Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны.

Основными вредными примесями для сварного шва являются кислород, азот, водород, сера, фосфор.

Кислород - усугубляет механические, технологические характеристики (ковкость, обрабатываемость), износостойкость металла шва, может привести к образованию пор. Источником кислорода является окружающий воздух.

Содержание кислородав сварном шве зависит отдлиныдуги,силысварочного тока, критерий защиты. При увеличении длины дуги и силы сварочного тока (когда Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. уменьшаются размеры, но возрастает количество капель электродного металла), возрастает площадь соприкосновения расплавленного металла с воздухом – возрастает количество кислорода, попадающего в сварной шов.

Азот - образует нитриды железа (Fe4N, Fe2N),марганца и др. частей, которые размещаются в сварном шве в виде игловатых включений, приводящих к возникновению трещинок в сварной Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. конструкции при низких температурах (хладоломкость).

Азот может попадать всварной шов из воздуха, т.е. содержание азота в сварном шве находится в зависимости от тех же причин, что и кислорода.

Водородприпопадании в сварочную ванну вызывает в сварном шве трещинкы, поры. Источниками водорода могут бытьвлага в покрытии электродов,ржавчина Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. и другие загрязнения на кромках. При увеличении степени легирования возрастает склонность к водородным трещинкам.

Сера и фосфор - могут попадать в сварочную ванну из основного металла, сварочной проволоки, покрытия электродов, флюсов. Сера приводит к возникновению трещинок при больших температурах («красноломкость»), а фосфор – к возникновению трещинок при низких температурах («синеломкость»).

Уменьшение содержания вредных Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. примесей в сварном шве достигается газошлаковой защитой расплавленного металла – при расплавлении покрытия электрода либо флюса появляется газ, окружающий дугу, и шлак, обволакивающий капли расплавленного металла и сварочную ванну, шлак также замедляет остывание водянистого металла.

Не считая того, для получения высококачественного шва употребляют создание особых хим процессов в сварочной ванне Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны.:

1. Раскисление сварного шва – удаление кислорода из сварного шва за счет добавки особых частей.

Эти элементы должны отвечать двум требованиям: во-1-х, они обязаны иметь большее, чем железо, сродство к кислороду, т.е. они должны «забирать» кислород от железа, восстанавливая его из окислов; во-2-х, эти новые соединения должны быть нерастворимы в Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. стали, т.е. выходить из шва в шлак.

Этим требованиям отвечают последующие элементы («раскислители»):

o Углерод (С) является «автоматическим раскислителем», т.е. его специально не добавляют в сварочную ванну – он всегда находится в стали и поступает в сварочную ванну из основного металла, присадочного материала (проволоки), покрытия электродов, флюса Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны..

2FeO + C = 2Fe+ CO2

Углекислый газ (CO2) должен успеть выйти из шва в шлак до кристаллизации, по другому могут быть поры.

o Марганец (Mn) раскисляет шов и удаляет серу (S):

FeO + Mn = Fe + MnO

FeS + Mn = MnS + Fe

Соединения, обозначенные стрелками, должны выйти в шлак.

o Кремний (Si) – более сильный, чем марганец, раскислитель, но Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. используют его совместно с марганцем, т.к. соединение SiO2- вязкое, а марганец присваивает им жидкотекучесть, т.е. содействует выходу в шлак. В неприятном случае могут появляться недостатки сварного шва – «шлаковые (неметаллические) включения».

o Титан (Ti)– сильный раскислитель

Ti + 2Fe = TiO2 + 2Fe

2. Легирование шва – введение в шов особых великодушных частей Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. (Mn, Si, Cr, Ni, Mo,W, Ti и др.), которые облагораживают хим состав и структуру металла шва. Легирующие элементы могут вводиться через присадочные материалы (проволоку), покрытия электродов, флюс.

3. Очищение шва от серы и фосфора

Сера образует соединения FeS - при кристаллизации получаются легкоплавкие соединения по границам зернышек металла, которые при больших температурах, расплавляясь Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны., образуют трещинкы; удаление - марганцем

FeS +Mn = MnS + Fe

FeS +MnО =MnS + FeО

Фосфор понижает механические характеристики металла, приводит к синеломкости (трещинкы при низких температурах)

Удаление - в 2 шага:

– Окисление 2Fe2P + 5FeO = P2O5 + 9Fe;

2Fe3P + 5FeO = P2O5 + 11Fe

– Связывание в хим соединения (окислами Ca, Mg, Mn), нерастворимые в стали

3CaO + P2O Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны.5 = Ca3P2O8

4CaO + P2O5 = Ca4P2O9

Свариваемость металлов.

Свариваемость–способность металлов создавать высококачественное сварное соединение, удовлетворяющее эксплуатационным требованиям.

Способы оценки свариваемости:

• Прямой - сварка проб на разных режимах с следующими испытаниями образцов из их на растяжение, извив, ударную вязкость, коррозионную стойкость и др.

• Косвенный- по эквиваленту углерода.

, (3)

где; С – содержание Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. углерода, %;

Mn, Cr, … - содержание легирующих частей,%.

Таблица 1 – Группы свариваемости

Группа свариваемости Сэк Условия сварки
I Не плохая До 0,25 Без ограничений
II Удовлетворительная 0,25-0,35 Только при температуре среды не ниже 50С, толщине металла ˂ 20 мм при отсутствии ветра
III Ограниченная 0,35-0,45 С подготовительным либо сопутствующим обогревом до 2500С
IV Нехорошая Выше 0,45 С подготовительным Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. и сопутствующим обогревом, термической обработкой после сварки

Контрольные вопросы:

1. Перечислите главные вредные примеси сварных швов, поясните их воздействие на характеристики сварного шва.

2. Что такое «раскислитель», каким требованиям он должен отвечать?

3. Перечислите элементы, используемые для раскисления сварочной ванны, растолкуйте особенности их внедрения.

4. Как оказывают влияние сера и фосфор на качество Химические процессы в сварочной ванне. Вредные примеси и их удаление из сварочной ванны. сварного шва, откуда они могут попадать всварной шов, чем их можно удалять из сварочной ванны?

5. Дайте определение понятия «свариваемость металлов». Поясните способы оценки свариваемости, группы свариваемости.


hhii-mezhdunarodnaya-nauchnaya-konferenciya.html
hhiv-harbinskaya-mezhdunarodnaya-torgovo-ekonomicheskaya-yarmarka-knr.html
hi-kvadrat-raspredelenie.html