окисления элемента кислородом). Активность некоторых широко известных элементов по отношению к кислороду повышается в следующем порядке (до температуры 1600° С) Си—N1—Со—Ре— —Мо—Сг—Мп—V—51— И—2г—А . [c.57]

Легирование металла шва. В ряде случаев при сварке различных специальных сталей и наплавке требуется вводить в металл шва легирующие элементы, например марганец, хром, молибден, ванадий, кремний, титан, ниобий и др. Указанные элементы можно, вводить, применяя специальную электродную проволоку, содержащую эти элементы, или вводя их в состав покрытия. Второй способ несколько уступает первому, но в то же время он является более дешевым и позволяет регулировать состав металла шва в широких пределах. [c.68]

В сварных швах место начала легирования металла РЭ зависит от способа введения этого элемента в сварочную ванну и ее размеров, а следовательно, и параметров режима сварки. Так как РЭ поступает в переднюю часть сварочной ванны и отбрасывается вместе с жидким металлом в ее заднюю часть, то начало легирования металла шва этим элементом определяют по максимальному расстоянию I от точки поступления РЭ в зону плавления металла до точки его застывания (кристаллизации). При этом за точку кристаллизации металла сварочной ванны обычно принимают точку, лежащую на поверхности металла шва по его продольной оси на границе с жидким металлом. [c.37]

Возможно легирование металла шва за счет применения пластинчатых электродов, предварительно обмазанных ферросплавами. Предполагается, что при сварке электродами больших сечений перспективным может быть легирование прессованными электродами, т. е. электродами из порошков различных металлов, изготовленными по способу металлокерамических изделий. [c.253]

Дуговая сварка под флюсом (рис. 1). При сварке под флюсом сварочная дуга пере.менного или постоянного тока горит между электродной проволокой и стыком свариваемого изделия. Высота слоя флюса, насыпаемого из бункера на место сварки, колеблется от 20 до 80 мм. Электродную проволоку I из бухты подают в зону сварки через флюс 2 с помощью подающего механизма сварочного автомата или полуавтомата. Тепло сварочной дуги расплавляет основной металл 3, присадочную проволоку и флюс, подаваемый по трубке 4 в зону сварки. При таком способе сварки уменьшаются потери тепла. Расплавленный металл сварочной ванны надежно защищен эластичной оболочкой расплавленного флюса или, как его еще называют, флюсовым пузырем, который препятствует разбрызгиванию жидкого металла и надежно защищает жидкий металл от воздействия кислорода и азота воздуха. Расплавленный флюс, реагируя с жидким металлом сварочной ванны, раскисляет его, удаляя окислы в слой щлака, кроме того, через флюс происходит легирование металла шва, например кремнием, марганцем и другими элементами. Сварку под флюсом иногда называют сваркой закрытой дугой или сваркой погруженной дугой. При сварке под флюсом в обычных условиях количество основного металла, расплавляемого дугой, примерно вдвое превышает количество расплавленного электродного металла. Вес расплавленного флюса близок к весу расплавленного присадочного металла. [c.13]

Легирование металла шва. Для получения требуемых свойств металла шва (механических, коррозионных, физических) необходимо не только раскисление сварочной ванны, но и введение в нее различных элементов, легирующих металл шва. Легирование шва при сварке толстопокрытым электродом осуществляется несколькими способами [c.362]

При необходимости металлургической обработки и дополнительного легирования шва в зону дуги подают небольшое количество раскисляющих или легирующих веществ. Шлакообразующие вещества вводят в виде пыли или паров вместе с защитным газом как магнитный флюс или флюс, засыпаемый в разделку кромок в виде покрытия, наносимого на поверхность электродной проволоки, и другими способами. Состав металла шва можно изменить путем подачи в зону сварки дополнительной присадочной проволоки, а также двухдуговой сварки в общую ванну с использованием проволок различного состава. [c.125]

Сварка порошковой проволокой — это способ механизированной сварки (автоматической и полуавтоматической), при котором защита и легирование металла шва производится за счет шихты в самой проволоке, состоящей из стальной оболочки и сердечника (заполнение). Защищать металл шва при этом способе может дополнительно углекислый газ. [c.155]

Однако легирование металла шва можно выполнять только электродной проволокой. При этом в качестве защиты шва от воздействия кислорода и азота воздуха служит защитный газ. В некоторых случаях, чтобы оттеснить в процессе сварки воздух от сварочной ванны, в обмазку или флюс вводят газообразующие компоненты (крахмал, целлюлоза, мел, мрамор и др.). Однако этот способ газовой защиты не относится к газоэлектрической дуговой сварке. [c.8]

При сварке аустенитных сталей и сплавов в металле шва и околошовной зоне могут возникать горячие трещины. Их образование предупреждают несколькими способами. Одним из них является создание двухфазной структуры металла шва, способствующей измельчению зерна в нем. В большинстве случаев для этого в структуре шва достаточно иметь 2...3 % ферритов, что обеспечивается его легированием ферритообразующими элементами (титан, молибден, кремний и др.), или карбидов и боридов. [c.247]

Для повышения стойкости швов к межкристаллитной коррозии и создания в их металле аустенитно-ферритной структуры при сварке их обычно легируют титаном или ниобием. Однако титан обладает высоким сродством к кислороду и поэтому при способах сварки, создающих в зоне сварки окислительную атмосферу (ручная дуговая сварка, сварка под окислительными флюсами), выгорает в количестве 70. .. 90 %. Легирование швов титаном возможно при сварке в инертных защитных газах, при дуговой и электрошлаковой сварке с использованием фторидных флюсов. В металле швов содержание титана должно соответствовать соотношению Ti/ > 5. Ниобий при сварке окисляется значительно меньше и его чаще используют для легирования шва при ручной дуговой сварке. Его содержание в металле шва должно соответствовать Nb/ >10. Однако он может вызвать появление в швах горячих трещин. [c.364]

Автоматическая сварка бронзы под керамическим флюсом. В МВТУ им. Баумана разработан метод автоматической сварки бронз, в частности хромистой бронзы марок Бр. XI, под керамическим флюсом. Способ позволяет при сварке медной проволокой марки М1 получать требуемый химический состав металла шва путем легирования через керамический флюс. [c.567]

Менее жестки при электрошлаковой сварке и требования к чистоте обработки свариваемых кромок. Обусловлено это тем, что электрошлаковая сварка выполняется, как правило, с довольно глубоким проплавлением кромок, при котором непровары исключаются даже в том случае, если на кромках имеются впадины или местные углубления до 4—6 мм, а также выступы, не превышающие 3—4 мм. Лишь при сварке высокоуглеродистых и некоторых марок легированных сталей, когда для снижения содержания в металле шва углерода и тех легирующих примесей, которые способствуют образованию в нем трещин, необходимо уменьшать проплавление свариваемого металла, к чистоте подготовки кромок предъявляются более жесткие требования. Поэтому основным способом подготовки кромок под электрошлаковую сварку является машинная газовая резка. С помощью хорошо налаженной газорезательной аппаратуры можно обеспечить допустимую для электрошлаковой сварки чистоту кромок на металле толщиной до 400 мм. [c.261]

Для уменьшения деформаций применяют также предварительный подогрев свариваемой детали. В этом случае разность между температурой сварочной ванны и температурой всей детали уменьшается, и, следовательно, будут уменьшаться деформации от нагрева в процессе сварки. Данный способ нашел широкое применение при ремонте изделий из чугуна, алюминия, бронзы, высокоуглеродистых и легированных сталей. Изделий подогревают в специальных горнах, печах, индукторах. В некоторых случаях рекомендуется проковывать шов. Проковку проводят как в горячем, так и в холодном состоянии. Проковка металла шва улучшает механические свойства наплавленного металла и в значительной степени уменьшает усадку. Кроме того, для снятия возникших при сварке напряжений и улучшения структуры металла шва и зоны термического влияния применяют термическую обработку. [c.120]

Для получения повышенной прочности, износоустойчивости, коррозионной стойкости и многих других специальных свойств металла шва его необходимо легировать марганцем, кремнием, вольфрамом, молибденом, хромом, никелем, ниобием, бором, титаном и другими элементами. Легировать металл шва можно через проволоку или через покрытие. Возможно одновременное использование обоих способов легирования. Наиболее стабильные химический состав, механические и другие свойства металла шва (особенно при сварке и наплавке высоколегированных сплавов) получаются при легировании через проволоку. [c.306]

В настоящее время получил применение разработанный Институтом электросварки им. Е. О. Патона способ сварки самозащитной проволокой, т. е. сплошной легированной проволокой без защитной среды (открытой дугой). Этот способ основан на использовании специальных электродных проволок, содержащих раскисляющие и стабилизирующие элементы. Обычно при сварке открытой дугой происходит выгорание марганца и кремния, а металл шва обогащается кислородом и азотом. При сварке специальной для данного способа легированной проволокой происходит компенсация выгорания марганца и кремния за счет повышенного их содержания в металле проволоки. Металл проволоки содержит также алюминий, титан, цирконий и церий. Эти элементы обеспечивают хорошее раскисление металла сварочной ванны, образуя соединения, переходящие в шлак. Кроме того, эти элементы [c.45]

При сварке аустенитных сталей и сплавов в металле шва и околошовной зоне могут возникать горячие трещины. Для их предупреждения существует несколько способов. Один из них — создание в шве двухфазной структуры, способствующей измельчению зерна в металле шва и уменьшению ликвации. В большинстве случаев для этого в структуре шва достаточно иметь 2...3 % первичного 5-фер-рита, что обеспечивается легированием шва ферритообразующими элементами (титаном, молибденом, кремнием и др.). [c.303]

При автоматической и полуавтоматической сварке закрытой дугой обычных сталей применяются в основном плавленые флюсы-силикаты. Современные плавленые флюсы не дают возможности осуществить легирование металла шва. При сварке углеродистых сталей, как известно, максимальный переход кремния или марганца из флюса в сварной шов, происходящий в результате взаимодействия жидких металла и шлака, не превышает нескольких десятых долей процента. На протяжении ряда лет неоднократно предпринимались попытки решить задачу легирования шва через флюс, т. е. создания легирующих флюсов. С этой целью предлагались механические смеси флюсов с соответствующими ферросплавами однако они не нашли применения вследствие неравномерного легирования швов, обусловленного сепарацией тяжелых крупинок ферросплавов от легких зерен флюса. Составные неплавленые флюсы, предложенные К. К. Хреновым и Д. М. Кушнеро-вым и получившие название керамических, не имеют их недостатков. В принципе можно создать керамический флюс такого состава, который обеспечил бы необходимый состав, структуру и легирование швов такими легкоокисляющимися элементами, как алюминий, титан, цирконий и др. Однако этот способ легирования шва при сварке жаропрочных сталей и сплавов нельзя признать достаточно надежным по следующим причинам. Степень легирования шва находится в прямой зависимости от соотношения количеств расплавляемых дугою металла и флюса (шлака). При автоматической сварке закрытой дугой это соотношение в несколько раз больше, чем при сварке открытой дугой, и целиком определяется режимом сварки — напряжением и током дуги. Чем больше напряжение дуги, чем ниже ток и скорость сварки, тем относительно больше плавится шлака, тем интенсивнее переход примесей из шлака в металл или из металла в шлак. При выполнении швов различного типа и калибра неизбежно приходится изменять режим сварки. Изменения величины тока или напряжения дуги, [c.61]

Технологию сварки для этих сталей выбирают из условий соблюдения комплекса требований, обеспечивающих прежде всего равнопрочность сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном соединении. Сварное соединение должно быть стойким против перехода в хрупкое состояние, а деформация конструкции должна быть в пределах, не отражающихся на ее работоспособности Металл шва при сварке низкоуглеродистой стали незпачительно отличается по своему составу от основного металла — снижается содержание углерода и повышается содержание марганца и кремния. Однако обеспечение равнопрочности при дуговой сварке не вызывает затруднений. Это достигается за счет увеличения скорости охлаждения и легирования марганцем и кремнием через сварочные материалы. Влияние скорости охлаждения в значительной степени проявляется при сварке однослойных швов, а также в последних слоях многослойного шва. Механические свойства металла околошовной зоны подвергаются некоторым изменениям по сравнению со свойствами основного металла — при всех видах дуговой сварки это незначительное упрочнение металла в зоне перегрева. При сварке стареющих (например, кипящих и полуспокойных) низкоуглеродистых сталей на участке рекристаллизации околошовной зоны возможно снижение ударной вязкости металла. Металл околошовной зоны охрупчивается более интенсивно при многослойной сварке по сравнению с однослойной. Сварные конструкции из низкоуглеродистой стали иногда подвергают термической обработке. Однако у конструкций с угловыми однослойными швами и многослойными, наложенными с перерывом, все виды термической обработки, кроме закалки, приводят к снижению прочности и повышению пластичности металла шва. Швы, выполненные всеми видами и способами сварки плавлением, имеют вполне удовлетворительную стойкость против образования кристаллизационных трещин из-за низкого содержания углерода. Однако при сварке стали с верхним пределом содержания углерода могут появиться кристаллизационные трещины, прежде всего в угловых швах, первом слое многослойных стыковых швов, односторонних швах с полным проваром кромок и первом слое стыкового шва, сваренного с обязательным зазором. [c.102]

При дуговой сварке никеля и его сплавов пет необходимости всегда стремиться к получению металла пша, обладаюгцего таким же химическим составом и структурой, как свариваемый материал. Например, технически чистый никель не удается сварить без пор, трещип, с достаточно высокими показателями механических и коррозионных свойств шва, если его химический состав и структура будут индептичными основному металлу. Для получения сварных швов, удовлетворяющих разнообразным требованиям, часто приходится прибегать к комплексному легированию их элементами, не содержащимися в основном металле, и одновременно препятствовать обогащению шва вредными примесями. В зависимости от метода сварки никеля могут быть применены различные способы легирования металла шва. Наиболее надежно легирование электродной проволокой определенного состава в сочегашш с пассивным нелегирующим электродным покрытием, флюсом плп защитой инертным газом. При этом должны быть обеспечены условия, обеспечивающие полное усвоение сварочной ванной легирующих элементов, содержащихся в основном и присадочном металлах. Во время ручной сварки легирование шва может осуществляться через электродное покрытие, в состав которого вводятся соответствующие порошки металлов пли ферросплавов. При сварке под обычными плавлеными флюсами легирование металла шва является следствием физико-химических процессов между окислами флюса и никелем. [c.181]

Легирование металла шва за счет основного металла позволит повысить свойства шва до необходимого уровня. Однако следует помнить, что доля участия основного лтеталла в металле njBa, а значит, и степень легирования зависят от способа сварки, применяемого реишма сварки и других технологических приемов. Поэтому при разработке технологического процесса сварки необходима расчетная проверка ожидаемых механических свойств металла шва для принятых режимов сварки и сварочных материалов (см. гл. V, 6). [c.248]

Влияние легирования металла сварного шва осушествлялось за счет применения сварочных проволок различного состава. Однако суш,ествен-ных результатов легирование металла шва в пределах допустимых норм на порообразование при сварке простых сталей не дало. Применение высоколегированных сварочных материалов исключает порообразование в швах, однако оно не является приемлемым, так как изменяет механические свойства сварных соединений и не соответствует общепринятым нормам сварочной технологии. Односторонняя сварка заготовок после плазменной резки кислородом на флюсовой подушке с обратным формированием шва обеспечила получение качественных сварных швов. При таком способе можно получить сварные швы без пор, если заготовки вырезаны воздушно-плазменным способом, но только на толщинах не менее 14 мм, когда обеспечивается значительный объем сварочной ванны при меньших толщинах в швах образуются поры. [c.106]

Расход флюса при этом способе сварки невелик и обычно не превышает 5 % массы наплавленного металла. Ввиду малого количества шлака легирование наплавленного металла происходит в основном за счет электродной проволоки. Доля основного металла в шве может быть снижена до 10. .. 20 %. Вертикальное положение металлической ванны, повышенная температура ее верхней части и значительное время пребывания металла в расплавленном состоянии способствуют улучшению условий удаления газов и неметаллических включений из металла шва. По сравнению со сварочной дугой шлаковая ванна - менее концентрированный источник теплоты. Поэтому термический цикл электрошлаковой сварки характеризуется медленным нафевом и охлаждением основного металла. Отклонение положения оси свариваемого шва от вертикали возможно не более чем на 15° в плоскости листов и на 30. .. 45° от горизонтали. [c.154]

Электроды марки УОНИ-13/55А типа Э-55А единственно допустимы для сварки ванным способом стыков арматуры железобетонных конструкций из сталей 25Г2С и 35ГС. При этом получается металл шва композиции низколегированной стали, легированной марганцем и кремнием через покрытие. [c.49]

В настоящее время накоплен обширный экспериментальный материал по данным испытания различных легированных сталей, например марганцевых, кремниевомарганцевых, хромомолибденовых, с применением количественных (ИМЕТ-4, ЛТП МВТУ) и технологических проб (Рива, TS, крестовая). При этом для каждой из систем легирования изучено влияние содержания различных легирующих элементов (С, Мп, Si, Сг, Мо, В и др.) и вредных примесей (S, Р и др.) на сопротивляемость образованию холодных трещин, и определены эмпирические зависимости эквивалента углерода, устанавливающие допустимые соотношения между элементами, входящими в состав сталей. Эти соотношения не имеют универсального характера, так как зависят от ряда факторов, например конструкции сварного соединения и его жесткости, структурного класса присадочного или электродного материалов, способа и режимов сварки. Эти факторы изменяют не только уровень напряжений и характер их распределения в сварных соединениях, но и кинетику структурных изменений, степень развития химической неоднородности по границам зерен околошовной зоны вблизи линии сплавления со швом, содержание водорода и другие особенности, обусловливающие образование холодных трещин при сварке. Наиболее существенны при прочих равных условиях жесткость соединения и структурный класс металла шва. В связи с этим использование данных об эквивалентах углерода ограничивается обычно частными случаями, связанными с предварительными сравнительными оценками различных плавок стали или способов их выплавки в исследовательских целях. После этого, как правило, проводятся испытания стали с помощью технологических проб, в наибольшей степени соответствующих реальным условиям сварки конструкции соединений и технологическим факторам. [c.174]

В стабильно аустенитных сталях и сплавах двухфазность структуры создается за счет выделения в металле шва карбидов или бо-ридов. Для получения аустенитно-карбидной структуры шов легируют углеродом и карбидообразующими элементами — ниобием нли титаном. Однако углерод резко повышает склонность швов к межкристаллитной коррозии. Поэтому этот способ примени.ч при сварке только жаропрочных и жаростойких сталей. Получения аустенитио-боридной структуры достигается легированием шва бором в количестве 0,2—0,7%. При больших содержаниях бора в швах могут образовываться холодные трещины, для предупреждения которых требуется предварительный или сопутствующий подогрев до 250—300° С. При сварке чисто аустенитных швов в них ограничивают содержание вредных примесей (сера, фосфор, висмут и др.) и элементов, способствующих появлению легкоплавких эвтектик (кремний, титан, алю- [c.381]

Ручная дуговая сварка плавящимися толстопокрытымн электродами имеет наибольший объем применения из всех дуговых способов сварки. Схема процесса сварки приведена на рис. 182, а. Питание дуги осуществляется от сварочного генератора или выпрямителя постоянным током или от сварочного трансформатора — переменным током. Наиболее широкое применение находит постоянный ток. В настоящее время применяются только толстопокрытые электроды, т. е. такие, у которых на металлический пруток определенных размеров ( стержень ) наносится обмазка (электродное покрытие). Состав покрытия при расплавлении вместе со стержнем обеспечивает защиту от окисления и азотирования металла шва и определенное легирование наплавленного металла для придания ему необходимых механических свойств, а также придает устойчивость горению дуги. [c.359]

Флюс 48-ОФ-6 применяют при автоматической дуговой сварке и наплавке легированных сталей. Состоящий из фтористого кальция и прочных окислов (см. табл. 7-38), он мало вдияет на химический состав металла шва. Гранулированный по мокрому способу флюс 48-ОФ-6 с целью возможно более полного удаления из него влаги обязательно прокаливают при высокой температуре. [c.358]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...