Взаимодействие металла с флюсом при сварке

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МЕТАЛЛА С ФЛЮСОМ ПРИ СВАРКЕ [c.45]

Взаимодействие металла с газами. При дуговой сварке газовая фаза зоны дуги, контактирующая с расплавленным металлом, состоит из смеси N4, О2, На, СОа, СО, паров НаО, а также продуктов их диссоциации и паров металла и шлака. Азот попадает в зону сварки главным образом из воздуха. Источниками кислорода и водорода являются воздух, сварочные материалы (электродные покрытия, флюсы, защитные газы и т. п.), а также окислы, пов рх-ностная влага и другие загрязнения на поверхности основного и присадочного металла. Наконец, кислород, водород и азот могут содержаться в избыточном количестве в переплавляемом металле. В зоне высоких температур происходит распад молекул газа на атомы (диссоциация). Молекулярный кислород, азот-и водород распадаются и переходят в атомарное состояние 0а5 20, Ыа 2 2Н, Н2 2Н. Активность газов в атомарном состоянии резко повышается. [c.26]

Если выразить изменение содержания какого-либо элемента [X] в электродном и расплавляющемся основном металле в результате их взаимодействия с флюсом при сварке соответственно через А[Х]э. п и А[Х]о.м, то его конечное содержание в металле шва [Х1м.ш может быть представлено формулой [c.261]

Поскольку фторидные окислительные флюсы оказывают активное воздействие на химический состав металла шва, необходимо остановиться на вопросе о возможности регулирования этого воздействия. Известно, что степень легирования металла через шлак при сварке под флюсом, как и при сварке покрытыми электродами, зависит прежде всего от соотношения масс жидких шлака и металла, вступающих во взаимодействие. Это соотношение, в свою очередь, определяется напряжением и током дуги. При сварке под флюсом увеличение количества расплавленного шлака растет с ростом напряжения дуги и уменьшением величины тока. 318 [c.318]

Прямое взаимодействие металла с газообразным кислородом возможно и при сварке под флюсом. Даже при сварке в вакууме, например дуговой, импульсно-плаз-менной и электронно-лучевой, приходится считаться с возможностью протекания реакций металла со свободным кислородом газовой фазы. Однако при сварке под флюсом основной источник кислорода — это реакция взаимодействия металла в сварочной ванне с флюсом-шлаком, хотя некоторую часть прироста кислорода в металле шва могут дать и другие источники, которые будут рассмотрены ниже. [c.167]

Несмотря на относительную кратковременность, реакции взаимодействия шлака и металла при электродуговой сварке могут проходить довольно энергично, что обусловлено высокими температурами нагрева металла и шлака, большими поверхностями их контактирования и сравнительно большим относительным количеством шлака. Последнее в среднем составляет 30—40% массы металла сварочной ванны при сварке под флюсом и до 10% — при сварке по флюсу. Примерно такие же количества шлака образуются и при ручной дуговой сварке качественными электродами. В связи с весьма небольшим расходом флюса при электрошлаковой сварке металл и шлак взаимодействуют слабее, чем при дуговой. [c.99]

Рис. 11.24. Общая схема взаимодействия металла с газами и щлаком при автоматической сварке под флюсом а — продольный разрез через сварочную ванну б — схема взаимодействия металл—шлак—газ

Рис. v.28. Общая схема взаимодействия металла с газами и шлаком при автоматической сварке под флюсом

Значительное влияние газовой фазы при автоматической сварке подтверждается растворением металлом сварочной анны и сварным швом водорода. При этом степень его растворения при сварке по кромкам, имеющим ржавчину, т. е. когда относительное содержание водорода в газовой фазе повышается, также возрастает. Это является прямым доказательством взаимодействия металла с газовой фазой при дуговой сварке под флюсом, кроме его взаимодействия с расплавленным шлаком. [c.260]

Описанная схема окисления и раскисления металла весьма упрощенно отражает процессы, происходящие при сварке в активных газах. При сварке покрытыми электродами и под флюсом реакции взаимодействия металла с защитными шлаками значительно сложнее. При этих способах сварки шлаки содержат различные окислы легирующих элементов, а также некоторые примеси. В результате окислительно-восстановительных реакций легирующие элементы и примеси либо восстанавливаются из флюса и переходят в металл шва, либо, наоборот, окисляются и переходят в шлак. [c.230]

При ручной дуговой сварке покрытым электродом доля основного металла в шве составляет 20...50%. При сварке без защиты расплавленный металл поглощает газы атмосферы, что придает шву низкие механические свойства. Для изоляции металла от воздуха при сварке применяют различную защиту—электродные покрытия, флюсы и защитные газы. Однако и сами защитные средства взаимодействуют с металлом. [c.19]

При сварке сталей и сплавов на основе железа от взаимодействия с воздухом расплавленный металл защищают покрытиями, флюсами, а также защитными газами. [c.40]

Взаимодействие металла сварочной ванны с электролитом, который представляет собой расплавленный шлак, особенно проявляется при сварке под слоем флюса, электрошлаковом процессе и при сварке-покрытыми электродами. [c.294]

Наибольшее распространение в производстве получили плавленые флюсы различных марок, изготовляемые в крупных промышленных масштабах. Плавленые флюсы по своему составу и назначению делятся на алюмосиликатные, предназначенные для сварки сталей различных марок, и фторидные, предназначенные для сварки титановых сплавов и других активных металлов. Алюмосиликатные флюсы имеют различные составы в зависимости от того, стали каких марок подвергаются сварке, так как при взаимодействии со шлаком состав металла сварочной ванны может изменяться. Флюсы разделяются также и по своим физическим свойствам по структуре зерна они делятся на стекловидные и пемзовидные, по характеру изменения вязкости — на длинные и короткие, по характеру взаимодействия с металлом — на активные и пассивные, которые применяются при сварке среднелегированных сталей. [c.369]

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]

Расплавленный и кристаллизующийся металл при сварке взаимодействует с материалом восстанавливаемой детали, окружающей газовой средой и материалом флюсов. [c.250]

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]

Значительной химической активностью отличаются и другие цветные металлы алюминий, магний, медь, никель и сплавы на их основе. При сварке их защиту от взаимодействия с воздухом, а также защиту расплавленных сталей и сплавов на основе железа обеспечивают инертные газы, специальные флюсы и электродные покрытия. [c.54]

Реакции хрома, кремния и марганца. При сварке обычных сталей с малым содержанием хрома, когда исходная концентрация его в каплях электродного металла, переносимых через дуговой промежуток, и в сварочной ванне невелика, он обладает меньшей раскисляющей способностью, чем такие легирующие элементы, как марганец, кремний, углерод (рис. 15). Поэтому окисление хрома в жидком металле почти не происходит. С возрастанием концентрации хрома в сварочной проволоке и в основном металле до пределов, характерных для аустенитных сталей и сплавов, активность его в сварочной зоне сильно повышается. Окисление хрома происходит, вероятнее всего, в результате взаимодействия с окислами марганца, кремния и железа, содержащимися во флюсе [c.64]

В результате непосредственного контакта жидкого металла с кислородом- воздуха. При сварке под флюсом плавильное пространство надежно защищено от окружающей атмосферы эластичной оболочкой расплавленного флюса-шлака, а также слоем сыпучего флюса, поэтому участием кислорода воздуха в реакции окисления хрома можно пренебречь. Окисление хрома возможно и в результате взаимодействия с окисью углерода, образующейся вследствие диссоциации карбонатов, например по реакциям [c.65]

Все более широкое применение как конструкционный материал находят магниевые сплавы, так как они примерно в 1,5 раза легче алюминия, в 2,5 раза легче титана и 4,5 раза легче стали. При сварке магния и его сплавов возникает необходимость удаления окисной пленки в процессе сварки и очень тщательной защиты ванны от взаимодействия с кислородом и азотом воздуха, а также парами воды. Для удаления окисной пленки и защиты металла ванны от воздействия воздуха при газовой сварке магния применяют специальные флюсы, которые построены на основе хлористых и фтористых солей и способны вызвать коррозию металла после сварки. Поэтому после сварки остатки флюса удаляют раствором следующего состава (%) бихромат калия — 2, азотная кислота — 3, хлористый алюминий — 0,1 и вода — 94,9. В данном растворе, нагретом до 70—75°С, [c.144]

Для снижения погонной энергии, уменьшения зоны термического влияния, пористости швов и улучшения защиты металла от взаимодействия с воздухом при аргонодуговой сварке применяют фтористые флюсы. [c.118]

Флюсы при дуговой сварке защищают сварочную ванну от влияния азота и кислорода воздуха, стабилизируют дуговой разряд, химически взаимодействуют с жидким металлом, а также легируют сварочную ванну и формируют поверхность сварного шва. [c.227]

Создавая метод и машину ИМЕТ-4, ее авторы пошли на ряд упрощений в отличие от метода ЛТП МВТУ здесь не учитывается взаимодействие между металлом шва и основным металлом в зоне сплавления, испытание проводят на тонких плоских образцах и пр. Эти упрощения были приняты для того, чтобы в более чистом виде проанализировать влияние вредных примесей и систем легирования на сопротивление сплавов образованию холодных трещин. Помимо этого, появилась возможность расширить условия испытаний в такие смежные области технологий, как термическая (закалка) и термомеханическая обработки, которые отличаются от сварки не только параметрами термических циклов, но и условиями деформации. В то же время испытания по методу ИМЕТ-4 не позволяют получить точную технологическую оценку поведения металла при сварке с применением того или иного присадочного материала и флюса. [c.162]

При дуговой сварке одновременно с расплавлением электродного и основного металла образуется жидкая фаза неметаллического характера, называемая шлаком. Главным источником образования шлака является покрытие электродов или флюсы, плавящиеся при сварке. Кроме того, шлак появляется вследствие непосредственного окисления металла кислородом и в результате реакций взаимодействия в самом металле. [c.152]

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

Влияние режима сварки на переход кремния и марганца из флюса в шов и на степень выгорания углерода, титана, алюминия, хрома, содержащихся в проволоке, обусловлено изменением времени взаимодействия жидких металла и флюса и изменением отношения количества расплавленного флюса к расплавленному металлу. С повышением напряжения дуги возрастает продолжительность накопления капли на конце проволоки (электрода) и перелета ее через дуговой промежуток в сварочную ванну, т. е. увеличивается продолжительность контактирования (взаимодействия) жидких металла и флюса в дуговом промежутке. Возрастает при этом также количество расплавленного флюса по отношению к жидкому металлу капель. Благодаря этому реакции взаимодействия жидких металла и флюса протекают полнее. С увеличением сварочного тока, наоборот, уменьшается продолжительность образования капель и перелета их через дугу в ванну, а количество расплавляемого флюса уменьшается. [c.53]

Как было рассмотрено выше, при сварке под флюсом в результате взаимодействия жидкого металла с жидким марганцевым высококремнистым флюсом марганец и кремний переходят из флюса (шлака) в шов. Вследствие равномерного перемещения дуги вдоль свариваемых кромок плавятся и вступают во взаимодействие все новые и новые порции металла и флюса, в результате чего при неизменном режиме сварки состав металла щва по длине оказывается одинаковым. [c.56]

Взаимодействие металла и шлака при сварке под флюсом характерно протеканием кремне- и марганцевосстановительных процессов по реакциям (51. 1), (52. I). Процессы восстановления кремния и марганца энергично протекают вблизи дуги в области высоких температур. Во второй, более холодной части сварочной ванны реакции идут слева направо, т. е. происходит восстановление железа с образованием ко.мплекспых соединений МпО-З ,, Ре0-.5 02, (РеО . З , вспльшаюш,их па поверхность ванны и образующих шлак. [c.79]

Автор, совместно с И. И. Кумышем [14 J, обратил внимание на то, что полнота реакций между металлом и шлаком при сварке под флюсом во многом зависит и от скорости сварки. Чем меньше скорость сварки, тем больше время взаимодействия обеих жидких фаз, тем ближе состояние их к равновесному. [c.319]

Состав шлаковых включений в наплавленном металле зависит в основном от применяемых электродов или флюса. При сварке сталей включения возникают в результате застревания частиц кварца ЗЮг и корунда А12О3, присутствующих в некоторых исходных компонентах покрытий и флюсов. Эти включения, в первую очередь 02, взаимодействуют с находящимися в металле шва окислами (МпО, РеО и др ), образуя более сложные легкоплавкие включения диаметром от нескольких микрон до десятков микрон. Характер шлаковых включений показан на рис. 2. [c.15]

Марганец вводится в металл сварочной ванны для ее раскисления различными путями в зависимости от метода сварки. При сварке электродами с покрытием как компонент покрытия вводится ферромарганец при сварке под слоем плавленого флюса марганец переходит в металл вследствие взаимодействия со шлаком из марганцовистых флюсов при сварке в струе СОг марганец входит в состав электродной проволоки (10Г2С). [c.320]

Автоматическая сварка под флюсом в настоящее время является основным способом производства сварочных работ в промышленности. При этом способе горение электрической дуги, происходящее между металлическим электродом и свариваемы.м изделием, осуществляется под слоем специального сыпучего вещества и в зону дуги автоматически и непрерывно подается электродная проволока. Под действием тепла, выделяемого дугой, часть флюса расплавляется. На поверхностн металла ванны создается шлаковый покров, защищающий расплавленный металл от вредного влияния атмосферного воздуха. Благодаря этому и в результате взаимодействия жидкого металла с флюсом получаются сварные швы с высокими механическими свойствами. [c.9]

Видимо, соверщенно неокисленными могут быть флюсы, не содержащие окислов, в частности, состоящие из галогенидов. Такие бескислородные флюсы на базе плавикового шпата были предложены Институтом электросварки им. Е. О. Патона [56, 77]. Хотя их технологические характеристики заметно хуже, чем у флюсов, содержащих и окислы и галогениды, они получили в ряде случаев практическое применение. Например, при сварке титановых сплавов, как при автоматической под флюсом, так и при электрошлаковой, используются флюсы на базе aFj с некоторыми добавками. В связи с относительно невысокой температурой плавления этих флюсов (менее 1318° С — температуры плавления aFj) они ограничивают сварочные режимы. Так, при больших силах сварочного тока шлак сильно перегревается и перестает выполнять свои защитные функции. Наряду с этим между гранулами флюса находится воздух, который взаимодействует с расплавленным металлом. При этом большое значение имеет время нахождения металла ванны в расплавленном состоянии, т. е. время реакции кислорода с расплавом. Поэтому сварка титановых сплавов под флюсом оказывается целесообразной только при относительно небольшой толщине свариваемого металла (т. е. при малом времени взаимодействия металла и флюса). [c.222]

Зависимости усвоения фосфора металлом шва от режима при сварке под флюсом ФЦ-6 (рис. 58) показывают, что увеличение напряжения дуги и вместе с ним времени взаимодействия на стадии капли (см. рис. 36) приводит к увеличению перехода фосфора в наплавляемый металл, а увеличение тока и вместе с ним уменьшение времени этого взаимодействия на стадии капли — наоборот к понижнию перехода фосфора в металл. Некоторое понижение концентрации фосфора в напл.ав-ляемом металле с увеличением скорости сварки, по всей видимости, связано с уменьшением относительной массы шлака, приходящейся на единицу объема металла. Это аналогично тому, что наблюдалось для процессов восстановления кремния и марганца, а также серы. [c.86]

Шлаками называют расплавы неметаллических соединений — оксидов, галлоидов, сульфидов и т. д., как свободных, так и образующих комплексные соединения. В условиях сварки шлаки образуются при расплавлении сварочного флюса, электродного покрытия, сердечника порошковой проволоки, а также могут появляться самопроизвольно, например в результате взаимодействия металла с защитной средой. [c.72]

Тепловые эффекты обменных реакций приведены в табл. П1.2 [3]. Этот метод применим при взаимодействии металла с кислородом газовой фазы. Оценка (особенно при обменных реакциях) весьма приближенная. Достаточно указать (см. рис. П1.30), что при сварке под флюсом, содержащим большое количество окислов железа и обеспечивающим значительное выгорание серы, уменьшение количества фосфора в наплавленном металле не столь существенно, несмотря на экзотермич-ность реакции восстановления железа фосфором (табл. П1.2). [c.231]

Высокие температуры, используемые при сварке плавлением, с одной стороны, понижают термодинамическую устойчивость оксидов, как это было показано в п. 9.2, но, с другой стороны, скорость их образования резко увеличивается и за очень небольшое время сварочного цикла металлы поглощают значительное количество кислорода. Поглощенный кислород может находиться в металле или в растворенном состоянии в виде оксидов (обычно низшей степени окисления), или субоксидов (TieO, TisO, Ti20), а также может создавать неметаллические включения эндогенного типа, образовавшиеся при раскислении металла более активными элементами. И то, и другое резко снижает качество сварных соединений, особенно пластичность металла шва. Исследования этого вопроса показали, что основная масса кислорода в металле обычно находится в неметаллических включениях [20]. Источниками кислорода в металле при сварке служат окислительно-восстановительные реакции между металлом и атмосферой сварочной дуги, металлом и шлаками, образующимися в результате плавления флюсов или при разложении и плавлении компонентов электродного покрытия, а также при взаимодействии с наполнителями порошковой проволоки. [c.317]

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]

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]

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]

Флюс-пасты. Для защиты корня шва и лучшего его формирования с обратной стороны при сварке трубопроводов применяют флюс-пасты. В процессе плавления входящие в ее состав компоненты диссоциируют и образуют газовую защиту, а сама флюс-наста, расплавляясь, образует шлаковую защиту, которая предохраняет расплавленный металл от взаимодействия с воздухом и способствует хорошему формированию обратного валика корня шва. Флюс-пасту в виде полос шириной 5—7 и толщиной 0,4—0,7 мм наносят на кромки сдьща с внут- [c.72]

Для меди и, особенно, для латуни при сварке ацетилено-кислородной горелкой удобно применять газообразные флюсы, разработанные НИИАвто-геном. Газообразный флюс представляет собой пары азеотропного раствора борпометилового эфира с метиловым спиртом, которые через флюсопитатель подают непосредственно в пламя горелки, окрашивая его в зеленый цвет (спектральный цвет бора). В пламени горелки органическая часть флюса сгорает и остаются пары борного ангидрида В2О3, который и взаимодействует с металлом ванны. Прп сварке алюминиевых бронз во флюс надо вводить фториды и хлориды щелочных металлов, частично растворяющие А1. 0з (табл. 16). [c.332]

В начале процесса, когда жидкий металл взаимодействует с жидким шлаком первоначального состава (так же, как и при сварке под флюсом), марганец и кремний переходят из флюса в шов. По мере протекания кремнемарганцевосстановительных реакций (11) и (12) в шлаковой ванне уменьшается концентрация окислов кремния и марганца и накопляется закись железа РеО. [c.56]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...