Взаимодействие сварочной ванны с газами

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ СВАРОЧНОЙ ВАННЫ С ГАЗАМИ [c.211]

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛА СВАРОЧНОЙ ВАННЫ С ГАЗАМИ И ШЛАКОМ [c.19]

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]

При всех способах сварки плавлением в сварочной ванне происходят те же процессы, что и в металлургических печах при выплавке металлов и их сплавов. Это плавление, взаимодействие жидкого металла с газами и компонентами шлаков, легирование металла и выгорание (испарение, окисление) легирующих компонентов, затвердевание металла, структурные изменения в нем. [c.17]

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]

В промышленности наиболее распространены следующие способы дуговой сварки (рис. 28.5) ручная металлическими электродами со специальными покрытиями (рис. 28.5, а) автоматическая под плавлеными или керамическими флюсами (рис. 28. 5, б) и в защитных газах (рис. 28.5, в). Нанесение покрытий на электроды и использование флюсов или защитных газов предотвращает контакт и взаимодействие расплавленного металла сварочной ванны с воздухом пли другой средой, в которой проводится сварка. [c.259]

Взаимодействие жидкого металла сварочной ванны с кислородом, водородом и другими газами. Кислород оказывает наиболее существенное влияние на физико-химические процессы при сварке. Он поступает в ванну из воздуха или из электродного покрытия и интенсивно окисляет расплавленный металл, соединяясь с железом и другими элементами. При высокой температуре происходит окисление железа атомарным кислородом [c.26]

Взаимодействие металла сварочной ванны с электродными покрытиями, флюсом и газами. Электродные покрытия или флюсы кроме защиты расплавляемого при сварке металла от окружающего воздуха должны обеспечивать раскисление, легирование и рафинирование металла шва. [c.29]

При сварке плавящимся электродом в углекислом газе окисление жидкого металла значительно больше, чем при сварке неплавящимся электродом. Взаимодействие жидкого металла с газом происходит в момент нахождения капли жидкого металла на конце электрода и в сварочной ванне. [c.318]

С расплавленным металлом сварочной ванны, кроме газов, взаимодействуют шлаки, представляющие собой сплавы различных окислов и солей. Обычно шлаки находятся на поверхности ванны, так как их плотность меньше плотности расплавленного металла. [c.11]

Сварка должна обеспечить получение высоких прочностных и пластических характеристик металла шва и всего сварного соединения. Выполнение этих требований во многом зависит от металлургических процессов, взаимодействия жидкого металла сварочной ванны с защитными газами. [c.14]

Окисляемость металла при сварке определяется химическими свойствами свариваемого материала. Чем химически активнее металл, тем больше его склонность к окислению н тем выше должно быть качество защиты при сварке. К наиболее активным металлам, легко окисляющимся при сварке, относятся титан, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. При их сварке необходимо защищать от взаимодействия с воздухом не только расплавленный металл, но и прилегающий к сварочной ванне основной металл и остывающий шов с наружной стороны. Наилучшее качество защиты обеспечивают высокий вакуум и инертный газ высокой чистоты. [c.40]

Аргон и гелий не образуют химических соединений с металлами. Точно так же азот не взаимодействует с некоторыми металлами — медью, кобальтом и др. Поэтому процессы окисления, азотирования, наводораживания, а также растворения газов и вредных примесей в сварочной ванне связаны с несовершенством газовой защиты зоны сварки и проникновением в нее атмосферного воздуха. Кроме этого, наличие даже небольших концентраций вредных примесей в инертных газах, окисленных поверхностных слоев на кромках металла и сварочной проволоки, способствует образованию оксидов, нитридов и других соединений, заметно снижающих физико-механические свойства сварных соединений. [c.385]

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]

КИМ шлаком от взаимодействия с атмосферой расплавленного металла уменьшить пористость в наплавленном металле, что обусловлено более медленным охлаждением сварочной ванны, в результате чего пузырьки газа успевают всплыть на поверхность металла и удалиться увеличить стойкость сварного шва к образованию трещин, что является следствием благоприятных условий охлаждения сварного соединения. [c.463]

Среди дуговых методов сварки, получивших достаточно широкое распространение, имеются такие, у которых защита расплавленного металла сварочной ванны от взаимодействия с воздухом осуществляется инертными, некоторыми активными газами или их смесью. Классификация способов сварки в защитных газах показана на рис. 23.15. [c.463]

Непрерывная лазерная сварка металлов значительных толщин производится газовыми лазерами. При сварке непрерывным лазерным лучом большой мощности приходится устранять экранирующее влияние ионизированного облака, которое возникает при взаимодействии лазерного луча с атмосферой и испаряющимся металлом. Облако рассеивает луч и препятствует нагреву металла сварочной ванны. Устраняют облако, сдувая струей газа, чаще всего аргона, направляя ее перпендикулярно оси луча. Одновременно инертный газ защищает металл от окисления. Применение для защиты вместо аргона гелия или смеси гелия с водородом увеличивает проплавление лазерным л ом, но более легкий, чем аргон, гелий плохо вытесняет облако плазмы. [c.472]

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]

Технологическая свариваемость металлов зависит от ряда факторов химической активности металлов, степени легирования, содержания примесей и структуры. Химически активные металлы обладают повышенной склонностью к окислению, поэтому при их сварке должна быть обеспечена высококачественная защита. К наиболее активным металлам относятся титан, цирконий, ниобий, тантал и молибден. При их сварке необходимо защищать от взаимодействия с воздухом не только расплавленный металл, но и прилегающий к сварочной ванне основной металл и остывающий шов с наружной и обратной стороны. Наименьшее окисление достигается при сварке в высоком вакууме (при остаточном давлении не выше 10 Па) и высокочистом инертном газе. [c.54]

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]

При сварке в инертных газах в сварочной ванне могут протекать металлургические процессы, связанные с наличием в ней растворенных газов и легирующих элементов, внесенных из основного или присадочного металла. При использовании смесей инертных газов с активными возникают металлургические взаимодействия между элементами, содержащимися в расплавленном металле, и активными примесями в инертном газе. [c.312]

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]

При сварке в инертных газах (аргон, гелий) металлургические процессы протекают только между элементами, содержащимися в металле сварочной ванны, так как инертные газы не взаимодействуют с газовыми составляющими столба дуги. Для предотвращения появления пор при сварке в инертных газах в сварочную ванну вводят активные раскислители (марганец, кремний и др.) и добавляют в аргон 10—15 % углекислого газа или 5% кислорода. [c.19]

Взаимодействие водорода, азота и сложных газов с расплавленным металлом сварочной ванны. Водород в составе газовой фазы может находиться в молекулярном или атомарном состоянии, что зависит от температуры. При более высоких температурах молекулярный водород диссоциирует на атомарный и ионизированный. Металлы, способные растворять водород, можно разделить на две группы. К первой группе относятся металлы, не имеющие химических соединений с водородом (железо, никель, кобальт, медь и др.). Металлы первой группы поглощают водород в твердом состоянии, растворимость которого в них увеличивается при плавлении и зависит от состояния водорода. [c.51]

Активные газы по своему химическому взаимодействию с расплавленным металлом сварочной ванны могут [c.223]

Взаимодействие водорода, азота и сложных газов с расплавленным металлом сварочной ванны. Водород [c.54]

Металлургические процессы при ручной сварке, начиная с момента образования капель электродного металла и до полного охлаждения сварного шва, представляют собой процессы взаимодействия расплавленного и нагретого металла со шлаками, а также с выделяющимися газами и воздухом. Электродный металл переходит в сварочную ванну через дуговой промежуток в виде капель. Этот процесс сопровождается обильным выделением газов, которые частично остаются в наплавленном металле. [c.28]

В условиях дуговой сварки в результате взаимодействия с окружающей атмосферой плавящийся металл может поглощать составляющие атмосферу газы, ухудшать свой состав п свойства. Для некоторых металлов наиболее неблагоприятными в этих условиях являются окисление и азотирование жидкого металла в сварочной ванне. При дуговой сварке в защитных газах необходимая защита плавящегося металла создается истекающей из сопла горелки достаточно мощной направленной струей защитного газа, обеспечивающей оттеснение окружающего воздуха от плавящегося металла, [c.5]

Особенности металлургических процессов при газовой сварке обусловлены (по В. В. Фролову) иебольш нм объемом сварочной ванны местным нагревом металла подвижным концентрированным источником теплоты с большой эффективной мощностью высокой температурой пламени значительной скоростью рас плавле 1ия взаимодействием металла ванны с газами пламени перемешива нием ванны присадочной проволокой и газовым потоком пламени кратковременностью протекания процесса [c.228]

Выделяют две основные зоны или стадии взаимодействия расплавленного металла с газами и шлаком торец электрода с обра-зуюшдшися на нем каплями и сварочную ванну. Полнота протекания металлургических реакций зависит от температуры, времени взаимодействия, поверхности и концентрации реагирующих веществ. [c.26]

Химические реакции взаимодействия расплавленного металла с газами атмосферы и защитными средствами называются сварными металлургическими реак1(иями. Вьщеляют две зоны реакций расплавленного металла с газами торец электрода с образующимися на нем каплями и сварочную ванну. Полнота реакций зависит от температуры, поверхности, концентрации реагирующих веществ и времени взаимодействия. Характерными условиями протекания металлургических реакций являются высокая температура нагрева, малый объем расплавленного металла и кратковременность процесса. [c.19]

В зависимости от разновидности способа сварки в защитных газах подготовка кромок должна быть различной. Так как ири сварке в защитных инертных газах расплавленный металл изолирован от атмосферного воздуха, то в сварочной ванне могут протекать металлургические процессы, связанные с наличием в нем растворенных газов и легирующих элементов, внесенных из основного или д,ополнителъного металла. При использовании смесей инертпых с активными газами возникают металлургические взаимодействия между элементами, содержащимися в расплавленном металле, н активными примесями в инертном газе. [c.254]

Взаимодействие расплавленного металла с газовой фазой определяется составом атмосферы дуги и химичеср1ми свойствами элементов, содержащихся в расплавленном металле. Атмосфера дуги состоит из смеси газов О2, N2, Нг, СО, СО2, паров воды, металла и шлака. О2, N2, Н2 попадают в нее в основном из воздуха, а также из сварочных материалов (сварочной проволоки, покрытий электродов, флюсов и защитных газов). Дополнительным источником О2 и Н2 могут быть ржавчина, органические загрязнения и конденсированная влага на поверхности проволоки и свариваемого металла. СО2 и СО образуются в результате разложения в дуге компонентов покрытий электродов и флюсов. В случае сварки в защитной атмосфере углекислого газа они составляют основу атмосферы дуги. Количественное соотношение и парциальное давление газов зависят от вида сварки и применяемого способа защиты сварочной ванны. При высокой температуре дуги основная часть г ов диссоциирует и переходит в атомарное состояние. При этом их химическая активность и способность к растворению в расплавленном металле повышаются. [c.227]

Особенности технологии лазерной сварки связаны, в основном, со стремлением снизить отражение луча от поверхности свариваемого металла, исключить его выброс из сварочной ванны под воздействием паров интенсивно испаряющегося металла и выделяющихся из него газов, при сварке больщих толщин металлов — с необходимостью защиты сварочной ванны от взаимодействия с воздухом. Отражение от металла уменьшают подбором необходимой формы импульса лазера, специальной обработкой поверхности или нанесением на нее покрытия. Выброс металла из сварочной ванны происходит при импульсном режиме сварки и определяется характером нагрева металла. [c.471]

Металлургические особенности сварки характеризуются процессами плавления и кристаллизации свариваемых металлов, протекающими в сварочной ванне, во взаимодействии с газами и шлаками. Отличительными особенностями процессов сварки от металлургических процессов, протекающих в плавительных печах, являются высокая температура сварочной дуги, малый объем расплавленного металла, кратковременность пребывания металла в жидком состоянии, быстрое изменение температурного режима. В этих условиях происходит интенсивное окисление элементов металла. Высокая температура сварочной дуги вызывает диссоциацию газов, т.е. распад молекул кислорода, азота и водорода на атомы [c.35]

Высокая химическая активность титана к газам (кислороду, азоту и водороду) при высоких температурах требует обеспечения надежной защиты от газов атмосферы не только металла сварочной ванны, но и основного металла, нагревающегося до температуры 400 °С и выше. Сварку необходимо производить в среде защитных газов (аргона, гелия) высокой чистоты, под специальными флюсами или в вакууме. При температурах нафева выше 350 С титан поглощает кислород с образованием поверхностного (альфированного) слоя высокой твердости Ti + О2 = Т10г. При нагреве до температур выше 550 С титан растворяет азот, химически взаимодействует с ним, образуя малопластичные фазы внедрения (нитриды) [c.469]

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]

Из-за высокой химической активности титана и его сплавов для них нельзя применять ургонодуговую сварку с односторонней защитой сварного соединения, если незащищенные участки сварного соединения и обратная сторона шва нагреты выше 500—600 °С. Непременным условием получения качественного соединения при сварке плавлением является не только хорошая защита сварочной ванны, но и полная двусторонняя защита участков сварного соединения, нагретых выше 500 °С, от взаимодействия с воздухом. При сварке трубопроводов и их узлов для защиты наружной стороны стыка (рис. 43) рекомендуется использовать специальные насадки и поддувки. Для защиты шва с внутренней стороны применяют приспособления типа камер (рис. 44). Приспособления должны иметь кривизну, соответствующую конфигурации трубопровода. Газ скапливается в небольшом объеме в месте сварки, надежно защищая обратную сторону шва от воздуха. В этом случае не требуется заполнять газом всю полость трубы, что при большом объеме работ значительно экономит аргон. При небольшом объеме работ изготовлять такие приспособления экономически невыгодно, поэтому пользуются заглушками, устанавливаемыми с обеих сторон трубы. Газ, выходя в одну из заглушек, вытесняет воздух через клапан в другой. При сварке грубо нровода на монтаже заглушки устанавливают последовательно пока не продуют весь трубопровод. В крайнем случае продувают определенную нить трубопровода или целиком весь трубопровод. Объем газа для продувки участка трубопровода, ограниченного заглушками, должен быть в 5 раз больше, чем объем полости. Время продувки для различных объемов определяют экспериментально. Например, для трубопровода диаметром 300 мм с толщиной стенки 8 мм при расходе газа 10, 12, 20 л/мин оно равно соответственно 7,5 4,5 и 3,5 мин. При сварке толстостенных трубопроводов целесообразно после заварки корневого пша обратную сторону шва запгмщать водой, наполняя ею трубопровод. При этом сварку необходимо вести на повышенных режимах и следить за тем, чтобы в зоне сварки не было воздушных мешков . [c.114]

К лнертны.м газам относятся аргон и гелий, которые практически не взаимодействуют с расплавленным металлом сварочной ванны. [c.223]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...