Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
Рассмотренные материалы показывают, что компенсация несовершенства защиты расплавленного металла от азота с помощью активных нитридобразователей ограничена определенными концентрациями этих элементов.
Во всех случаях следует стремиться к снижению содержания азота в металле шва для получения благоприятных показателей механических свойств.
Эффективность защиты металла от влияния азота. Содержание азота в металле шва принято считать показателем эффективности защиты металла от вредного влияния воздуха. При сварке открытой дугой эффективность защиты оценивают также по возможности удлинения дуги или по диапазону напряжений сварки, в пределах которого отсутствует пористость. Для проволоки с малым диапазоном рабочих напряжений требуются исключительно высокая стабилизация рабочего напряжения дуги, применение специальных источников питания и механизмов подачи. Поэтому можно считать, что эффективная защита, обеспечивающая снижение содержания азота в металле, во многом определяет технологические возможности порошковой проволоки и ее пригодность к производственному применению.
При сварке самозащитной порошковой проволокой открытой дугой защита расплавленного металла газошлаковая.
В связи с тем, что количество вводимых в сердечник проволоки неметаллических материалов ограничено, для создания надежной защиты металла стремятся использовать газообразующие мате-
5*
67
риалы, при разложении которых выделяются большие объемы газов. В проволоке рутил-органического типа обычно применяют органические материалы, в проволоке карбонатно-флюоритного типа — карбонаты и фториды.
Несмотря на различие химического состава, физических свойств, а также состава выделяющихся при разложении газов, характер влияния количества вводимых в проволоку газообразующих на
ш%
0,03
0,02
.0.0/
\0 V
КЗ VI
^npuS'/0
Рис. 65. Влияние газообразующих материалов в проволоке на содержание азота в наплавленном металле;
/ — крахмал; 2 — мрамор (шлаковая система CaO—CaFj—SlOs); 3— мрамор {шлаковая система СаСОз—CaF2—AbCU.
м,%
0,04 0.03 0,02 0,01
— Е 'Порист ость
1 > XI
*
23
24
2S
U,13
Рис. 66. Влияние напряжения дуги (трубчатая проволока) на содержание азота в наплавленном металле:
1 — 2,2% карбоната в проволоке; 2 — 4,5% карбоната в проволоке.
содержание азота в металле шва для проволоки с органическими веществами и проволоки с карбонатами в сердечнике один и тот же.
На рис. 65 представлена зависимость содержания азота в наплавленном металле от количества газообразующих для некоторых опытных проволок. В качестве приведенных количеств Qnpm> газообразующих взяты доли этих материалов в проволоке, идущие на образование защитной атмосферы. Увеличение количества газообразующих материалов выше определенного предела приводит к чрезмерному разбрызгиванию электродного металла и к нарушению стабильности процесса сварки. Аналогичным образом влияет и увеличение общего количества защитных материалов при сохранении одинаковой доли газообразующего в составе защитной части сердечника.
Удлинение дуги, как было показано выше, предотвращает попадание нерасплавившихся частиц сердечника в сварочную ванну при большом содержании защитных материалов, однако чрезмерное удлинение дуги приводит к ухудшению защиты расплавленного металла, повышенной абсорбции азота и образованию пористости. На рис. 66 представлена зависимость содержания азота в наплавленном металле от напряжения на дуге для проволоки с различным содержанием карбоната. Превышение некоторого предельного напряжения приводит к возникновению пористости, причем у про-
68
волоки с большим содержанием карбоната это напряжение выше. Это свидетельствует о том, что при сварке открытой дугой в атмосфере воздуха, где имеются условия для повышенной абсорбции азота, увеличение доли защитных материалов в сердечнике не всегда является достаточным средством для получения порошковой проволоки с хорошими защитными свойствами и широким диапазоном рабочих напряжений.
Уменьшить содержание азота в металле шва можно путем рационального выбора состава газошлакообразующей части сердечника проволоки. При сварке порошковой проволокой, содержащей в сердечнике карбонаты кальция и натрия, минимальное содержание азота наблюдается при определенном соотношении карбонатов в смеси (рис. 67). Снижение содержания азота (сплошные линии) связано с расширением температурного диапазона выделения углекислого газа при диссоциации карбонатов, а также с образованием шлакового расплава из сердечника проволоки при более низких температурах. Изменение содержания кислорода (штриховые линии) незначительно.
Улучшить защиту металла от воздуха можно разделением сердечника оболочкой. Помимо улучшения защиты, это, как указывалось выше, будет способствовать ликвидации отставания плавления сердечника от плавления оболочки.
В обеспечении низкого содержания азота в металле существенную роль играет характер расположения защитных материалов по отношению к электродному металлу. В электродах из торца втулки покрытия выделяется поток газов, который вместе с оплавляющимся шлаком создает «барьер» между воздухом и зоной оплавления стержня.
