Ім'я файлу: Урок №1 Загальна характеристика процесів у зоні плавлення.doc
Розширення: doc
Розмір: 203кб.
Дата: 18.11.2022
скачати
Пов'язані файли:
Зміст предмету..doc
Зварювання неплавким електродом.doc
Сутність процесу наплавлення.doc
Урок №1 Вплив електричного струму на організм людини.ppt
Tema_3.doc
Облицювання раніше зведених стін.pptx
Мурування кутів в 0,5 цеглини.doc

03.10.2022

Тема: «Металургійний процеси зварювання плавленням»

Урок№1: Загальна характеристика процесів у зоні плавлення



Основна частина зварювальних робіт здійснюється зварюванням плавленням. При цьому для отримання якісного зварного з'єднання потрібно застосовувати більш складну технологію зварювання, ніж при контактному зварюванні.

При зварюванні плавленням відбувається взаємодія трьох фаз (див.

Рис. 37) - металевою, шлакової і газової.

Мал. 37. Взаємодія фаз при зварюванні плавленням Більшість цих процесів має оборотний характер. Якість зварного

з'єднання визначається:

  • хімічним складом зварюваного і присадочного металів (їх хімічну активність);

  • видом зварювання і його технологічної різновидом;

  • технологією зварювання;

  • фізико-хімічними процесами, що відбуваються в зоні плавлення.

Під зоною плавлення слід розуміти як ванну рідкого металу, так і краплі на кінці присадочного металу (електрода), а також краплі в процесі їх переходу через дугового або шлаковий (при ЕШС) проміжок.

Розглянемо схему зварювання під флюсом як найбільш характерного процесу для аналізу явищ, що відбуваються в зоні плавлення (рис. 38).



Мал.38. Схема процесу зварювання під флюсом:

а - поздовжній розріз зони плавлення; б - розподіл температур в зоні плавлення; 1 - електрод; 2 - флюс; 3 - реакційна зона; 4 - газовий міхур; 5 - оболонка з вузького шлаку; 6 - зварювальний ванна; 7 - рідкий шлак; 8 -

шлаковая кірка; 9 - метал шва; 10 - кристалізаційні шари; 11 - виріб, що зварюється; 12 - краплі електродного металу
При зварюванні джерело тепла переміщається вздовж зварювальних кромок і утворює рухливу зварювальну ванну. У передній частині ванни (лінія abc на рис. 39, а) протікає процес плавлення, а в задній частині (лінія def) - процес кристалізації. Передню частину зварної ванни називають високотемпературної, а задню (хвостову) - низькотемпературної.

Рідкий метал у зварювальній ванні знаходиться в стані безперервного руху і переміщення. Схема руху металу в ванні при дугового і газовому зварюванні представлена на рис. 39. Рух металу по лезу зростаючих кристалів, як і будь-яке обурення кристалізується металу, покращує якість металу шва. Зварювальний ванна відчуває газодинамический натиск зважаючи на вплив як потоку газу, так і електромагнітних сил (сил пинч- ефекту). Під дією цього напору рідкий метал витісняється із зони дії джерела тепла в напрямку зворотному його переміщенню. Це призводить до

утворення місцевого поглиблення в зварювальної ванні - кратера. У ряді випадків (найчастіше) газодинамический натиск на зварювальну ванну носить періодичний характер. Це призводить до того, що витіснення рідкого металу носить також хвильової, періодичний характер.



Мал. 39. Схема руху рідкого металу в зварювальній ванні:

а - вид зверху; б - поздовжній розріз;     - напрямок росту головних осей дендритів
При наявності шлаковой фази по поверхні рухається до хвостової частини зварювальної ванни хвилі рідкого металу переміщається шар рідкого шлаку. Так як шлак легше металу, то швидкість його руху більше, ніж у рідкого металу. Шлак як би омиває поверхню зварювальної ванни, захоплюючи з неї неметалеві включення.

Залежно від режиму зварювання, геометричних розмірів деталей, що зварюються час перебування металу в зварювальній ванні коливається в широкому діапазоні - від секунд до хвилини. Час же перебування розплавленої краплі на кінці електрода становить від сотої частки секунди до секунди.

Для розгляду процесів, що протікають в зварювальної ванні, необхідно знати характер розподілу в ній температури. При дугового зварювання розподіл температури в зварювальної ванні нерівномірне. Передня ділянка ванни, що знаходиться під дією джерела тепла (дуги), нагрівається при зварюванні сталей до температур 23002500 0С. Хвостовий ділянку

зварювальної ванни має температуру близьку до температури плавлення металу. Середня температура зварювальної ванни при дугового зварювання сталей становить 1770100 0С. Таким чином, при дугового зварювання рідкий метал в зоні плавлення зазнає значних змін температури - нагрівання від температури плавлення до максимальної температури, потім охолодження до температури кристалізації.

При газовому зварюванні сталей температура зварювальної ванни складає приблизно 1650 0С. При газовому зварюванні і зварці неплавким електродом з присадкою температура ванни і контактує ділянки присадки приблизно однакова.

Температурний режим зварювальної ванни (підйом температури до максимальної і подальший спад) призводить до того, що в різних її ділянках поряд з процесами одного напрямку можуть протікати взаємно-зворотні процеси, наприклад, адсорбція рідким металом газів і десорбція, відновлення деяких елементів з флюсу (шлаку ) і їх окислення, випаровування окремих складових рідкого металу і подальша їх конденсація.

Найбільш інтенсивно процеси взаємодії металу з контактуючими фазами (газової або шлакової) протікають в високотемпературних ділянках зварювальної ванни (при плавленні електрода, перехід краплі через дугового проміжок або шлак і в передній частині ванни). Це пояснюється найбільшим числом активованих молекул в даних областях. Цю частину зони плавленням називають реакційної зоною (див. Поз. 3 на рис. 38). У міру спаду температури процеси взаємодії загасають або (через зсув рівноваги) починає протікати в зворотному напрямку. Однак швидкість протікання зворотних процесів в низькотемпературної частини зварювальної ванни значно менше в порівнянні зі швидкостями прямих процесів в найбільш її гарячої частини.

При зварюванні плавленням протікає складний комплекс фізико- хімічних процесів шляхом взаємодії газової та шлакової фаз з рідким металом. Найважливішими процесами є реакції окислення, розкислення, легування та рафінування металу. Ступінь розвитку цих процесів визначається багатьма факторами - природою джерела тепла, складом взаємодіючих фаз, поверхнею їх взаємного контакту, умовами перенесення реагуючих матеріалів до місця контакту фаз, часом перебування металу в зоні плавлення і т.д.

В процесі перенесення металу з електрода в зварювальну ванну краплі і пари металу, нагріті до високої температури, взаємодіють з рідким шлаком і газовою фазою. Висока температура дуги сприяє інтенсивному протіканню реакцій між металом і газом, а також випаровуванню. Тому в дуговому проміжку завжди є якась кількість парів металу.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас