Реакции в сварочной ванне

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]

При сварке в инертных газах (аргон и гелий), которые не растворяются в расплавленном металле и не образуют в сварочной ванне химических соединений, ее окисление возможно за счет находящихся в защитном газе примесей в виде свободного кислорода и паров воды. В основном окисляется углерод с образованием газообразного оксида СО. Для подавления этой реакции в сварочной ванне должно находиться достаточное количество раскисли-телей — кремния и марганца. Поэтому при сварке углеродистых сталей в инертных газах используют такие же электродные проволоки, как и при сварке в углекислом газе, — с повышенным содержанием раскислителей. [c.29]

Наряду с процессами в столбе дуги также будут протекать реакции в сварочной ванне. [c.79]

В целях уменьшения окислительных реакций в сварочной ванне пламя следует регулировать с небольшим избытком ацетилена. Полезным также является применение флюсов, например [c.103]

Учитывая, что реакции в сварочной ванне не доходят до равновесного состояния (см. рис. V.4, б), фактическое содержание кислорода в металле шва должно получаться более низким. [c.229]

В целях уменьшения окислительных реакций в сварочной ванне пламя следует регулировать с небольшим избытком ацетилена. Полезным также является применение флюсов, например а) 50% углекислого натрия и 50% двууглекислого натрия б) 70% борной кислоты и 30% углекислого натрия в) 34% буры, [c.109]

Металлургические процессы при газовой сварке. В отличие от дуговой газовая сварка происходит с более низкими скоростями нагрева и охлаждения металла шва и сварного соединения, что способствует слиянию мелких зерен в крупные и более длительному протеканию химических реакций в сварочной ванне и между расплавленным металлом и газами сварочного пламени. [c.70]

В условиях сварки наблюдают активное взаимодействие расплавленного металла с окружающей газовой средой и флюсами, нагретыми до высоких температур. Процессы взаимодействия проходят с большими скоростями. Однако в связи с кратковременностью существования расплава и вступлением во взаимодействие все новых порций реагирующих фаз большинство реакций в сварочной ванне не получает полного завершения, состояние равновесия не достигается. Не происходит полного очищения металла шва от различных неметаллических включений, оксидов и газов, которые из-за быстрого затвердевания расплава не успевают удаляться в шлак и образуют дефекты. [c.61]

О степени легирования наплавленного металла и полноте протекающих реакций в сварочной ванне можно судить на основании сопоставления исходной концентрации элемента в ней [Ме]и и его содержания в металле шва [Ме]ш (другими словами, аналитического содержания элемента в шве). [c.63]

Реакции в сварочной ванне [c.67]

Если в сварочной ванне содержится некоторое количество кислорода, то при высоких концентрациях углерода будет протекать реакция окисления его. Если концентрация углерода в сварочной ванне в период кристаллизации будет достаточно высокой [c.254]

При дуговой сварке в инертных газах зона сварки изолируется от воздуха потоком инертного газа — аргона или гелия. Аргон и гелий не способны вступать в какие-либо химические реакции, поэтому сварочная ванна и присадочный пруток, не подвергаются ни окислению, ни насыщению азотом. Характеристика их следующая [c.213]

При сварке возникает ряд задач, в частности по оценке физико-химических реакций, имеющих место в сварочной ванне, явлений кристаллизации, образования фазовых и структурных превращений в зависимости от состава основного материала, тепловых процессов, определяемых источниками нагрева, условий охлаждений, защиты сварочной ванны и влияния на качество сварки некоторых других параметров. [c.115]

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]

Раскисление металла при сварке. Это процесс восстановления металла из его оксида и перевод кислорода в форму нерастворимых соединений с последуюш им удалением их в шлак. В качестве раскислителей применяют кремний, марганец, титан, алюминий и углерод. Эти веш ества поступают в сварочную ванну из электродной проволоки, покрытий электродов и флюсов, в состав которых они входят, в процессе раскисления железа марганцем, кремнием, титаном и углеродом происходят следующие химические реакции [c.27]

Отметим, что оксид марганца слабо растворяется в железе, но сам хорошо растворяет оксид железа FeO, увлекая его в шлак. Оксид кремния плохо растворяется в железе и всплывает в шлак. Оксид углерода выделяется в атмосферу в газообразном состоянии, вызывая сильное кипение сварочной ванны и образуя поры в шве. Для получения плотных швов реакцию раскисления углеродом подавляют введением в сварочную ванну других раскислителей, например кремния. [c.27]

Сера является вредной примесью в сталях. В сварочную ванну она попадает из основного металла, сварочной проволоки и иногда из покрытия электродов или флюса. Она ухудшает механические свойства шва и значительно повышает склонность к образованию трещин. Для очистки расплавленного металла от серы в сварочную ванну вводят марганец. Сульфид марганца не растворяется в металле, имеет малую плотность и легко всплывает в шлак сварочной ванны. Процесс очистки происходит в соответствии с реакцией [c.28]

В зависимости от того, какого характера оксид образуется в сварочной ванне, следует применять флюсы основные или кислые. При этом реакции протекают по следующей схеме [c.284]

Для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации металла шва в сварочной ванне должно содержаться достаточное количество раскислителей, например кремния или марганца. Наряду с этим устранение пор при отсутствии раскислителей при сварке с защитой аргоном может быть достигнуто некоторым повышением степени окис-ленности ванны за счет добавки к аргону кислорода (до 5 %) или углекислого газа (до 25 %) в смеси с кислородом (до 5 %). При этом интенсифицируется окисление углерода в зоне высоких температур (в головной части сварочной ванны), усиливается его выгорание, вследствие чего концентрация углерода и содержание кислорода в сварочной ванне к моменту начала кристаллизации уменьшаются и тем самым прекращается образование СО. [c.312]

В жидком состоянии никель хорошо растворяет кислород, азот и водород. При затвердевании растворимость этих газов резко снижается (рис. 12.5). При попадании этих газов в сварочную ванну могут проходить реакции типа [c.463]

Продукты этих реакций вызывают образование пор. Азот в сварочной ванне образовывает нестойкие нитриды Ni3>J и газовую фазу, создающую поры. Поэтому при сварке необходимо обеспечить качественную защиту металла от атмосферного воздуха, хорошее раскисление и дегазацию ванны. Легирование шва Ti, Сг и V уменьшает пористость, а Мп, С, Si, Fe - увеличивает. Рекомендуют использовать сварку короткой дугой. [c.463]

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]

Наиболее чистый металл получается при сварке под бескислородным фторидным флюсом (рис. 16, в). В этом случае из-за отсутствия окислительных реакций практически исключается возможность загрязнения шва эндогенными включениями. Низкая температура плавления и малый удельный вес жидкого флюса способствуют легкому всплыванию капелек шлака в сварочной ванне, вследствие чего и содержание экзогенных включений в аустенитном шве невелико. Вслед за СССР фторидные флюсы получили распространение и за рубежом [20 и др.]. [c.83]

Во-первых, становится возможным связывание водорода в нерастворимые в сварочной ванне углеводороды, например, по реакциям [c.319]

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 изучении реакций, протекающих в сварочной ванне, следует учитывать возможность окисления жидкого металла свободным (молекулярным и атомарным) кислородом газовой фазы, кислородом, находящимся на свариваемых кромках в виде окислов и шлаков, кислородом, растворимым в металлической ванне и химически активных шлаках, которые вступают в процессе сварки [c.49]

Эта реакция протекает в том случае, если концентрация кремнекислоты во флюсе будет высокой при низкой концентрации закиси железа РеО) в нем, и низкой концентрации кремния в сварочной ванне. Закись железа, образующаяся по приведенной реакции, преимущественно переходит в шлак и частично в металл, следовательно металл шва обогащается одновременно кремнием и кислородом (закисью железа). При этом следует отметить, что повышение кислотности флюса может привести к высокому содержанию в сварочной ванне кремния, который восстановился из флюса. Приведенная реакция имеет очень важное значение в тех случаях, когда производится сварка низкоуглеродистых кипящих сталей. -Наличие кремния в жидком металле, восстановленного из флюса, пе менее 0,2%, позволяет ликвидировать и подавить развитие в кристаллизующейся части сварочной ванны реакции образования СО и получить плотный шов. [c.213]

Расплавленный металл сварочной ванны может насыщаться кислородом, находящимся в инертном газе, в виде свободного кислорода и паров воды. Поэтому для подавления реакции окисления углерода в период кристаллизации расплавленного металла сварного шва в сварочную ванну через присадочный материал должны [c.224]

Химические реакции, протекающие в сварочной ванне, как правило, не достигают равновесия, что обусловливается небольшим объемом расплавленного металла в сварочной ванне и его кратковременным пребыванием в жидком состоянии. При сварке происходит кристаллизация металла шва, диссоциация газов, окисление и восстановление различных элементов и легирование сварного шва. [c.52]

Для подавления этой реакции в сварочной ванне нужно иметь достаточное количество раскислителей (Si, Мп, Ti), т. е. использовать сварочные проволоки Св08ГС или Св08Г2С. Можно снизить пористость путем добавки к Аг до 5% О2, который, вызывая интенсивное кипение сварочной ванны, способствует удалению газов до начала кристаллизации. Добавка кислорода к аргону снижает также критическое значение сварочного тока, при котором осуществляется переход от крупнокапельного переноса металла в дуге к струйному, что повышает качество сварки. [c.386]

Образование газов внутри наплавленного металла вследствие химических реакций в сварочной ванне и поглощения водорода, а также других элементов из пламени горелки. Быстрое остывание металла, при котором газы не успевают полностью выделиться-Образование пленки тугоплавкйх окислов на поверхности сварочной ванны при большом содержании в металле марганца и кремния, которая, застывая, препятствует газовыделению [c.280]

На получение легкоудаляющихся из металла ванны шлаковых включений округлой формы основное влияние оказывает состав, определяемый как составом исходного шлака, так и реакциями в сварочной ванне. [c.329]

Реакция между углеродом и оксидом железа эндотермичная и поэтому углерод будет выступать как раскислитель только при высоких температурах — в каплях электродного металла или в сварочной ванне в основании дугового разряда, что приводит к выгоранию углерода при сварке сталей плавлением. [c.329]

Аргон тяжелее воздуха (плотность 1,784), хранится в газообразном состоянии в баллонах при давлении 150 атм, не горит, не взрывается, не ядовит, запаха не имеет. Защиту под аргоном применяют для подавления реакции образования окиси углерода в сварочной ванне. При сварке спокойной стали эти реакции могут подавляться за счет кремния, имеющегося в металле изделия, а при сварке кипящей стали необходимо подбирать присадочную проволоку с нужным количеством рас-кислителен. Углекислота не ядовита, бесцветна, имеет едва ощутимый запах, плотность 1,5, при температуре ниже 11° С тяжелее воды I кг углекислоты (или сухого льда) при испарении образует 509 д газа Ее транспортируют в баллонах в жидком состоянии при давлении 50—60 игпм и в тайках — низкого [c.150]

Если в сварочной ванне содержится некоторое количество кислорода, то при высоких концентрациях углерода будет протекать реакция окисления его. Если концентрация углерода в сварочной ванне в период кристаллизации будет достаточно высокой, то при отсутствии или недостатке других раскислителей реакция образования СО будет продолжаться, что может вызвать порообразование. Возникновению пор способствует также и водород, содержание которого при малой степени окисленно-сти ванны может быть достаточно высоким. [c.312]

В сварочных флюсах содержится некоторое количество (до 0,15%) серы, которая является одной из наиболее вредных примесей в металле шва. Сера, в зависимости от условий, переходит из флюса в металл, или наоборот. Благоприятные условия перехода серы в хметалл шва (сварочную ванну) бывают тогда, когда она находится во флюсе в виде сульфида железа — FeS, который хорошо растворяется в жидком железе. Во флюсах, имеющих высокое содержание марганца, сера бывает связана в сульфид марганца (MnS), который плохо растворяется в железе. В сварочной ванне возможны следующие химические реакции [c.214]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...