Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
Зависимости содержания азота в металле наплавки от напряжения дуги для двух выбранных токов (пересечение диапазона линиями у — у') представлены на рис. 49. Приведенные зависимости для проволок различного состава и конструкций идентичны. Повышение напряжения дуги приводит к увеличению содержания азота в металле.
Если влияние силы тока на содержание азота в металле наплавки оценивать при постоянном напряжении дуги (пересечение диапазона режимов линиями х — х')> то обнаруживается снижение содержания азота с возрастанием тока. Это легко заметить из того же рис. 49, если на графиках сравнить содержание азота по вертикали (при [Уд = const). Однако при этом для малых токов сравниваемое
50
г
Рис. 49. Влияние напряжения дуги и силы тока на содержание азота в наплавленном металле: а — раскисление Мп и Si; трубчатая конструкция; б — то же, двухслойная конструкция; е — раскисление Ti, трубчатая конструкция; г —раскисление А1, трубчатая конструкция;
; _/св = 320_1_340 а; 2 — /св = 420-^-450 а.
Рис. 50. Влияние вылета электрода на содержание азота в наплавленном металле: a — d=3 мм, /cl-350-j-380 а; б — 2,2 мм, /св =230-^-260 о.
4*
напряжение будет ближе к верхнему пределу диапазона режимов, а для больших — к нижнему.
Если же оценить влияние тока при среднем значении напряжения для каждого выбранного значения силы тока, то окажется, что влияние это невелико и зависит от состава и конструкции проволоки, а также от степени ее легирования.
При сварке открытой дугой трубчатой проволокой с рутил-органическим сердечником заметное снижение содержания азота в наплавленном металле наблюдается в области малых токов [123], последующее возрастание тока не влияет на содержание азота. Для проволоки с карбонатно-флюоритным сердечником, напротив, обнаруживается некоторое увеличение содержания азота, более заметное при использовании проволоки с высоким содержанием нит-ридобразующих элементов алюминия и титана. Содержание азота при сварке проволокой двухслойной конструкции при различных токах и оптимальном напряжении дуги остается практически неизменным. Использование защитной среды углекислого газа позволяет сохранять содержание азота на низком уровне при высоких сварочных токах путем увеличения расхода газа.
Изменение содержания азота в металле наплавки наблюдается также при изменении величины вылета порошковой проволоки. Увеличение вылета до определенной величины не влияет на содержание азота в наплавленном металле, а затем приводит к его росту (рис. 50). Эта зависимость справедлива для проволоки различных типов, конструкций и диаметров. Величина допустимого вылета, выше которой заметен рост содержания азота, в значительной мере зависит от плотности тока и типа сердечника. При сварке открытой дугой длину вылета нужно уменьшать по мере повышения силы тока. При сварке в углекислом газе хорошая защита зоны дуги позволяет избежать роста содержания азота при больших вылетах.
Влияние параметров режима связано с изменением важнейших факторов, определяющих процессы поглощения азота жидким металлом, прежде всего на стадии капли.
Поскольку исходные концентрации азота в проволоке невелики, абсорбция азота расплавленным электродным металлом будет определяться в первую очередь его растворимостью в расплаве, температурой и парциальным давлением азота в газовой фазе.
Капли металла при сварке порошковой проволокой, как указывалось выше, нагреваются до температуры, близкой температуре максимальной растворимости азота в железе (2000—2400° С).
Парциальное давление азота у поверхности расплавленного металла зависит от количества защитного газа в зоне плавления. Увеличение напряжения дуги связано с возрастанием длины дугового промежутка; количество выделяющегося при плавлении проволоки газа может оказаться недостаточным для оттеснения воздуха от поверхности расплавленного металла и содержание в нем азота будет возрастать. При сварке в углекислом газе с повышением
напряжения дуги парциальное давление азота в зоне дуги также возрастает за счет подсоса воздуха.
Значительное увеличение вылета электродной проволоки приводит к ранней диссоциации газообразующих материалов (см. параграф 2), к потере части защитного газа вследствие удаления его через стык в оболочке порошковой проволоки. Вероятность этих потерь возрастает с ростом сварочного тока, когда оболочка^прово-локи нагревается на вылете до значительных температур.
Органические материалы диссоциируют при меньших температурах нагрева, чем, например, карбонаты. Как было показано ранее, скорость разложения газообразующего определяется не только прочностью соединения, но и составом всего сердечника, а также условиями подвода к нему тепла (диаметром и конструкцией проволоки).
Изменение кинетических факторов оценивается с помощью скоростной оптической киносъемки процесса плавления и переноса металла.
Обработанные кинограммы процесса сварки порошковой проволокой дают сведения о времени взаимодействия металла с газами на стадии капли твз и величине, называемой условным параметром взаимодействия со:
