Металлургические процессы в сварочной ванне

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СВАРОЧНОЙ ВАННЕ [c.227]

Металлургические процессы в сварочной ванне развиваются в соответствии с основными закономерностями металлургии металлов. Особенности состоят, с одной стороны, в высокой скорости протекания процессов, обусловленной высокой температурой, с другой, - их незавершенностью вследствие кратковременности существования сварочной ванны. [c.227]

Каковы особенности протекания металлургических процессов в сварочной ванне [c.48]

Перенос электродного металла при дуговой сварке оказывает определенное влияние на динамические характеристики электрических параметров сварочной дуги, металлургические процессы в сварочной ванне, в значительной мере определяет технологические возможности процесса, его стабильность и устойчивость. Управление переносом (переход от крупнокапельного к мелкокапельному или струйному) осуществляют путем воздействия на величину электромагнитной силы [c.104]

Реализация большинства сварочных технологических процессов связана с нагревом обрабатываемого материала различными видами сварочных источников теплоты, а эффективность использования того или иного сварочного процесса определяется условиями нагрева и охлаждения изделия и присадочного материала. Так, характер протекания тепловых процессов определяет производительность плавления основного и присадочного металлов, направление и полноту протекания металлургических процессов в сварочной ванне или полости реза, условия формирования структуры металла шва и зоны термического влияния. Условия нагрева и охлаждения во многом определяют характер и уровень внутренних напряжений и деформацию изделия. Поэтому в [c.14]

Исходными материалами для выплавки флюса являются марганцевая руда, плавиковый шпат, каустический магнезит, кварцевый песок — для введения во флюс МпО СаРг MgO и 8102. Каждый из этих компонентов оказывает свое влияние на прохождение металлургических процессов в сварочной ванне. [c.16]

Однако наряду со временем на металлургические процессы в сварочной ванне большое влияние оказывает температурный режим. В настоящее время еще нет достаточного количества экспериментального материала, касающегося этого вопроса. Вместе с тем рассмотрение процессов, протекающих в сварочной ванне, требует хотя бы приближенного представления о распределении температур в зоне плавления. [c.8]

Траектории и схемы перемещения к нца электрода при сварке второго и последующих слоев шва показаны схемами 16, Пб и Ив. Из приведенных схем видно, что сварку каждого последующего слоя шва выполняют в направлении, противоположном предыдущему. Такая последовательность наложения отдельных слоев шва благоприятно -сказывается на процессе сварки (нет непроизводительных перемещений электрода), способствует более полному протеканию металлургических процессов в сварочной ванне благодаря тому, что сварка ведется от более нагретых участков стыка к менее нагретым, которые в свою очередь по мере продвижения дуги подогреваются теплом надвигающейся сварочной дуги и также становятся в достаточной степени нагретыми. [c.60]

Вот и перевернута последняя страница учебного пособия. Может быть, вы просто бегло просмотрели его, а может быть, досконально изучили - в любом случае вы убедились, сколь многообразна и интересна эта отрасль техники - сварка. Вы получили общие сведения о сварке узнали какие бывают группы способов сварки, какие различают сварные соединения и швы, как их узнать на чертеже сварной конструкции. Составили общее представление о металлургических и физических процессах в сварочной ванне и в металле сварного соединения, о технологической прочности и свариваемости металлов. Познакомились с особенностями расчетов сварных соединений на прочность и составили представление о сварочных напряжениях и деформациях. [c.387]

Сварочная металлургия отличается от других металлургических процессов высокими температурами термического цикла сварки и малым временем существования сварочной ванны в жидком состоянии, т. е. в состоянии, доступном для металлургической обработки металла сварного шва. Кроме того, специфичны процессы кристаллизации сварочной ванны, начинающиеся от границы сплавления, и образования измененного по своим свойствам металла зоны термического влияния. [c.313]

Особенности металлургических процессов при дуговой сварке под слоем плавленых флюсов. При дуговой сварке под слоем плавленого флюса следует различать высокотемпературную зону, охватывающую плавящийся торец электрода, капли металла, проходящие дуговой промежуток, и активное пятно дугового разряда в сварочной ванне, и низкотемпературную зону — хвостовая часть ванны, где температура приближается к температуре кристаллизации металла (см. рис. 9.40). [c.369]

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]

Все металлургические процессы при ручной дуговой сварке происходят в электродной капле и сварочной ванне. Капля электродного металла разогрета до большей температуры, чем сварочная ванна, и имеет удельную площадь гораздо большую, поэтому химические реакции в ней идут более интенсивно. Основная проблема, затрудняющая получение прочного и плотного шва, -попадание в металл шва атмосферных газов. Главные среди них кислород, водород, азот. Молекулы или ионы этих газов, попадая на поверхность жидкого металла, прилепляются к ней (адсорбируют), а затем растворяются в металле. Причем чем больше температура жидкого металла, тем больше газа в нем может раствориться. Выделение азота и водорода в сварочной ванне является основной причиной образования пор. Чтобы не допустить газы в металл шва, необходимо предотвратить их контакт с жидким металлом. Шлакообразующие вещества в составе покрытия, расплавляясь, образуют плотный защитный слой вокруг сварочной ванны и капли электродного металла, однако при горении дуги шлак может оттесняться с некоторых мест капли и ванны (причем наиболее разогретых), поэтому необходимо не допускать атмосферные газы в дуговой промежуток. Это возможно при использовании газообразующих веществ в составе покрытия электрода. Вещества типа мрамора или известняка, разлагаясь в дуге, выделяют большое количество окиси или закиси углерода, которые оттесняют воздух от дуги и защищают жидкий металл. Диссоциация соединений углерода и кислорода [c.113]

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]

Следовательно, с помощью сварочных материалов реализуется процесс сварки и осуществляется сложная физико-химическая обработка расплавленных электродного и основного металлов, производимая в газовой и шлаковой фазах и завершающаяся в сварочной ванне, что приводит к образованию шва нужного химического состава с требуемыми свойствами. Такую обработку обычно называют металлургической. [c.22]

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]

Металлургические процессы, протекающие в сварочной ванне, также имеют свои особенности [c.96]

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]

Процесс кристаллизации сварочной ванны. Образование неразъемного соединения при сварке зависит как от физико-металлургических свойств каждого металла или сплава в отдельности, так и от самого процесса сварки. К основным элементам понятия свариваемости относятся 1) нагрев и последующее плавление металла [c.58]

В сварочной ванне при сварке электродами с качественным покрытием или под флюсом протекают весьма сложные металлургические процессы. Специфичными условиями их протекания являются малый объем ванны и большая скорость ее охлаждения а также высокая температура на поверхности ванны. [c.293]

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]

Рассмотрим особенности металлургических процессов в высокотемпературной зоне. В расплавленном металле сварочной ванны, в каплях электродного металла и на торце электрода протекают окислительно-восстановительные реакции 1—4, которые имеют эндотермический характер и направлены сле.вя направо [c.343]

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 особенности процесса сварки порошковыми проволоками определяют повышенные требования к соблюдению рекомендуемых напряжения дуги и вылета электрода. Если плавление сердечника отстает от плавления оболочки, возможен переход его в сварочную ванну в нерасплавленном состоянии, что вызывает образование пор и неметаллических включений в металле шва. [c.132]

Металлургические процессы в дуге и в сварочной ванне [c.57]

Одной из причин образования пор в наружном шве следует считать наличие поверхностных окислов на свариваемых кромках — окалины и ржавчины, и недостаточную длительность протекания металлургических процессов в сварочной ванне, обусловленных вынужденным уменьшением режима по току и, таким образом, уменьшением времени пребывания расплавленного металла в сварочной ванне во избежание прожога подварочного слоя шва. Ржавчина, как известно, под влиянием тепла дуги превращается в окалину с выделением паров воды. Окалина, в свою очередь взаимодействуя с жидким металлом, вызывает повышенное содержание закиси железа в системе шлак — металл, которое тормозит восстановление кремния и марганца. При достаточном количестве окалины на отдельных участках стыка это способствует интенсификации реакции окисления углерода [С]+[01 = = С0 в кристаллизирующейся части ванны. Выделяющаяся при этом окись углерода, не растворимая в металле, служит причиной образования пор. Пары воды также взаимодействуют с жидким металлом, что приводит вначале к поглощению водорода в высокотемпературной части сварочной ванны, а затем к его выделению из кристаллизирующегося металла шва в виде молекул, не растворимых в металле. Последнее обусловливает образование пор в шве с развитием их до сквозных свищей. [c.108]

Сг - N1 — Мо - V сталей [87]. Скорость охлаждения таких швов после технологического <послесварочного) отпуска для снятия напряжений ограничивают, как правило, 10-25 С/ч с тем, чтобы термические напряжения из-за температурного градиента между поверхностными и центральными зонами сечения сварных конструкций не превышали допустимых значений. При этом в металле шва может развиваться отпускная хрупкость, что значительно ослабляет благоприятный эффект термической обработки для снятия напряжений. Проблема осложняется тем, что если в основном металле концентрации кремния и марганца могут быть значительно снижены путем использования специальных металлургических приемов при выплавке стали (подбор шихты, углеродное раскисление в вакууме), то в низколегированных сварных швах содержание марганца, вводимого специально в сварочную проволоку, и кремния, вводимого при раскислении шва, не мржет быть ниже определенных уровней, обусловленных необходимостью обеспечения оптимального содержания продуктов окислительно-восстановительных процессов в сварочной ванне. [c.47]

В справочнике с современных позиций рассмотрены теоре тические и практические аспекты сварки почти всех упомянув тых выше материалов. Прежде всего обращено внимание н прикладной хара1 тер оценки свариваемости, достаточность которой определяется из условия удовлетворения эксплуатационных свойств, требуемых от сварных соединений. Рассмотрены наиболее эффективные экспериментальные методы оценки показателей свариваемости с помощью сварочных технологических проб, специализированных машинных испытаний, сопоставления уровня механических свойств сварных соединений с требуемыми по техническим условиям. Показана возможность использования расчетных методов, подробное изложение которых из-за ограниченности объема перенесено в П1 том справочника. На основании анализа процессов металлургических взаимодействий в сварочной ванне, кристаллизации металла шва, фазовых и структурных превращений в твердом металле в условиях сварочного термического цикла трактуются результаты оценки свариваемости. Приведены принципиальные металлургические и технологические способы обеспечения достаточной свариваемости материалов. [c.16]

Следовательно, при сварке осуществляется сложная физи-ко-химическая обработка электродного и основного металла, нронсходян ая в газовой и нглаковой фазах и завершаюгцаяся в сварочной ванне, что приводит к образованию шва нужного состава с требуемыми свойствами эту обработку обычно называют металлургическими или физико-металлургическими процессами сварки. [c.84]

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]

При автоматической сварке флюсы выполняют важную металлургическую роль, предохраняя сварочную ванну от воздействия атмосферы. Многие флюсы в процессе сварки химически B3anM0j действуют с расплавленным металлом, регулируя химический состав металла шва (активные флюсы). [c.279]

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]

Металлургические свойства. Флюс относится к флюо-ритно-основному типу и к группе низкокремнистых флюсов с химической активностью Лф = 0,134-0,2. Построен иа базе шлаковой системы СаРг—А1аОз—5102. Легирует наплавляемый металл углеродом, хромом и марганцем. Присутствие в составе флюса минимального количества 5 0г практически (юлностью исключает кремневосстановительный процесс. Раскисление металла преимущественно происходит за счет осаждения в сварочную ванну из флюса порошка ферросилиция. [c.450]

Металлургические свойства. Флюс относится к флюо-рнтно-основному типу и к груапе низкокремнистых флюсов с химической активностью Л = 0,14-ь0,21. Построен на базе шлаковой системы MgO— aF —AljOg—SiO,. Легирует наплавляемый металл углеродом, хромом, марганцем и раскисляет кремнием. Присутствие в составе флюса минимального количества SiOj практически полностью исключает кремневосстановительный процесс. Раскисление металла происходит исключительно за счет осаждения в сварочную ванну из флюса порошка ферросилиция. [c.451]

Сварочные процессы в металле в большинстве случаев протекают при быстром изменении температуры в пределах от температуры окружающего воздуха иногда до температуры испарения металла. В этом весьма щироком температурном промежутке развиваются разнообразные физические и химические процессы — плавление основного и присадочного металлов, металлургические реакции в жидкой ванне, кристаллизация расплавленного металла, структурные и объемные изменения в металле шва и в основном металле, процессы местного пластического деформирования. Для управления сварочными процессами необходимо знать, как влияют на них все определяющие параметры, в том числе изменение температуры металла во времени. [c.9]

Например, азот в углеродистых сталях является вредной примесью (образуются нитриды), из-за чего резко снижаются механические свойства сварного шва и стойкость к старению, тогда как в сталях аустенйтного класса азот является полезной добавкой. При аргонодуговой сварке углеродистых сталей для поддува можно применять не только аргон или углекислый газ, но и азот, если в сварочную ванну будут введены элементы-раскислители в виде кремния и марганца. Поэтому выбор газа и присадочного материала должны обеспечивать заданные механические свойства, химический состав и структуру сварного шва. При сварке в защитной среде инертных газов расплавленный металл сварочной ванны изолирован от воздействия кислорода и азота воздуха поэтому металлургические процессы могут происходить между элементами, содержащимися только в расплавленном металле сварочной ванны. [c.220]

Особенности металлургических процессов при сварке толстопокрытыми электродами. В общем виде схему процесса сварки толстопокрытым электродом можно представить следующим образом (рис. 15.11). Под действием высокой температуры дугового разряда плавятся электрод и кромки основного металла, образуя сварочную ванну. При плавлении конца электрода, как видно из схемы, нагреваеТ ся и плавится внутренний слой покрытия, которое у конца электрода принимает вид втулки. Шлак тонким слоем покрывает расплавленный металл конца электрода и капли. Несмотря на то, что капли электродного металла находятся в дуговом промежутке весьма малое время, необходимо учитывать результат и.х взаимодействия с газовой атмосферой дуги, состоящей из продуктов, выделяющихся при плавлении обмазки, — СОз, СО, Н2О, Нг. Пройдя дуговой промежуток, капли растворяются в сварочной ванне. При этом шлак всплывает на поверхность металла, вытесняется давлением дуги в стороны и, соприкасаясь с xoлoд ным металлом, застывает. [c.358]

ПЕРЕНОС МЕТАЛЛА (при дуговой сварке) — процесс перехода расплавленного электродного металла в сварочную ванну (см. Крупнокапелъный перенос металла, Мелкокапельный перенос металла, Струйный перенос металла). При нагреве металл на конце электрода подплавля-ется, затем оплавившийся слой металла принимает форму капли с образованием у ее основания шейки. Поперечное сечение шейки с течением времени уменьшается. Это приводит к значительному увеличению плотности тока у щейки, вследствие чего капля отрывается от электрода с большой скоростью. Характер плавления и переноса электродного металла оказывает большое влияние на производительность сварки, ход металлургических процессов. От него зависят устойчивость дуги, потери металла, формирование щва и др. [c.102]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...