Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 76 приведена зависимость содержания водорода от содержания алюминия в наплавленном металле. Сварка выполнялась проволокой карбонатно-флюоритного типа. Подобные зависимости получены при изучении влияния марганца, кремния и титана. Содержание водорода в наплавленном металле несколько возрастает в начальный период и затем изменяется незначительно. При этом содержание водорода увеличивается преимущественно за счет изменения доли диффузионного водорода [Н]диф.
Изменение силы тока и напряжения дуги в пределах рабочего диапазона режимов сварки проволокой карбонатно-флюоритного типа незначительно сказывается на содержании водорода в наплавленном металле. Невысокие исходные концентрации водорода в проволоке, эффективные меры борьбы с наличием его в зоне дуги обеспечивают низкое содержание водорода в сварочной ванне. В этих условиях изменение температуры и кинетических параметров плавления и переноса металла не оказывает заметного влияния на величину фиксируемого в металле содержания водорода.
Увеличение вылета электродной проволоки способствует снижению содержания водорода в металле благодаря предварительному подогреву проволоки на вылете и удалению части влаги сердечника. Органические материалы, имеющиеся в сердечнике или на поверхности проволоки, также частично разлагаются до оплавления проволоки. Увеличение вылета часто используют как технологический прием при сварке проволокой с влажным сердечником или проволокой, имеющей большой слой смазки на поверхности. Предварительный подогрев такой проволоки на вылете позволяет снизить склонность к пористости за счет снижения содержания водорода
; !
о 2 1
и!
% 0 0,2 Q4 М%
Ч
Рис. 76. Влияние алюминия на содержание водорода в наплавлен-ном металле:
1 — 1Н]сум; 2 —[Н]ост.
79
в металле. Этим приемом, однако, нельзя пользоваться при сварке проволокой рутил-органического типа, где выгорание органических материалов из сердечника проволоки на повышенном вылете нарушает газовую защиту зоны дуги.
Сварка в углекислом газе. Отсутствие газообразующих материалов в проволоке для сварки в углекислом газе создает предпосылки для получения весьма низких исходных концентраций влаги в сердечнике благодаря применению высокотемпературной прокалки. Ферросплавы и железный порошок обычно не прокаливаются и являются одними из главных поставщиков водорода в дугу. Определенное количество влаги может вносить также защитный углекислый газ. Возможность термообработки материалов и самой проволоки позволяет при сварке в углекислом газе получать низкое содержание водорода в металле шва.
Таблица 14
Содержание водорода, см3/100 г
Марка проволоки Тип сердечника Е^-1диф E^Joct E^JcyM
ПП-АН4 Рутил-флюоритный 1,2—1,4 1,3 1,1—2,4 1,7 3,0
ПП-АН9 » 2,4—2,9 2,7 1,1—2,6 1 8 4,5
ПП-АН8 Рутиловый 3,1—4,2 3,6 2,4—3,9 3,0 6,6
ПП-АН 10 » 2,2—2,9 2,5 2,0—3,1 2,5 5,0
Примечание. В числителе приведены крайние, а в знаменателе—средние значения содержания водорода.
Помимо технологических для снижения содержания водорода в металле используются и металлургические приемы, в частности введение фтористых соединений. В табл. 14 приведено типичное содержание водорода в металле, наплавленном порошковой проволокой в углекислом газе. Из приведенных данных видно, что н при рутиловом типе сердечника содержание водорода в металле наплавки невелико. В сердечнике проволоки ПП-АН10 отсутствует железный порошок.
Содержание водорода в металле, наплавленном в углекислом газе порошковой проволокой, примерно такое же, как и в металле, наплавленном электродами с фтористо-кальциевым покрытием.
На основании проведенных исследований можно рекомендовать следующие пути снижения содержания водорода в наплавленном металле:
а) при сварке самозащитной проволокой с сердечником рутил-органического типа — уменьшение содержания органических мате-
80
риалов в сердечнике; введение в сердечник проволоки минералов, содержащих кристаллизационную влагу с целью дегазации ванны путем водородного кипения; повышение содержания кислорода в наплавленном металле; ограничение силы тока; ограничение содержания в металле шва элементов, снижающих скорость десорбции водорода из ванны (кремний, углерод);
б) при сварке самозащитной проволокой с сердечником карбонатно-флюоритного типа и порошковой проволокой в углекислом газе — прокалка материалов сердечника и готовой проволоки; введение в сердечник веществ, обеспечивающих при нагреве выделение летучих фторидов; увеличение длины вылета; обезвоживание и сушка углекислого газа; очистка кромок свариваемых изделий от ржавчины, окалины и загрязнений, содержащих органические материалы и влагу; ограничение силы тока и напряжения дуги.
ГЛАВА III ПОРИСТОСТЬ ШВОВ
ПРИ СВАРКЕ ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ
7. Условия зарождения и развития пор в сварных швах
Пористость — один из наиболее распространенных дефектов сварных швов при дуговой сварке. Образование пор является следствием выделения газов из металла при кристаллизации сварочной ванны. Выделение газов происходит при снижении растворимости или протекании в жидком металле химических реакций. Для описания механизма зарождения и развития пор при сварке сталей целесообразно использовать кинетический метод.
