Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
где F—площадь поверхности капли; VK — объем капли; твз— время жизни капли на торце электрода.
На рис. 51 приведены зависимости, отражающие влияние параметров режима сварки на изменение величин твз и со для проволоки различных конструкций.
Из полученных зависимостей очевидно, что наиболее существенные изменения кинетических параметров наблюдаются при изменении сварочного тока. Увеличение тока приводит к уменьшению времени взаимодействия металла капли с газами твз и параметра взаимодействия со. Уменьшение этих величин должно снижать содержание азота в металле капли.
Существенное нарушение атмосферы дуги происходит при наличии ветра. Степень влияния ветра на содержание азота в металле шва определяется его скоростью и направлением. Наибольшее нарушение газовой защиты зоны плавления вызывает ветер, встречный по направлению сварки. Влияние бокового ветра проявляется в меньшей степени; попутный ветер до определенных скоростей практически не влияет на содержание газов в металле [172].
При сварке проволокой сплошного сечения Св-08Г2С в углекислом газе повышение скорости встречного ветра до 2 м/сек способствует возрастанию содержания азота в металле шва до 0,035%, дальнейшее увеличение скорости ветра приводит к появлению пор в швах. Наличие шлаковой защиты при сварке порошковой проволокой позволяет получать плотные швы при скорости встреч-
ного ветра до 3 м/сек, содержание азота в металле шва при такой скорости составляет 0,03—0,034%.
Самозащитная порошковая проволока менее чувствительна к влиянию ветра. Влияние ветра изучено при сварке проволокой кар-бонатно-флюоритного, флюоритного и рутил-органического типов.
Общее содержание азота в металле наплавок, выполненных са-мозащитной проволокой указанных типов при оптимальных режи-
тс„,мт
500
300
too
w,сек/см
< > с—1 [ и в
со
л 2
?ср, м сек 250 -------------
150
22
го
30 Ujfi
50
(V,сен/см
? о ¦Н
> со
22
26
30 Ug, 6
Рис. 51. Влияние силы тока и напряжения дуги на среднее время между переходами капель т и величину со: а — проволока трубчатой конструкции: 6 — проволока двухслойной конструкция.
мах по току и напряжению в условиях безветрия, составляло: для проволоки карбонатно-флюоритного типа — 0,015—0,019% ; флюоритного — 0,020—0,028% ; рутил-органического — 0,025—0,030% . Увеличение скорости встречного ветра до 4 м/сек практически не изменило содержания азота в металле наплавки; при скорости ветра 8 м/сек содержание азота в металле наплавки составило: для проволоки карбонатно-флюоритного типа 0,021—0,024% ; флюоритного — 0,030—0,033% ; рутил-органического 0,036—0,038% . Увеличение скорости ветра до 12 м/сек привело к образованию пористости при сварке проволокой рутил-органического типа. Содержание азота в плотных наплавках, выполненных проволокой других типов, составило: для проволоки карбонатно-флюоритного типа 0,029—0,034%, флюоритного 0,037—0,041%.
Механические свойства металла шва и сварного соединения, выполненного при такой скорости ветра, снизились, однако оста-
54
лись в пределах допустимого уровня. Так, значение работы разрушения при испытаниях на ударный изгиб сварного соединения, выполненного проволокой флюоритного типа, уменьшилось с 7 кГм при отсутствии ветра до 4—5 кГм при скорости его 20 м/сек [172]. Благодаря наличию в проволоке нитридобразующего элемента — алюминия металл шва при такой скорости ветра оставался плотным, несмотря на высокое содержание в нем азота.
Таким образом, низкие концентрации азота в металле обеспечиваются при оптимальных условиях сварки. Отклонение от них приводит к изменению одного из факторов, определяющих поглощение азота металлом. Содержание азота в металле будет тем ниже, чем меньше парциальное давление азота у поверхности расплавленного металла, чем больше температура его смещена от температуры максимальной растворимости азота в расплаве, чем меньше поверхность контакта и время взаимодействия жидкого металла с атмосферой дуги.
Взаимодействие с азотом металла, легированного титаном и алюминием. Легирование металла шва титаном и алюминием при дуговой сварке приводит к изменению прочности и пластичности металла шва, склонности к образованию кристаллизационных трещин и других свойств. Металл швов с высоким содержанием титана и алюминия обладает низкой ударной вязкостью. Высокое содержание этих элементов повышает склонность к образованию кристаллизационных трещин [113]. При сварке под флюсом конструкционных углеродистых сталей обнаружено снижение ударной вязкости металла швов, содержащих свыше 0,4% титана [142].
С выделением нитридов алюминия связывают хрупкость швов [43, 44, 45] при сварке под флюсом сталей, успокоенных алюминием. Благоприятное влияние титана и алюминия на свойства металла швов при сварке под флюсом наблюдалось при комплексном легировании небольшими добавками [14, 70, 170].
В условиях ручной дуговой сварки наблюдается большой угар титана и алюминия, содержащихся в покрытии. В металле шва обнаруживаются незначительные количества этих элементов, при этом его свойства оказываются достаточно высокими [84, 179].
