Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
41
Максимальная температура капель при обратной полярности составляет 2590—2700° С, что несколько ниже температуры кипения стали 08Г2С. Абсолютные значения теплосодержания капель при сварке в углекислом газе в сравнимых условиях также ниже, чем при сварке в аргоне. По-видимому, это вызвано более интен-
Sк,кол/г
500
400
300
А / О
—X-
/
J 1
- ¦*
i
too
31.9
200 300
т 95.7 а
/
& Г :0^
V р
tK.°c
2880
2570
2340
211Q
1880
400 loft 100 200 300 400 IcSM Ю0 200 Ш
127,6 i,а/т1 Ш 93,2 Щ2 1Ш 1,а/тг 8SS 1772 ' ?66Ш/ммг
д ' 6 '
Рис. 43. Влияние силы тока и полярности на теплосодержание капель электродного металла при сварке в углекислом газе проволокой Св-08Г2С [104]:-a — d=2,0 мм; 6 — d= 1,6 мм; в —rf*=l,2 мм\ 1 —обратная полярность; 2—прямая
полярность.
сивным охлаждением периферийных зон столба дуги вследствие расхода большого количества тепла на диссоциацию молекул С02. Степень сжатия столба дуги в углекислом газе в сравнении, например, с аргоном увеличивается, уменьшается поверхность анодно-
Рис. 44. Схема установки для определения теплосодержания капель электродного металла:
1 — сосуд Дьюара о тающим льдом; 2 — термопара медь—коистантан; 3 — экранирующая трубка; 4—медный диск; 5—электродная проволока; 6—токоподвод; 7—мед-* ная трубка; 8 — войлок; 9 — теплоизоляционная прокладка; 10 — блок калориметра.
го пятна, а следовательно, и поверхность, через которую тепло передается капле. Уменьшается степень перегрева.
При сварке проволоками малого диаметра (1,2 и 1,6 мм) при обратной полярности наблюдается максимум теплосодержания капель в определенных пределах токов и снижение его с дальнейшим ростом тока.
Анализ данных, приведенных на рис. 43, показывает, что при одинаковых плотностях тока теплосодержание капель большее
42
у проволоки большего диаметра. Уменьшение диаметра проволоки препятствует свободному расширению столба дуги, дуга становится сжатой. При этом размеры анодного пятна также ограничиваются, уменьшается поверхность передачи тепла в каплю, снижается ее теплосодержание. Новые данные о теплосодержании капель при сварке порошковой проволокой получены в работе [91].
Теплосодержание электродного металла измерялось калориметром (рис. 44) при сварке порошковой проволокой с рутил-органическим сердечником, состав которой приведен ниже. Блок калори-
метра выполнен в виде эллипсоида вращения с коническим углублением для улавливания капель. Такая форма выбрана для того, чтобы температура во всех точках была по возможности одинаковой. В трубке и блоке зачеканены термопары медь — константан. Холодные спаи термопар погружены в сосуды Дьюара с тающим льдом. Для предотвращения теплообмена между блоком и трубкой они изолированы друг от друга. Изоляция трубки от излучения дуги осуществляется экранирующей втулкой. После сварки верхнюю часть калориметра вместе с трубкой вынимали из корпуса калориметра. Капли из блока извлекались и взвешивались. В процессе проведения опыта контролировалось изменение температуры трубки и блока калориметра. Количество тепла блока Q6JI и трубки QTP определяли по формулам
где #бл, #тр—водяной эквивалент блока и трубки калориметра, соответственно равный 988 и 386 кал/град\ А 1бл, Л/тр— изменение температуры блока и трубки; 8бл, бтр— поправки на теплообмен, определяемые из наблюдений за ходом системы в начальный и конечный периоды.
Теплосодержание блока S6jI и трубки STP определяли по формулам
'9 Составляющие
Содержание, %
70,0
Лента
Рутиловый концентрат
Полевой шпат
Ферромарганец
Ферросилиций
Крахмал
Хромпик
Окалина
Железный порошок
2,4
2,2
0,2
1,0
1,0
1,0
18.1
4
<2бл ¦— Ябл (А^бл “f" ббл),
Qtp — Нтр {ktTp -\- 6тр),
(23)
(24)
___ ^-ол
бл ---- ~~Q~ ,
^бл
(25)
(26)
где G — масса капель металла.
43
Суммарное теплосодержание капель вычисляли по формуле SK = Ббл -Ь 5тр. (27)
При плавлении порошковой проволоки капли металла покрыты шлаком. Поэтому измеренное в калориметре теплосодержание капель 5К представляет сумму теплосодержаний металла SM и шлака 5щл .
Разделение металла и шлака и определение доли шлака в каплях производилось расплавлением их в алундовом тигле в среде аргона.
Теплосодержание шлака рассчитывали по формуле
5шл = + Я) (28)
где tmjl—температура шлака; сшл— удельная теплоемкость шлака при температуре 2400° С, определяемая расчетным путем; q—теплота, выделяемая при превращении и плавлении отдельных окислов, входящих в состав шлака; г) — доля шлака в капле (по массе).
В расчетах tmii была принята равной 2400° С. Это допущение не • вносит существенной ошибки в измерения. Расчетные з ачения <?ШЛ» Лшл И 5ШЛ шлака, образующегося при плавлении рутил-органи-ческой проволоки, соответственно составили 0,23 кал!г-град', 0,102; 70 кал/г.
Температуру металла капель определяли по формуле
tu = (пп + A tM. (29)
Здесь tnjl— температура плавления металла; AtM—температура перегрева металла выше точки плавления, определяемая из выражения
AtM = , (30)
СЖ
где сж— средняя удельная теплоемкость жидкого металла в интер-вале tn„—tKип, равная для малоуглеродистой стали 0,179 кал/г-град; ASM — разность теплосодержаний 5М— 5ПЛ.
