Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
Введение в проволоку карбонатно-флюоритного типа раскис-лителей и легирующих способствует укрупнению капель (рис. 38, 39, 40), что связано с увеличением силы поверхностного натяже-
[0],% 0,0S
0,07
0.05
20 30 40 50 h,MM
Рис. 36. Влияние вылета на содержание азота (квадратики) и кислорода (треугольники) в металле капель.
38
tCp.M-cet
№
300
\
— Г"
1 о1ч>
<-прпнрр содеРжания марганца и кремния в проволоке иа
р Мя между переходами, частоту отрыва капель (а) и среднюю массу капель (б).
а
впем<Р’моЛИЯННе с°ДеРжания титана в проволоке ка среднее жду переходами, частоту отрыва капель (а) и среднюю массу капель [б).
Рис. 40. Влияние содержания алюминия в ПР°®° на среднее время между переходами, частоту тр капель (а) и среднюю массу капель (О).
ния, обусловленного более глубокой раскисленностью металла. Это подтверждается результатами газового анализа металла, наплавленного проволоками с различной степенью легирования (рис. 41).
Рис. 41. Влияние количества рас-
кислителей на содержание кислорода в наплавленном металле:
/ —FeMn + FeSi; 2 — А1; 3—FeTi.
Изменение газо-шлакообразу-ющей части сердечника при постоянном окислительном потенциале проволоки незначительно сказывается на величинах тср, п и тсР.
Таким образом, характер плавления проволоки и переноса металла в сварочную ванну определяется составом сердечника, в первую очередь его окислительным потенциалом, конструкцией проволоки и режимом сварки.
4. Теплосодержание и температура капель электродного металла
Температура расплавленного металла и реагирующих с ним шлака и газов является одним из основных параметров, определяющих физико-химические и металлургические процессы сварки — абсорбцию жидким металлом газов, интенсивность взаимодействия между шлаком и металлом, испарение и др.
Температура капель измерялась при сварке штучными электродами и в защитных газах [3,38, 103, 104, 160, 176 и др.]. В работе [11] имеются сведения о температуре капель при сварке порошковой проволокой. А. А. Ерохин [38] показал, что при сварке штучными электродами с ростом силы тока от 90 до 400 а температура капель увеличивается от 2200 до 2600° С. При напряжениях дуги 15 и 28 в температура капель соответственно составила 2150 и 2350° С. На обратной полярности температура капель на 200 град выше, чем на прямой. При одинаковом токе она выше у электродов меньшего диаметра, а при равной плотности тока — выше у электродов большего диаметра.
Зависимость температуры tK и теплосодержания 5К капель электродного металла от силы тока при сварке в аргоне приведена на рис. 42. При обратной полярности с ростом тока наблюдается резкое увеличение температуры капель и при значениях тока 200— 300 а она достигает точки кипения. Температура капель при прямой полярности на 300—600 град ниже, чем на обратной. Нагрев капель на катоде и аноде определяется характером теплопередачи между дугой, каплей на торце электрода и электродом. При обратной полярности анодное пятно во всех опытах стабильно находится на торце капли и передача тепла дуги электроду осуществляется,
40
в основном, через капли жидкого металла. С увеличением тока поверхность капли, занимаемая анодным пятном, растет, тепловой поток в каплю увеличивается. Поскольку теплоотвод в проволоку лимитируется площадью контакта капли с проволокой, капля перегревается до температуры кипения.
При прямой полярности катодное пятно на электроде находится в беспорядочном движении. Оно часто перемещается с капли на
SK, кал/г tK°C S,,iuw/t____________________ ____VC
700
600
500 450
О 200 400 Irga 0 200 400 Ыа
а ¦ S
Рис. 42. Зависимость теплосодержания и температуры капель электродного металла от сварочного тока при сварке на обратной (1) и прямой (2) полярности [103]:
а — аргон, проволока СВ-08А, d=2 мм; б — аргон, проволока Св-0Х18Н9, d—2 мм.
боковую поверхность проволоки, чему способствует наличие окислов и следов волочильной смазки на поверхности проволоки. Тепловой поток из дуги в электрод как бы раздваивается. Часть тепла дуги передается проволоке через каплю, часть — непосредственно через боковую поверхность проволоки. Перегрев капли снижается, растет скорость плавления проволоки. Изменение характера теплопередачи приводит к тому, что при одних и тех же скоростях плавления теплосодержание капель при прямой полярности значительно ниже, чем при обратной.
Теплосодержание капель, помимо режима сварки и полярности тока, зависит от теплофизических свойств металла электрода — температуры плавления и кипения, теплопроводности, удельного сопротивления и т. д. Так, теплосодержание капель при сварке проволокой из технически чистого железа (Св-08А, температура кипения примерно 3070° С) выше, чем при сварке проволокой из нержавеющей стали (Св-0Х18Н9, температура кипения 2850° С).
Следует отметить, что при сварке в аргоне температура капель достигает точки кипения электродного металла при таких значениях сварочного тока, когда обычно наблюдается резкое изменение характера переноса металла — из капельного в струйный.
Результаты измерений теплосодержания и температуры капель при сварке в углекислом газе проволокой Св-08Г2С приведены на рис. 43. Так же, как и при сварке в аргоне, теплосодержание капель при прямой полярности значительно ниже, чем при обратной.
