www.chms.ru - вывоз мусора в Жуковском
Читаемые статьи

Читаемые книги

Ссылки


Главная >  Процесс соединения металлических деталей 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

Если взаимодействовать с кислородом могут несколько элементов, как это имеет место в сварочной ванне, то в первую очередь окислению подвергаются те элементы, которЬ(1е обладают наибольшим химическим сродством к кислороду. По мере окисления этих элементов концентрация их в зоне реакции уменьшается и скорость окисления замедляется; тогда начинают более интенсивно окисляться другие элементы, обладающие меньшим сродством к кислороду. Постепенно процесс окисления охватывает все новые и новые элементы и протекает до тех пор, пока концентрация всех элементов в жидком металле не будет соответствовать равновесной. То же имеет место и при обратном процессе-раскислении.

Если элементы, наиболее часто применяемые в качестве рас-кислителей при сварке, расположить по признаку уменьшения ик химической активности к кислороду, то получим следующий ряд: алюминий (обладает наибольшим сродством к кислороду), титан, ванадий, кремний, углерод, марганец и хром.

Эти элементы поступают в сварочную ванну из присадочного металла, покрытия электрода или флюса и вступают в химическое взаимодействие с окислами металла. В качестве веществ, содержащих раскислители, применяют ферросплавы - фэрромарганец, ферросилиций, ферротитан и др.

Ферросплавы вводятся в состав электродного покрытия или флюса и при их расплавлении почти полностью переходят в шлак. При этом входящие в них элементы окисляются, отнимая кислород у окислов железа. Вновь образовав лиеся окислы элементов - раскис-лителей в большей своей части остаются в шлаках, покрывающих металл шва, и после сварки удаляются вместе с ними.

Рассмотрим некоторые наиболее типичные реакции раскисления. Раскисление кремнием и марганцем происходит по реакциям:

2 FeO + SiexSiO , + 2 Fe ex; FeOex + Mn ei=f3=MaOu -f Feex-

Образующиеся при этом окись кремния и закись марганца плохо растворимы в жидком металле и переходят в шлак. Закиси железа и марганца по своим химическим свойствам являются основаниями и могут вступать в реакцию с кислотными окислами, образуя соединения типа 2FeO- SiOa; 2MnO- SiOj (силикаты) и 2FeO TiOg (титанаты). Эти соединения почти не растворимы в жидком металле и полностью остаются в слое шлака.

Окислы по своим химическим свойствам могут быть кислые и основные. К кислым окислам относятся окись кремни ч (ЗЮ) и двуокись титана (ТЮ. К основным окислач относятся окись кальция (СаО), закись железа (FeO), закись марганца (МпО), окись натрия (Najj), окись калия (KjO) и окись магния (MgO).

Если в шлаках, образующихся при сварке, преобладают кислые окислы, то такие шлаки, а также образующие их покрытия и флю-



сы называются кислыми. Преобладание в шлаке основных окислов, наоборот, придает ему химические свойства основания. Соответственно, электродные покрытия и флюсы, дающие основные шлаки, называются основными.

При сварке электродами с кислыми покрьпгиями процесс раскисления протекает также за счет углерода, содержащегося в металле сварочной ванны и ферросплавах, вводимых в покрытие обычно в ввде ферромарганца.

Реакция раскисления углеродом протекает так:

Образовавшаяся газообразная окись углерода (СО) не растворяется в жидком металле и выделяется из него в атмосферу, что вызывает сильное кипение сварочной ванны. Поэтому кислые покрытия иногда называют кипящими.

При высоких температурах сварочной ванны, содержащиеся в шлаках окись кремния SiOj и закись марганца МпО вступают в реакцию с железом сварочной ванны. Зги реакции протекают на границе раздела жидкого шлака и жидкого металла последующей схеме:

(SiO,) + 2 [Fe]-2 (FeO) + [Si];

шлак металл шлак кеталл

[FeO]

металл .

(МпО) + [Fe]-*(FeO) + [Мп];

шлак металл шлак металл

[FeO]

металл

С повышением температуры сварочной ванны скорость и полнота протекания этих реакций увеличиваются. Как видно из схемы, образующаяся закись железа FeO растворяется в жидком металле. При последующем остывании металла шва находящаяся в нем закись железа вступает в реакцию с другими элементами, содержащимися в расплавленном металле, такими, как Si, Сг, Мп, образуя чистое железо и окислы этих элементов, которые могут оставаться в металле шва. Поэтому при сварке сталей, содержащих повышенное количество кремния, хрома и марганца, не рекомендуется поль-воваться покрытиями или флюсами с высоким содержанием окислов кремния и марганца, так как при этом увеличивается содержание кислорода в металле шва, снижающего его ударную вязкость. Основные электродные покрытия и флюсы дают и основные шлаки, содержащие преимущественно окись кальция (СаО), которая не отнимает кислород от окислов металлов. Поэтому в покрытия основного типа для раскисления наплавленного металла вводятся ферросплавы! ферросилиций или ферротитан. В электродных покрытиях этого типа основными реакциями раскисления будут:



раскисление кремнием 2 FeO Si SiOg -\- 2 Fe; раскисление титаном 2 FeO -\- Ti :Ti02-j- 2 Fe.

Эти реакции протекают без газообразования и сварочная ванна остается спокойной. Поэтому покрытия основного характера называют также спокойными. Основные электродные покрытия дают наплавленный металл с высокими механическими свойствами.

В результате происходящих в сварочной ванне реакций раскисления содержание кремния и марганца в металле шва несколько увеличивается, например кремния до 0,1-,3%, марганца до 0,7-1% и более.

Выше указывалось, что алюминий обладает большим сродством к кислороду. Однако окись алюминия (AlgOg) не растворима в жидком металле и медленно переходит в шлак. Кроме того, алюминий способствует окислению углерода, что вызывает пористость шва. По этим причинам алюминий как раскислитель при сварке стали почти не применяется.

Углерод в тех концентрациях, какие встречаются в сварных швах стали, является менее активным раскислителем, чем кремний. С кислородом окислов углерод взаимодействует, главным образом, в момент расплавления электрода и только в зоне наиболее высоких температур сварочной ванны. Раскисление же марганцем и кремнием происходит при более низких температурах и протекает вплоть до начала кристаллизации металла шва.

Если кремния в металле шва недостаточно, то раскисление может происходить преимущественно за счет углерода с образованием СО, избыточное количество которой не успевает выделиться из твердеющего металла и остается в нем, образуя газовые поры. Поэтому для получения плотного беспористого шва необходимо подавлять реакцию окисления углерода повышением содержания кремния в металле сварочной ванны до 0,2-0,3%. При понижении содержания кремния в металле шва до 0,12% и ниже неизбежно образование большого количества пор.

Азот поглощается расплавленным металлом из окружающего воздуха. Под действием высоких температур сварочной дуги азот частично переходит в атомарное состояние и растворяется в жидком металле. В процессе охлаждения азот выделяется из раствора и, взаимодействуя с металлом и его окислами, образует химические соединения, называемые нитридами - FeN; FeJ<i; MnN; SiN. Нитриды в стали повышают ее прочность и твердость, но сильно уменьшают пластичность. Поэтому азот является вредной примесью в наплавленном металле.

Наибольшее насьш],ение металла азотом дает дуговая сварка длинной дугой и голыми электродами, наименьшее - газовая. При сварке непокрытыми электродами содержание азота в металле шва может достигать 0,12-&,2%.. -С увеличением тока содержание азота в наплавленном металле уменьшается. Увеличение содержания



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 [ 18 ] 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


Чем хороши многотопливные котлы?



Нетрадиционное отопление



Детище отечественной Оборонки



Что такое автономное индивидуальное отопление?



Использование тепловых насосов



Эффективное теплоснабжение для больших помещений



Когда удобно применять теплые полы
© 1998 - 2018 www.300mm.ru.
При копировании материала обязательно наличие обратных ссылок.
Яндекс.Метрика