Плавление металла и формирование сварочной ванны

По температуре и продолжительности существования расплавленного металла в сварочной ванне при различных видах сварки можно судить о поведении различных включений стали в процессе плавления и формирования сварочной ванны, о их влиянии ца последующую кристаллизацию. [c.29]

К основным физическим процессам при сварке плавлением относятся электрические, тепловые, механические процессы в источниках нагрева плавление основного и электродного (присадочного) металла, их перемешивание, формирование и кристаллизация сварочной ванны ввод и распространение тепла в свариваемом соединении, приводящее к изменению структуры металла в шве и зоне термического влияния и образованию собственных сварочных деформаций и напряжений. [c.19]

Шлаковая защита сварочной ванны реализуется при механизированной сварке под слоем флюса (рис. 10.1). Электрический дуговой разряд, перемещаемый вдоль свариваемого шва механическим устройством, поддерживается в замкнутом пространстве в среде расплавленного флюса и флюса в полужидком состоянии, причем газы дуговой атмосферы — пары металла и компонентов флюса — поддерживают давление внутри полости выше, чем давление окружающей атмосферы. Дуговая сварка под слоем флюса— высокопроизводительный процесс (более 20 г/А- ч), обеспечивающий хорошее формирование сварного шва и высокое использование электродного металла — проволоки ( 98%), так как не происходит разбрызгивания и, следовательно, не образуется грат. Шлак, образовавшийся при плавлении флюса электрическим дуговым разрядом, хорошо отделяется от поверхности сварного соединения. [c.368]

Формирование сварного соединения при сварке плавлением сопровождается сложными диффузионными процессами в жидкой и твердой фазах, которые приводят к изменению химического состава в различных зонах, выделению или перераспределению примесей и легирующих элементов. При рассмотрении явления концентрационного переохлаждения уже указывалось на то, что состав кристаллизующейся твердой фазы будет отличен от состава исходного расплава. Вследствие этого по мере увеличения количества затвердевшего металла состав остающегося расплава, так же как и состав образующейся твердой фазы, будет постоянно изменяться. Поэтому при неизменности общего количества примесей в кристаллизующемся объеме сварочной ванны содержание их в различных участках шва неодинаково, что может приводить как к изменению прочностных характеристик, так и к снижению показателей свариваемости. [c.455]

Пайка имеет сходство со сваркой плавлением, но между ними имеются принципиальные различия. Если при сварке основной и присадочный материалы находятся в сварочной ванне в расплавленном состоянии, то при пайке паяемый металл не плавится. Формирование шва при пайке происходит путем заполнения припоем зазора между соединяемыми деталями, т. е. процесс пайки связан с капиллярным течением, что не имеет места при сварке плавлением. В отличие от сварки плавлением пайка осуществляется при температурах, лежащих ниже температуры плавления паяемого материала. [c.5]

Сварочный флюс должен хорошо защищать капли электродного металла и жидкий металл сварочной ванны от воздействия воздуха. Наряду с этим флюс обеспечивает устойчивое горение дуги, хорошее формирование шва и образует шлаковую корку, легко отделимую от поверхности шва после затвердевания из флюса при плавлении не [c.141]

Флюс, применяемый при механизированной дуговой сварке, представляет собой сыпучее, зернистое вещество. Он защищает сварочную ванну от воздуха обеспечивает требуемый химический состав й механические свойства металла шва способствует получению шва без пор и трещин повышает устойчивость горения дуги обеспечивает хорошее формирование шва образует при плавлении шлаковую корку, легко отделяемую с поверхности шва. [c.97]

Физические свойства образующихся шлаков оказывают значительное влияние на процесс сварки и формирование сварного шва. Во всех электродных покрытиях при их плавлении плотность шлака должна быть ниже плотности металла сварочной ванны, что обеспечит его всплывание из сварочной ванны. Температурный интервал затвердения шлака должен быть ниже температуры кристаллизации металла сварочной ванны, иначе слой шлака не будет пропускать выделяющиеся из сварочной ванны газы. Шлак должен покрывать сварной шов по всей поверхности ровным слоем. [c.67]

Кристаллизация металла шва. Кристаллизация жидкого металла при охлаждении начинается с не полностью оплавленных зерен основного металла, расположенных на границе расплавления, к решетке которых и пристраиваются атомы кристаллизующейся фазы. После затвердения металла шва (кристаллизации) на участках расплавления образуются зерна, состоящие частично из основного металла и металла шва, обеспечивающие в сварном соединении непрерывную металлическую связь основной металл —шов — основной металл . При движении сварочной дуги вдоль свариваемых кромок в передней части ванны происходит процесс плавления, а в тыльной — процесс кристаллизации. Таким образом происходит формирование сварного шва. Протяженность сварочной ванны зависит от типа источника тепла, ero тепловой мощности, режимов сварки и теплофизических свойств свариваемого материала. [c.52]

Особенности образования сварочной ванны. В процессе сварки дуга перемещается вдоль свариваемых кромок и образует подвижную сварочную ванну (рис. 2.5), в передней части которой ab ) протекает процесс плавления, а в хвостовой части (dkn) — кристаллизация металла. По мере продвижения дуги и сопутствующей ей ванны происходит непрерывное формирование сварного шва. [c.101]

Для получения необходимых свойств металла шва важное значение имеют физические и технологические свойства шлака. Сварочный шлак должен обладать меньшей температурой плавления, чем основной металл (примерно на 200— 350°С). Это необходимо для того, чтобы шлак в расплавленном состоянии полностью покрыл всю поверхность сварочной ванны (эффективное защитное действие шлака, улучшается формирование шва). Шлак должен иметь плотность меньше, чем плотность основного металла хорошую жидкотеку-честь для быстрого протекания в нем химических процессов способность защищать расплавленный металл от воздуха и вместе с тем легко пропускать газы, выделяющиеся из ванны металла хорошую растворимость различных соединений минимальное количество вредных примесей способность легко отделяться от металла сварочного шва в твердом состоянии., - [c.213]

ЗОНА ДУГИ, плавильное пространство (при сварке) — пространство, в котором происходят горение сварочной дуги, плавление металла, покрытия или флюса, а также формирование шва. 3. д. включает сварочную ванну, конец электрода или присадочного прутка и промежуток между ванной и электродом. [c.50]

При сварке плавлением соединение деталей достигается путем локального расплавления металла свариваемых элементов — основного металла — по кромкам в месте их соприкосновения или основного и дополнительного металлов и смачивания твердого металла жидким. Расплавленный основной или основной и дополнительный металлы самопроизвольно (спонтанно) без приложения внешнего усилия сливаются, образуя общую так называемую сварочную ванну. По мере удаления источника нагрева происходит затвердевание — кристаллизация металла сварочной ванны и формирование шва, соединяющего детали в одно целое. Металл шва при всех видах сварки плавлением имеет литую структуру. [c.6]

При сварке покрытым электродом расплавляющееся по мере плавления стержня 1 покрытие 2 в зависимости от состава образует газовую или газошлаковую защиту 3, изолирующую зону дуги и сварочную ванну от атмосферного воздуха (рис. 1-6). По мере удаления дуги происходит остывание и кристаллизация металла сварочной ванны 4 и формирование шва 5. Расплавившееся покрытие всплывает на поверхность и после остывания образует шлаковую корку 6. [c.18]

Комплекс устройств, служащих для формирования и фокусировки электронного луча, называют сварочной электронной пушкой. В процессе сварки кинетическая энергия электронов превращается в тепловую, которая расходуется на плавление кромок свариваемых деталей. По мере удаления источника нагрева происходит затвердевание сварочной ванны и образование шва. Металл шва, так же как и при других видах сварки плавлением, имеет литую структуру. Концентрация энергии электроннолучевой сварки очень высока, что обеспечивает получение узкого и глубокого шва и узкой околошовной зоны. Провар при этом виде сварки, как правило, имеет форму острого клина. Оператор, осуществляющий сварку в зависимости от размеров камеры, находится за ее пределами или в самой камере. [c.23]

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]

Процессы массопереноса расплавленного металла в сварочной ванне существенно влияют на формирование щва, образование характерных дефектов и механические свойства сварного соединения. Основной силой, воздействующей на расплавленный металл и обеспечивающей его перенос, считается сила реакции паров. Под действием этой силы жидкий металл перемещается как сверху вниз по передней стенке канала, так и в горизонтальном направлении вокруг канала (см. рис. 6.16). Перенесенный расплавленный металл обнажает участки металла с более низкой температурой на передней стенке канала, после чего процессы плавления и переноса повторяются. Экспериментально установлено, что скорость переноса жидкого металла существенно превышает скорость сварки и при скорости сварки [c.424]

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 ручной газовой сварке сварщик держит в правой руке сварочную горелку, а в левой — присадочную проволоку. Пламя горелки направлено на свариваемый металл так, чтобы кромки находились в восстановительной зоне пламени на расстоянии 2—4 м м от конца ядра. Нельзя касаться поверхности расплавленного металла концом ядра, так как это вызовет науглероживание металла сварочной ванны. Направление движения горелки и наклон наконечника к свариваемому шву оказывают п5)ямое влияние иа производительность и качество сварки. Изменяя угол наклона наконечника, можно регулировать скорость нагрева свариваемых кромок. Чем больше угол наклона горелки, тем больше тепла будет передаваться от пламени металлу, тем быстрее он будет нагреваться и тем выше производительность процесса сварки. Однако с целью получения качественного сварного соединения необходимо выбирать и сохранять в процессе сварки оптимальную скорость нагрева свариваемых кромок. Практически это определяется углом наклона мундштука горелки к изделию при сварке заданных толщин металла (рис. 37). Регулирование скорости плавления кромок и присадочной проволоки, а также объем жидкой ванны и формирование шва достигают соответствующим перемещением сварочного пламени по шву и выполнением определенных двилсений (рис. 38). Основным движением является перемещение мундштука вдоль шва. Поперечные и круговые движения концом мундштука являются вспомогательными и служат для регулирования скорости нагрева и расплавления кромок, а также способствуют образованию яуж-ной формы шва. Первый способ применяют при сварке [c.100]

В том случае, когда катодом является вольфрам, дуговой разряд происходит главным образом за счет термоэлектронной эмиссии благодаря высокой температуре плавления и относительно низкой теплопроводности вольфрама, что обусловливает неодинаковые условия горения дуги при прямой и обратной полярности. При обратной полярности (изделие является катодом — минус) напряжение при возбуждении дуги должно быть больше, чем при прямой полярности. Поэтому из-за значительной разницы в свойствах вольфрамового электрода и сваривае-. мого металла кривая напряжения дуги имеет не симметричную форму, а в ней появляется постоянная состазляю-ш,ая, которая вызывает появление в сварочной цепи постоянной составляющей тока. Постоянная состазл.чющая тока в свою очередь создает постоянное магнитное поле в сердечнике трансформатора и дросселя, что приводит к у.меньшению мощности сварочной дуги и ее устойчивости. Появленж.в цепи постоянной составляющей тока не обеспечивает нормального ведения процесса сварки и особенно при сварке алюминиевых сплавов, так как сварочная ванна даже при небольшом содержании кислорода и азота покрывается тугоплавкой пленкой окислов и нитридов, которые препятствуют сплавлению кромок и формированию шва. [c.222]

Автоматическая сварка металла за один проход с про плавлением на всю тол-ш,ину имеет ряд технологических особенностей. При расплавлении кромок металла на всю толщину, необходимом для полного провара, возможно вытекание сварочной ванны из стыка или прожог сварного шва. Для удержания сварочной ванны и формирования корня шва применяют специальные приспособления. Наиболее распространенной является флюсовая подушка (рис. У.14, а) и остающаяся подкладка (рис. У.14, б) (особенно, когда отсутствует доступ к корню шва после сварки изделия). Возможно применение также медной, флюсомедпой [c.288]

Оплавление кромок соединяемых детален при дуговой сварке под флюсом осуществляется дугой, возбуждаемой между основным металлом I и сварочной проволокой 7 (рис. 2.-3). Флюс 2 при плавлении создает шлаковую защиту 5. Столб дуги горит в газовом пузыре 4. Под воздействием теплоты дуги плавятся кромки свариваемого металла, электродная проволока и часть флюса, примыкающая к сварочной ванне 3. По мере удаления дуги происходят крнсталли-защ1я сварочной ваины и формирование шва, па поверхности которого образуется шлаковая корка 6. [c.99]

Патрубка 2 (рис. 2.36). Плавится как Электрод 4 (голая необмазанная проволока), подаваемый в зону плавления с постоянной скоростью, так и часть флюса 1. При этом над сварочной ванной образуется газовый пузырь 5, флюсовая оболочка которого (жидкий шлак) надежно защищает зону горения от влияния воздуха, а же оболочка не дает разбрызгиваться жидкому металлу, сохраняет тепло дуги, замедляет остывание шва, так как после остывания над швом образуется плотная шлаковая корка 7. Флюс создает благоприятные условия для выхода газов из сварочной ванны, т. е. способствует формированию однородного и плотного слоя наплавленного металла с меньшим количеством шлаковых и газовых включений и хорошими механическими свойствами. Кроме того, вследствие длительного контакта флюса с жидким металлом происходит легирование наплавленного слоя. При автоматизации процесса не только получается более качественный шов, но и значительно повышается производительность труда, экономнее расходуется электродная проволока и электроэнергия. Кроме того, работу могут выполнять сварщики более низкой квалификации. [c.82]

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]

При электродуговой сварке вертикальных швов с принудительным формированием порошковая проволока подается в зазор, образованный кромками изделий и ограниченный ползунами (рис. 7-8). Кромки свариваемого металла оплавляются за счет излучения дуги, горящей между концом электрода и сварочной ванной. Расплавленный металл защищен от воздуха шлаком и газом, образующимися при плавлении проволоки. С боков ванна жь дкого металла охлаждается и формируется медными ползунами. Сварку порошковой проволокой с принудительным форми- [c.303]

Весьма затруднительно удаление окисных пленок из корня шва при односторонней сварке стыковых соединений в нижнем положении, требующей применения подкладок, предотвращающих вытекание расплавленного металла из сварочной ванны. Для этих целей используют удаляемые подкладки из коррозионно-стойкой стали, меди и других металло(В с повышенной температурой. плавления, а также остающиеся подкладки из свариваемого алюминиевого сплава. Чтобы получить нормальное формирование шва, подкладка должна плотно прилегать к нижней поверхности свариваемых кромок. Зазор между ними не должен превышать 0,5— 1 мм. в этих условиях мощная дуга, способная очистить корень шва от окисных пленок, неизбежно будет касаться поверхности подкладки. Под действием дуги поверх ность подкладки оплавляется, а входящие в ее состав элементы загрязняют металл шва, ухудшая эксплуатационные свойства соединений. Искусственное охлаждение подкладки предохраняет ее от разрушения дугой, но затрудняет полное удаление пленок окиси из корня соединения, так как при плотном прилегании свариваемого Металла к подкладке температура соприкасающихся поверхностей будет практически одинакова. В этих условиях для разогрева нижней кромки соединяе- [c.13]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...