Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>
Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>
Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>
Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>
Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>
Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>
Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>
Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>
Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>
Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

Процессы при сварке


Металлургические процессы при сварке плавлением должны обеспечивать получение металла шва такого химического состава, при котором были бы получены заданные свойства: равнопрочность шва с основным (свариваемым) металлом, особые физико-химические свойства и др. Этого можно достигнуть путем легирования металла шва.

Для обеспечения равнопрочности при сварке конструкционных сталей литой металл шва должен иметь химический состав, отличающийся от состава свариваемой прокатной стали. Только в отдельных случаях, когда необходимо получить швы, обладающие особыми свойствами, добиваются совпадения химического состава металла шва с основным.

Металлургические процессы при сварке протекают в период плавления и переноса электродного металла, т. е. на конце электрода, в дуге и непосредственно в сварочной ванне. Поэтому наряду с общей характеристикой металлургических процессов рассматриваются особенности их протекания в процессе плавления, переноса и в сварочной ванне.

Физико-химические процессы, протекающие при сварке, отличаются от аналогичных процессов, характерных для выплавки стали, скоростями и направлением реакций, что связано с высокой температурой в зоне сварки, небольшим объемом жидкого металла в сварочной ванне и кратковременностью существования металла в расплавленном состоянии. Большое значение имеет также энергичное непрерывное физическое и химическое взаимодействие расплавленного металла в дуге и в сварочной - с окружающей средой: газовой атмосферой, шлаками, основным металлом.

Для уяснения указанных обстоятельств рассмотрим случай дуговой сварки голым электродом. В этом случае окружающей средой является атмосферный воздух и происходит насыщение металла шва кислородом и азотом, а при наличии влаги - и водородом.
Как видно, сварка вызвала выгорание основных примесей (за исключением серы и фосфора, содержание которых не изменилось). Кроме того, металл шва резко обогатился кислородом и азотом.
При этом возможно также образование высших окислов Fe2O3 и Fe3O4, но в железе растворима только закись FeO и поэтому она оказывает наибольшее влияние на свойства окисленного металла. Концентрация растворенной закиси железа в расплавленном чистом железе при высоких температурах может достигать больших значений (до 0,5%). При температуре плавления чистое железо растворяет до 0,22% кислорода. С повышением содержания в железе углерода растворимость закиси железа в нем падает.

Во время охлаждения твердого металла закись частично выделяется из раствора и при температуре 572°С распадается на закись-окись и твердый раствор кислорода в а-железе, т. е. феррит, насыщенный кислородом и называемый оксоферритом. Оксоферрит содержит 0,035% кислорода. Если содержание кислорода превышает 0,035%, он в виде закиси-окиси располагается в охлажденном металле между зернами (отдельными включениями - глобулями различной величины и формы) или, окаймляя зерна феррита оболочками, ухудшает механические свойства. Кислород, растворенный в стали, может вступать в соединение не только с железом, но и с другими примесями, имеющимися в стали (например, с марганцем и кремнием). Общее содержание кислорода в металле шва может достигать 0,2%.

Азот воздуха, попадая в столб дуги, разогревается и частично диссоциирует, переходя в атомарное состояние, в котором он активно реагирует с жидким металлом; вследствие высокой скорости охлаждения металла шва в нем остается значительная часть азота в виде нитридов. В структуре металла нитриды находятся в виде твердого раствора в а-железе (нитроферрит) и иглообразных включений нитридов FeN4, залегающих в основной массе нитроферрита. Насыщение металла азотом при быстром охлаждении способствует задержке избыточного азота в а-железе. В результате решетка железа искажается и приобретает свойства, аналогичные свойствам мартенсита (высокая твердость, хрупкость, склонность к трещинообразованию); следовательно, азот способствует закалке металла шва.
Сварка голыми электродами, не обеспечивающая получения металла шва с высокой физической сплошностью, дает металл с пониженными механическими свойствами.

Водород может попасть в зону сварки из влаги, находящейся на основном или электродном металле, в покрытии или флюсе, из ржавчины, а при газовой сварке - из пламени. В дуге благодаря высокой температуре свободный водород диссоциирует и легко растворяется в жидком металле. Попадая в жидкий металл в атомарном состоянии, атомы водорода диффундируют по всему объему жидкого металла и могут задерживаться в отдельных местах (например, между ветвями дендритов), соединяются там в молекулы и образуют пузырь, в который продолжают диффундировать атомы водорода. Скопление водорода вызывает повышение давления и увеличение объема пузыря.
Такие пузыри, преодолевая действие веса жидкого металла и сил поверхностного натяжения, частично удаляются из сварочной ванны, но как только металл закристаллизуется, молекулярный водород из металла выделиться не сможет. Если такие пузыри не успевают выделиться из металла, они образуют в нем газовые поры и раковины. Кроме того, поскольку атомарный водород диффундирует в полости, заполненные газом, и после затвердевания металла шва, он соединяется там в молекулы, остается в этих полостях и вызывает повышение давления молекулярного водорода. В результате в металле создается напряженное состояние, что может способствовать возникновению микроскопических трещин, так называемых флокенов.

Наличие на поверхности электродов слоя ионизирующего (обычно мелового) покрытия не изменяет характера процессов, идущих в дуге и сварочной ванне. Ионизирующее покрытие, которое наносится на поверхность электрода тонким слоем (вес покрытия 1,5- 2% от веса стержня), содержит легко ионизируемые вещества, назначение которых обеспечить высокую степень ионизации столба дуги, чтобы сделать горение дуги устойчивым. В качестве ионизирующих веществ используются соединения элементов щелочной и щелочно-земельной группы: мел, поташ, полевой шпат и т. д. Никакого влияния на протекание металлургических процессов в дуге и сварочной ванне эти вещества не оказывают в силу их малого количества.

Небольшой объем сварочной ванны и кратковременность протекания реакций в процессе сварки приводят к тому, что не все начавшиеся реакции заканчиваются. Это не только затрудняет расчеты химического состава шва, но и приводит к его неоднородности, так как исключается возможность выравнивания химического состава за счет диффузии. Кроме того, это препятствует достаточно полному очищению металла сварочной ванны от различных окислов, неметаллических включений и газов.
Неоднородность металла шва легко обнаруживается при послойном химическом анализе металла шва. При сварке электродами с толстым покрытием такая неравномерность химического состава возрастает.
Добиться полной однородности химического состава металла шва практически не удается из-за малого объема сварочной ванны и кратковременности ее существования.
Отмеченные выше неблагоприятные особенности металлургических процессов при сварке могут быть частично устранены применением специальных веществ (покрытий, флюсов, защитных газов), которые надежно защищают зону сварки от вредного действия воздуха и одновременно могут способствовать регулированию и улучшению химического состава и механических свойств металла шва.

Смотрите также:

Источники тепла при сварке

Принцип расчета процессов распространения тепла при сварке

Распространение тепла при действии мгновенных и подвижных сосредоточенных источников постоянной мощности

Распространение тепла при приложении мощных быстродвижущихся источников

Приложение теории распространения тепла при сварке к решению некоторых практических задач

Автоматическая электродуговая наплавка под слоем флюса валков прокатных станов

Нагрев и расплавление электрода

Электрическая дуга


Популярные статьи


   Выбор умывальника для квартиры
Один из важных элементов интерьера ванной комнаты является умывальник. Выбирая его, следует обращать внимание не только на цвет, форму и общую эстетическую привлекательность, но и на практические характеристики, касающиеся монтажа, удобства в пользовании, и доступности в обслуживании. Остановимся на практических характеристиках...
прочитать полностью >>
   Выбираем деревоалюминиевые окна
Дерево - великолепный материал для окон, но дереву необходима защита, ведь само себя оно защитить не сможет, - в отличие от алюминия. Напротив, алюминий не способен аккумулировать жизненно важное тепло «охраняемой» им территории, почему и хорош лишь с точки зрения банальной лоджии или зимнего сада.
прочитать полностью >>
   Стеклоблоки - элитный материал
Декоративный стеклоблок внешне нередко мало отличим от самого хрусталя, и вы вряд ли ошибетесь, избрав столь художественно продуманный стройматериал дизайнерски просчитанной деталью внутреннего интерьера. Появились целые коллекции художественно окрашенного стеклоблока, и не только однотонные...
прочитать полностью >>
   Потолок - украшение дома
Недостатки потолка практически невозможно скрыть, ведь там нет мебели и ковров. Существует огромное количество видов отделки потолка, которые способны удовлетворить не только требования наиболее щепетильного клиента, но и внести определенную изюминку в интерьер Вашей квартиры...
прочитать полностью >>


В настоящее время в качестве альтернативы стандартным окнам строительные компании предлагают так называемые евроокна. Деревянные евроокна намного лучше стандартных по своим качествам и отличаются от пластиковых окон определенными особенностями.
прочитать полностью >>
У краски несколько характеристик. Недостаточно определить только цвет – за ним по цепочке следует глянцево-матовая вариация и возможный блеск краски. Разные пигменты способны по-разному воздействовать на краску...
прочитать полностью >>
Эта мастика настолько удачно работает над такими проблемными местами, как оконные проемы с наслоившейся на них монтажной пеной, что ранее популярный силикон уже давно уступил полиуретановой мастике первое место в рейтинге герметиков.
прочитать полностью >>
Подвесной потолок – это система, состоящая из металлического каркаса, который прикреплен к перекрытию, а к нему крепятся уже готовые модульные элементы, создающие плоскость потолка. Приведем ряд преимуществ данной потолочной конструкции.
прочитать полностью >>
Одним из самых популярных среди мастеров инструментов является электролобзик. Ценится он за свою универсальность и простоту в эксплуатации. Электролобзик предназначается для выполнения фигурной, продольной и поперечной резки разного материала.
прочитать полностью >>
Во времена постоянного отключения горячей воды именно водонагреватель стал самым востребованным и незаменимым бытовым прибором. Сегодня производители выпускают множество моделей водонагревателей...
прочитать полностью >>
Как правильно выполнить монтаж электропроводки? Как подключить кондиционер? Какие выбрать провода? Узнайте об этом!
узнать подробности >>
Хотите сделать перепланировку квартиры? Не знаете, какие документы для этого нужны и где их оформить? Мы расскажем Вам об этом!
узнать подробности >>
У Вас есть дача или загородный дом? Или Вы еще выбираете, какой дом лучше? Тогда несколько полезных советов для Вас!
узнать подробности >>

   При цитировании материалов сайта "Сделаем сами.Ру" гиперссылка обязательна