Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Фрумин И.И. -> "Сварка порошковой проволокой" -> 32

Сварка порошковой проволокой - Фрумин И.И.

Фрумин И.И. Сварка порошковой проволокой — Киев, 1972. — 215 c.
Скачать (прямая ссылка): svarkaporoshkovoyprovolokoy1972.djvu
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 83 >> Следующая

Термодинамические расчеты. Для приближенной термодинамической оценки вероятности образования пузырьков используется неравенство
где р—сумма парциальных давлений газов, могущих выделиться при кристаллизации; /?внд— внешнее давление.
Внешнее давление складывается из атмосферного давления, металлостатического, шлакостатического и давления поверхностной пленки металла. Учитывая небольшие величины металлостатического и шлакостатического давления для условий сварочной ванны (менее 0,1 атм), а также большую возможность образования зародышей на границе раздела фаз (границы кристаллов металла, шлаковые включения и др.), обычно полагают, что вероятность возникновения пористости существует, если давление выделения Рвыд б°льше 1 атм [88,91]. При термодинамических расчетах определяют скрытое давление газов в металле сварочной ванны, представляющее собой сумму парциальных давлений газов, выделяющихся из ванны в результате протекания всех возможных реакций в условиях равновесия.
Скрытые парциальные давления газов, выделяющихся при кристаллизации, можно приближенно определить из уравнений:
(56)
(57)
87
где [Н] — содержание водорода в металле, %; SH — растворимость водорода в железе при температуре плавления, Sh = 0,0027%;
(58)
где IN] — содержание азота в металле, %; SN — растворимость азота в железе при температуре плавления, SN= 0,040%.
где [С] и [О] — концентрации углерода и кислорода в железе, %; Ксо — равновесная константа реакций окисления углерода при Т~ — 1810°К, Ксо = 437; /с, fQ — коэффициенты активности углерода и кислорода.
При расчетах количество растворенного кислорода обычно принимают равным [93]
Приближенные термодинамические расчеты по приведенной схеме позволяют в определенной мере оценить вероятность возникновения пор в металле и выявить роль отдельных газов в возникновении пористости по результатам химического и газового анализов металла шва. Поскольку условия кристаллизации сварочной ванны далеки от равновесных, то приведенный выше расчет дает лишь качественную картину. Для получения более точных сведений необходим учет кинетических факторов.
Из газов, способствующих возникновению пористости металла, наиболее диффузионно подвижным является водород, поэтому его роль в возникновении пористости при наличии условий, по-видимому, является ведущей. В то же время реакция окисления углерода может вызывать пористость лишь при весьма высоких концентрациях кислорода в металле, поскольку углерод и кислород диффундируют со значительно меньшими скоростями, чем водород.
Важную роль в возникновении и развитии газовых пузырьков играют поверхностно-активные элементы. Блокируя межфазную поверхность жидкий металл — газ, они замедляют десорбцию газа и способствуют перенасыщению металла ванны газами, особенно в холодной ее части, в момент времени, непосредственно предшествующий затвердеванию металла. В таком направлении действуют, в частности,- углерод и кремний.
Скорость роста пузырьков, как указывалось выше, определяется степенью перенасыщения металла сварочной ванны газами и кинетикой их десорбции в зародыши. При наличии поверхностно-активных элементов скорость десорбции газов невелика, развитие пузырька происходит в объеме вязкого металла, в котором скорость всплывания пузырька понижена. В этих условиях часто образуются наружные поры — свищи.
Рсо ~~ -[Ol-Wc-fo-
(59)
fO]D = 0,15 [0]общ.
(60)
88
Образование же мельчайших пор у линии сплавления наиболее вероятно в случаях локального перенасыщения жидкого металла у фронта кристаллизации в момент остановки и в местах с наибольшей длительностью остановок.
8. Пористость швов при сварке проволокой различных типов
Сварка проволокой рутил-органического типа. Повышение содержания кремния в стали, введение в проволоку активных рас-кислителей, увеличение силы тока, вылета электрода — факторы, способствующие появлению пористости при сварке проволокой с рутил-органическим сердечником. Увлажнение материалов сердечника, ржавчина и окалина на поверхности металла не вызывают пористости.
В проволоке рутил-органического типа насыщение металла азотом в основном ограничивают органические материалы. Увеличение доли крахмала в сердечнике позволяет снизить содержание в металле азота и кислорода, поступающих из атмосферы. Однако введение больших количеств органики в сердечник приводит к неравномерному плавлению и ухудшению сварочно-технологических свойств и, кроме того, оно малоэффективно с точки зрения дальнейшего снижения содержания азота.
Зависимость химического состава металла шва и содержания газов в металле наплавки от количества крахмала в проволоке ПП-АН1 иллюстрируется данными, приведенными в табл. 16 (/св= = 240—250 а, обратная полярность, усв= 16 м.!ч). Как следует из таблицы и расчетов, произведение [С] • [0]р во всех исследованных случаях ниже равновесного, равного 0,0023 при 1550° С. Из этого можно сделать вывод о том, что окисление углерода в ванне не получает существенного развития и не может служить скрытой причиной пористости швов. Данные, полученные в результате
Предыдущая << 1 .. 26 27 28 29 30 31 < 32 > 33 34 35 36 37 38 .. 83 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed