Металлургические процессы при газовой сварке характеризуются следующими особенностями: малым объемом ванны расплавленного металла; высокой температурой и концентрацией тепла в место сварки; большой скоростью расплавления и остывания металла; интенсивным перемешиванием металла жидкой ванны газовым потоком пламени и присадочной проволокой; химическим взаимодействием расплавленного металла с газами пламени.
В восстановительной (средней) зоне пламени, состоящей из окиси углерода СО и водорода Н2, могут также присутствовать следующие вещества; пары воды Н2О, углекислый газ CO2 азот N2, атомарный водород Н и свободный углерод С, Однако содержание этих веществ в средней зоне невелико и их можно не принимать во внимание при рассмотрении реакций взаимодействия между металлом и газами пламени.
Основными в сварочной панне являются реакции окисления и восстановления. Наиболее легко окисляются магний, алюминий, обладающие большим сродством к кислороду. Окислы этих металлов не восстанавливаются водородом и окисью углерода, поэтому при сварке этих металлов необходимы специальные флюсы. Окислы железа и никеля, наоборот, хорошо восстанавливаются окисью углерода и водородом пламени, поэтому при газовой сварке этих металлов флюсы не нужны.
При избытке а пламени кислорода происходят реакции окисления железа, углерода, марганца и кремния по уравнениям.
Водород способен хорошо растворяться в жидком железе. При быстром остывании сварочной ванны он может остаться в шве в виде мелких газовых пузырей. Однако газовая сварка обеспечивает более медленное охлаждение металла по сравнению, например, с дуговой сваркой. Поэтому при газовой сварке углеродистой стали весь водород успевает выделиться из металла шва и последний получается плотным.
Значительно большую опасность водород представляет при сварке меди и латуни, так как может вызывать «водородную болезнь» (растрескивание) меди и пористость шва при сварке латуни.
Восстановление железа из его закиси FeO производится марганцем и кремнием в сварочной ванне по приведенным выше реакциям окисления этих примесей кислородом закиси железа, растворенной в жидком металле.
Если в пламени имеется избыток углерода, то он может переходить е металл и науглероживать его по реакциям:
Значительно большую опасность водород представляет при сварке меди и латуни, так как может вызывать «водородную болезнь» (растрескивание) меди и пористость шва при сварке латуни.
Восстановление железа из его закиси FeO производится марганцем и кремнием в сварочной ванне по приведенным выше реакциям окисления этих примесей кислородом закиси железа, растворенной в жидком металле.
Если в пламени имеется избыток углерода, то он может переходить е металл и науглероживать его по реакциям:
Свободный углерод образуется в пламени при разложении ацетилена до реакции
С2Н2 до 2С + Н2.
Структурные изменения а металле при газовой сварке. Вследствие более медленного (по сравнению с дуговой сваркой) нагрева зона влияния при газовой сварке больше, чем при дуговой.
Слон основного металла, непосредственно примыкающие к сварочной ванне, перегреты и приобретают крупнозернистую структуру. Крупнозернистое строение получает и металл шва, кристаллизующийся на крупных зернах застывающего металла кромок. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления основного металла с крупнозернистой структурой, характерной для перегретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соединения.
Далее расположен участок перекристаллизации, характеризуемый также крупнозернистой структурой, для которого температура нагрева была ниже температуры плавления металла, но выше 1100— !200°С (при сварке стали).
Последующие участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру нормализованной стали. Если содержанке углерода в стали более 0,3%, то в этой части зоны теплового влияния возможно образование более твердых и хрупких закалочных структур.
При газовой сварке углеродистых сталей малых толщин зона теплового влияния основного металла располагается на 8—15 мм, а средних толщин — на 20—25 мм в ту и другую сторону от шва. Характер изменения структуры металла в зоне теплового влияния определяется составом металла (сплава) и его состоянием перед сваркой. Для улучшения структуры и свойств металла шва и околошовной зоны иногда применяют горячую л роков ку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или общую термообработку с нагревом в печи.
Структурные изменения а металле при газовой сварке. Вследствие более медленного (по сравнению с дуговой сваркой) нагрева зона влияния при газовой сварке больше, чем при дуговой.
Слон основного металла, непосредственно примыкающие к сварочной ванне, перегреты и приобретают крупнозернистую структуру. Крупнозернистое строение получает и металл шва, кристаллизующийся на крупных зернах застывающего металла кромок. В непосредственной близости к границе шва находится зона неполного расплавления основного металла с крупнозернистой структурой, характерной для перегретого металла. В этой зоне прочность металла ниже, чем прочность металла шва, поэтому здесь обычно и происходит разрушение сварного соединения.
Далее расположен участок перекристаллизации, характеризуемый также крупнозернистой структурой, для которого температура нагрева была ниже температуры плавления металла, но выше 1100— !200°С (при сварке стали).
Последующие участки нагреваются до более низких температур и имеют мелкозернистую структуру нормализованной стали. Если содержанке углерода в стали более 0,3%, то в этой части зоны теплового влияния возможно образование более твердых и хрупких закалочных структур.
При газовой сварке углеродистых сталей малых толщин зона теплового влияния основного металла располагается на 8—15 мм, а средних толщин — на 20—25 мм в ту и другую сторону от шва. Характер изменения структуры металла в зоне теплового влияния определяется составом металла (сплава) и его состоянием перед сваркой. Для улучшения структуры и свойств металла шва и околошовной зоны иногда применяют горячую л роков ку шва и местную термообработку нагревом сварочным пламенем или общую термообработку с нагревом в печи.
Комментариев нет:
Отправить комментарий