Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
В порошковой проволоке защитные материалы расположены внутри стальной оболочки. Приближение к форме электрода достигается изменением конструкции проволоки, заключающемся во вводе в сердечник части металла оболочки [107]. Это подтверждается результатами сравнения эффективности защиты металла при сварке электродными материалами различных конструкций идентичного состава [111]. Конструкции сравниваемых материалов приведены на рис. 68, а их составы — в табл. 11. Помимо сварки открытой дугой выполнялась также сварка в углекислом газе. Проволока для сварки в углекислом газе не содержала карбонатов.
М.М.%
0.04
о.оз
0,02
0.01
о
Рис. 67. Влияние состава газошлакообразующей части и напряжения дуги на содержания азота и кислорода в наплавленном металле: 1— ?/д = 27 в; 2 — Уд=25 в.
20 40 60 т Иа.гл,
69
Для сохранения неизменным состава шлака в сердечник этой проволоки вводили соответствующие карбонату основные окислы. Сварку в углекислом газе выполняли при двух установленных расходах газа. Первый соответствовал выходу С02 при полной диссоциации карбоната (для данной скорости подачи проволоки), второй — удвоенному выходу газа.
Рис. 68. Сечения испытуемых электродных материалов: а — непрерывный покрытый электрод; б — порошковая проволока труб* чатой конструкции; в — порошковая проволока двухслойной конструкции.
Выход углекислого газа при диссоциации карбонатов для приведенных примеров был принят по данным термогравиометрического анализа карбонатов.
В металле, наплавленном указанными материалами (сварка выполнялась при постоянном токе обратной полярности), фиксировали содержание азота при различных значениях напряжения дуги (рис. 69).
Повышение напряжения дуги во всех исследуемых случаях приводило к увеличению содержания азота в наплавленном металле вплоть до некоторой критической величины, соответствующей максимальному значению диапазона рабочих напряжений для выбран-
Таблица 11
Составляющие' электродного материала Электроды с наружным покрытием Трубчатая порошковая проволока Двухслойная порош-ковая проволока
Сварка на воздухе Сварка в СОг Сварка на воздухе Сварка в С02
Металлическая основа (проволока, лента) 70,5 69,0 69,8 69,2 69,8
Мрамор 2,2 2,3 —• 2,3 —
Перовскит — — 3,1 — 3,1
Флюоритовый концентрат 4,2 4,3 4,8 4,4 4,8
Рутиловый концентрат 5,3 5,4 3,0 5,5 3,0
Сода кальцинированная 1,6 1,7 — 1,7 —
Натриевая силикатная глыба 3,4 3,3 3,8 3,3 3,8
Ферромарганец 1,3 1,4 1,5 1,4 1,5
Ферросилиций 0,9 1,0 1,0 1,0 1,0
Железный порошок 10,6 11,6 13,0 11,2 13,0
70
ного тока. Величина «критического» содержания азота, превышение которого связано с появлением пористости в швах для сравниваемых материалов, близка к величине растворимости азота в жидком железе при температуре плавления и давлении азота Pn2= 1 атм и составляет 0,040% . При использовании двухслойной конструкции проволоки можно получить низкие концентрации азота в металле в широком диапазоне напряжений (низкие концентрации азота
Рис. 69. Влияние конструкции проволоки и напряжения дуги на содержание азота в наплавленном металле (шлаковая система СаО— CaF2—ТЮ2—Si02—R20):
/ — трубчатая проволока; 2— двухслой* ная самозащитиая проволока; 3 — двух* слойная проволока; сварка в углекио лом газе; 4 — непрерывный покрытый электрод.
Рис. 70. Влияние количества защитных материалов на содержание азота в наплавленном металле:
/ — трубчатая проволока; 2 — проволока двухслойной конструкции.
при сварке в С02 были получены лишь при удвоенном по сравнению с расчетным расходом газа), а также увеличить долю защитных материалов в сердечнике без опасения нарушить равномерность плавления сердечника и оболочки. На рис. 70 приведены кривые зависимости содержания азота в наплавленном металле от количества защитных материалов Q3 в проволоках трубчатой и двухслойной конструкций идентичного состава. Для проволоки двухслойной конструкции увеличение количества защитных материалов до 17% вызывает снижение содержания азота в наплавленном металле. Технологические свойства проволоки сохраняются на высоком уровне. В проволоке трубчатой конструкции при введении такого количества защитных материалов в сердечник скорость плавления его недопустимо отстает от скорости плавления оболочки.
На основании результатов исследований можно рекомендовать следующие пути снижения содержания азота в металле, наплавленном самозащитной порошковой проволокой:
снижение температурного диапазона плавления шлакообразующих составляющих сердечника благодаря применению легкоплавких композиций и введению металлических порошков;
расширение температурного диапазона диссоциации карбонатов сердечника;
71
разделение сердечника оболочкой; увеличение доли металла, находящегося внутри сердечника, благодаря применению специальных конструкций проволоки, в частности двухслойной.
Легирование порошковой проволоки трубчатой конструкции большими количествами титана и алюминия позволяет связать азот в прочные нитриды и предупредить пористость швов; эти нитриды, как правило, оставаясь в металле шва, способствуют его упрочнению и снижению пластичности.
