Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
Авторы выражают глубокую благодарность академику Б. Е. Па-тону за помощь и постоянный интерес к работе, а также доктору технических иаук И. И. Фрумину за ценные советы и замечания, сделанные при рецензировании книги.
ГЛАВА I
ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ НАГРЕВЕ И ПЛАВЛЕНИИ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКИ
1. Общие сведения
Сущность способа сварки порошковой проволокой. Порошковая проволока представляет собой непрерывный электрод трубчатой или другой, более сложной конструкции с порошкообразным наполнителем — сердечником. Сердечник состоит из смеси минералов, руд, ферросплавов металлических порошков, химикатов и других материалов. Назначение азличных составляющих сердечника подобно назначению электродных покрытий — защита расплавленного металла от вредного влияния воздуха, раскисление, легирование металла, связывание азота в стойкие нитриды, стабилизация дугового разряда и др. Составляющие сердечника должны, кроме того, удовлетворять общепринятым требованиям, предъявляемым ко всем сварочным материалам: обеспечивать хорошее формирование швов, легкую отделимость шлаковой корки, провар основного металла, минимальное разбрызгивание металла, отсутствие пор, трещин, шлаковых включений и других дефектов, определенные механические свойства швов и сварных соединений и т. д.
Порошковые проволоки используются для сварки без дополнительной защиты зоны сварки, а также для сварки в защитных газах, под флюсом, электрошлаковой. Проволоки, используемые для сварки без дополнительной защиты, называются самозащитными. Входящие в состав сердечника таких проволок материалы при нагреве и расплавлении в дуге создают необходимую шлаковую и газовую защиту расплавленного металла. В настоящее время наибольшее распространение получили порошковые проволоки для сварки в углекислом газе и самозащитные порошковые проволоки.
В зависимости от диаметра и состава порошковой проволоки сварка может осуществляться во всех трех пространственных положениях.
Схема процесса сварки самозащитной порошковой проволокой со свободным формированием шва приведена на рис. 1. Электрическая дуга возбуждается между оболочкой 1 порошковой проволоки и основным металлом 10. За счет тепла, выделяемого в дуге, плавятся оболочка и сердечник 2 проволоки. Расплавившийся металл оболочки и сердечника образует на торце проволоки капли 3, ко-
7
торые растут и перенос тся в сварочную ванну 5. При расплавлении минералов, руд и химикатов, входящих в состав сердечника, образуется шлак 6, покрывающий тонким слоем капли и сварочную ванну. Дуга 4 горит между каплей или оболочкой и сварочной ванной. При разложении карбонатов и органических материалов сердечника' выделяются газы 9, которые защищают расплавленный металл от воздуха. Проволока по мере оплавления автоматически
направление
Рис. 1. Схема процесса сварки самоза- Рис. 2. Схема процесса сварки по-щнтной порошковой проволокой. рошковой проволокой в углекис-
лом газе:
1 — проволока; 2 — токоподвод; 3 — сопло; 4 — углекислый газ.
подается в зону сварки. При удалении дуги жидкий металл сварочной ванны кристаллизуется, образуя сварной шов 7, покрытый слоем затвердевшего шлака 8.
Схема процесса сварки пЬрошковой проволокой в защитном газе приведена на рис. 2.
Порошковая проволока может использоваться такж для сварки с принудительным формированием (рис. 3).
Классификация сварочных порошковых проволок. Порошковые проволоки могут быть классифицированы по назначению, способу защиты металла от влияния воздуха, типу сердечника, механическим свойствам металла шва.
Назначение проволоки определяется классом свариваемого металла. Порошковые проволоки применяются для сварки малоуглеродистых и низколегированных конструкционных сталей, легированных сталей, чугуна, цветных металлов и сплавов. Наиболее широкое распространение получили проволоки для сварки малоуглеродистых и низколегированных сталей. Рассмотрению свойств этих проволок и особенностей сварки посвящена, в основном, настоящая монография.
По способу защиты пор шковые проволоки делятся на два вида: 1) самозащитные; 2) для сварки с дополнительной защитой газом или флюсом.
8
В зависимости от состава сердечника проволоки, применяющиеся в нашей стране, можно разделить на пять типов — рутил-орга- * нические, рутиловые, карбонатно-флюоритные, рутил-флюоритные, флюоритные.
Сердечник проволоки рутил-органического типа состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, гранит и др.)- В качестве раскислителей используется ферромарганец, а газообразующими материалами служат крахмал или целлюлоза. Проволоки с сердечником рутил-органического типа используются как самозащитные.
В состав сердечника проволок рутилового типа входят в основном ру-тиловый концентрат, алюмосиликаты и руды. Раскислителями служат ферромарганец, ферросилиций, ферротитан, ферроалюминий. Проволоки с сердечником рутилового типа используются с дополнительной защитой углекислым газом.
В сердечник проволоки карбонат-но-флюоритного типа вводят в качестве газообразующих материалов карбонаты кальция, магния, натрия.
