Взаимодействие водорода с жидким металлом в зоне сварки

Практически все защитные среды вступают во взаимодействие с жидким металлом в зоне сварки. Не только активные защитные газы (двуокись углерода, смеси аргона и гелия с кислородом или углекислым газом) и активные флюсы (шлаки), но и обычно поставляемые промышленностью газы (аргон, гелий), фторидные (бескислородные) флюсы и основные покрытия электродов содержат первые — кислород, водород, азот вторые — активные окислы и примеси серы, фосфора, водорода. [c.227]

Степень диссоциации молекул воды при температурах существования жидкой стали невелика [8]. Однако количество водорода в зоне сварки возрастает за счет паров воды, взаимодействующих с жидким металлом и парами железа [c.239]

Высокая температура сварочной дуги вызывает также диссоциацию (распад) молекул кислорода и азота в атомарное состояние. Обладая большой химической активностью, эти газы интенсивнее взаимодействуют с расплавленным металлом шва. В зоне дуги происходит распад молекул паров воды с диссоциацией молекул водорода, атомарный водород активно насыщает металл шва. Высокая температура способствует выгоранию примесей и тем самым изменяет химический состав свариваемого металла. Небольшой объем ванны расплавленного металла (при ручной сварке он составляет 0,5—1,5 см при автоматической — 24—300 см ) и интенсивный отвод теплоты в металл, окружающий ванну, не дает возможности полностью завершиться всем реакциям взаимодействия между жидким металлом, газами и расплавленным шлаком. Большие скорости нагрева и охлаждения значительно ускоряют процесс кристаллизации, приводят к образованию закалочных структур, трещин и других дефектов. Под действием теплоты происходят структурные изменения в металле околошовной зоны, которые также приводят к ослаблению сварного шва. [c.101]

Одним из характерных дефектов является также пористость, связанная преимущественно с насыщением сварного соединения водородом вследствие различной растворимости газов в твердом и жидком состояниях, перемещения водорода из основного металла в зону сварки, реакций взаимодействия с примесями. Отмеченные обстоятельства требуют очень высокой культуры производства при сварке цветных металлов и их сплавов. [c.132]

В соответствии с термодинамическими расчетами в зоне плавления сварки наиболее вероятна диссоциация влаги по уравнению (3.17). Образующиеся при этом кислород и водород должны растворяться в жидком металле. В связи с этим при сварке стали реакцию взаимодействия водяного пара с жидким железом можно описать следующим уравнением [c.172]

Газы в сварочную ванну попадают из пламени и окружающей атмосферы как непосредственно, так и в результате протекающих там химических реакций. Процесс растворения газов в жидком металле может быть разбит на три стадии поглощение атомов газов поверхностью металла взаимодействие этих газов с металлом поверхностных слоев диффузия образовавшихся продуктов в глубь жидкой ванны. Источниками кислорода и водорода являются воздух, электродные покрытия, флюсы, защитные газы, а также оксиды, поверхностная влага и другие загрязнения основного и присадочного металла. Азот попадает в зону сварки главным образом из воздуха. Характер взаимодействия газов с различными металлами различен. [c.211]

Одной из главных задач при сварке плавлением является предупреждение вредного воздействия воздуха на металл. Эта задача обычно решается с помощью газовой или шлаковой защиты зоны сварки. Благодаря такой защите предупреждается доступ воздуха и взаимодействие составляющих его азота и кислорода с жидким металлом. Существенную роль при сварке может также играть водород. Перечисленные газы при взаимодействии с металлом могут физически в нем растворяться или же реагировать с ним с образованием химических соединений. В первом случае металл поглощает теплоту, во втором обычно происходит выделение теплоты. Химические реакции в зависимости от растворимости в жидком металле образовавшихся соединений можно разделить на три подгруппы реакции, продукты которых хорошо растворимы в расплаве, реакции со средней их растворимостью и реакции, дающие нерастворимые соединения. [c.96]

Взаимодействие с водородом. Водород может попасть в зону сварки из влаги в покрытии электрода или флюсе, из ржавчины на поверхности сварочной проволоки или детали, из воздуха. Атомарный водород хорошо растворяется в жидком металле. С увеличением температуры нагрева растворимость увеличивается. При охлаждении и кристаллизации сварочной ванны выделяющийся водород не успевает полностью удаляться из металла шва. Это приводит к образованию в шве газовых пор. Снижение насыщенности швов водородом добиваются путем качественной защиты расплавленного металла при сварке, а также путем очистки и прокалки сварочных материалов. [c.66]

При сварке меди необходимо учитывать специфические свойства этого металла, из которых главными являются высокая теплопроводность, большая жидкотекучесть и значительная активность металла при взаимодействии с кислородом и водородом в расплавленном состоянии. Вследствие высокой теплопроводности меди (почти в 6 раз большей, чем у стали) для сварки плавлением необходимо применять источники нагрева с большой тепловой мощностью, а также повышенную по сравнению со сталью погонную энергию. Высокие тепло- и температуропроводность приводят также к существенным скоростям охлаждения металла шва и околошовной зоны и малому времени пребывания сварочной ванны в жидком состоянии. Это ухудшает формирование шва и вызывает затруднения при металлургической обработке ванны. Улучшение формирования шва можно обеспечить с помощью предварительного подогрева. Предварительный и сопутствующий подогрев основного металла улучшает условия кристаллизации сварного шва, снижает внутренние напряжения и устраняет склонность металла шва к образованию трещин. Изделия толщиной более 10-15 мм подогревают газовым пламенем, рассредоточенной дугой и другими способами до следующей температуры из меди - 250-300 °С, латуни - 300-350 °С, бронзы - 500-600 °С. [c.120]

При комнатной температуре поверхность титана растворяет кислород, образуется его твердый раствор в а-титане. Возникает слой насыщенного раствора, который предохраняет титан от дальнейшего окисления. Этот слой называют альфированным. При нагреве титан вступает в химическое соединение с кислородом, образуя ряд окислов от TigO до Ti02- По мере окисления изменяется окраска оксидной пленки от золотисто-желтой до темно-фиолетовой, переходящей в белую. По этим цветам в околошовной зоне можно судить о качестве защиты металла при сварке. С азотом титан, взаимодействуя активно при температуре более 500 °С, образует нитриды, повышающие прочность, но резко снижающие пластичность металла. Растворимость водорода в жидком титане больше, чем в стали, но с понижением температуры она резко падает, водород выделяется из раствора. При затвердевании металла это может вызвать пористость и замедленное разрушение сварных швов после сварки. Все титановые сплавы не склонны к образованию горячих трещин, но склонны к сильному укрупнению зерна в металле шва и околошовной зоны, что ухудшает свойства металла, [c.199]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...