Физико-металлургические процессы при сварке трубопроводов

только в текущем разделе

Реклама. ООО ГК "Велунд Сталь" ИНН 9725035180 Erid: 2SDnjdphxRi

Металлургические процессы при сварке плавлением

При сварке плавлением наплавленный металл является продуктом взаимодействия металла стержня электрода и металла шва с газами, покрытиями, флюсами и образующимися при плавлении покрытий и флюсов шлаками.

Шлаки состоят из различных окислов и солей, которые имеют пониженную, по сравнению с жидким металлом, плотность и поэтому располагаются в основном на поверхности металлической ванны. В процессе сварки толстопокрытыми электродами, порошковой проволокой и с применением керамических флюсов шлаки образуются в результате плавления

покрытий, флюсов. Сварочные шлаки выполняют следующие основные функции:

защиту жидкого металла от непосредственного контакта с воздухом;

проведение в той или иной степени процессов раскисления, легирования и рафинирования металла;

улучшение теплового режима сварки за счет снижения скорости охлаждения металла;

поддержание устойчивости процесса сварки; обеспечение правильного формирования металла шва. Химические свойства шлака в большей мере определяются степенью кислотности или обратной ей величиной - степенью основности шлака. За степень кислотности п принимают отношение сумм молекулярных процентов кислых М_к и основных М₀ окислов данного шлака: n = ∑M_K/∑M₀.

Сварочные шлаки имеют кислые окислы - SiC>2, ТiO₂, Р₂О₅, В₂0₃ и основные - FeO, МnО, NiO, CaO, BaO, MgO, Na₂O₃, Cu₂0, К₂О и др. Кроме указанных окислов в шлаках встречаются и амфотерные окислы, ведущие себя с сильными кислотами как основания, а с сильными основаниями - как кислоты. К таким окислам относятся А1₂0₃, Fe₃0₄, Сr₂0₃, V₂O₅ и др. Основные шлаки богатые СаО, МnО, хорошо очищают металл от фосфора, серы и активно легируют его марганцем, но слабо легируют металл кремнием и плохо удаляют из него кислород (в виде закиси железа). Кислые шлаки (n<2) активно легируют шов кремнием и хорошо связывают закись железа, но плохо очищают металл шва от серы и фосфора.

Сварочные шлаки характеризуются следующими физическими свойствами: тепловыми константами - температурой плавления или размягчения, теплоемкостью, скрытой теплотой плавления и теплосодержанием; вязкостью в жидком состоянии; газопроницаемостью; плотностью в жидком состоянии; свойствами, определяющими отделяемость шлака от металла шва в твердом состоянии.

Газовая фаза характеризуется наличием паров металла, компонентов шлака, защитных газов и продуктов диссоциации сложных соединений, которые пребывают в столбе дуги (табл.2).

В зоне горения дуги органические соединения в присутствии кислорода разлагаются по схеме

(C₆H₁₀O₅)_x +1/2xO₂ = x (6СО + 5Н₂).

Пары воды при сварочном процессе диссоциируют по уравнению

2Н₂ + 0₂ ↔ 2Н_аО+ 242,18 кДж/моль.

Сварочные материалы всегда содержат адсорбированную влагу, которая по норме должна составлять 0,1-0,3 %, но при хранении (3-4 недели) содержание влаги может превысить эту норму. В сварочное пространство влага может попадать также в виде ржавчины [Ре(ОН)_з], покрывающей сварочную проволоку или поверхность свариваемого изделия. Азот в сварочное пространство попадает из воздуха. Растворяясь в металле, он почти полностью остается в шве. Поэтому качество газовой и шлаковой защиты от воздуха определяют по содержанию азота в шве.

Кислород в газовой фазе (исключая сварку без защиты от воздуха) попадает в зону из-за диссоциации окисла С0₂ по уравнению

СО + 1/20₂ ↔ С0₂ +283,45 кДж/моль.

Свободного кислорода в газовой фазе тем больше, чем больше в ней углекислого газа (см. табл. 2), поэтому защита металла углекислотой, по существу, осуществляется только от взаимодействия с азотом воздуха.

При использовании толстообмазанных электродов свободный кислород попадает в зону сварки из покрытия, которое имеет мрамор (вида «Б»), Мрамор при нагреве выше 900 °С разлагается по уравнению

СаС0₃ = Са0 + С0₂.

Электроды и флюсы, не имеющие углекислых соединений, дают газовую фазу с незначительным количеством кислорода (электроды с покрытиями «Ц» и «А»), Это указывает на то, что имеющиеся в покрытиях, флюсах, шлаках окислы являются второстепенными источниками газообразного кислорода. Практика показывает, что даже при незначительном содержании кислорода (3-10 %) газовая фаза многих металлов (железо, хром и более активные) при температуре капли является окислительной.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Металлоторговля:
Объявления
Прайсы (по торг. позициям)
Прайсы (в файлах)

Марки металлов
Калькулятор веса металла

Новости

Рекомендуем приобрести металлопрокат в СПб от компании РДМ.