Горлов О. К. Фізико-хімічні основи технологічних процесів. Зварювання: навч посібник / О. К. Горлов, Є. П. Рогачов, С. М. Лашко


НазваГорлов О. К. Фізико-хімічні основи технологічних процесів. Зварювання: навч посібник / О. К. Горлов, Є. П. Рогачов, С. М. Лашко
Сторінка6/16
Дата16.07.2013
Розмір1.18 Mb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Фізика > Документи
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

МЕТАЛУРГІЙНІ ПРОЦЕСИ ПРИ ЗВАРЮВАННІ
ПЛАВЛЕННЯМ


Під терміном «металургійні процеси» розуміють високотемпературні явища взаємодії фаз, які супроводжують одержання металу.

Це процеси розплавлення й затвердіння металу, при яких відбувається зміна його хімічного складу й кристалічної будови, перехід з однієї фази в іншу. Ці процеси можуть бути реакціями переходу, заміщення й розподілу елементів між фазами.

Процеси зварювання плавленням обов'язково містять фазу нагрівання основного й присадного металів до їхнього розплавлення з наступним охолодженням і затвердінням. У зв'язку з цим взаємодія фаз спершу йде в умовах підвищення, а потім зниження температури. Ця взаємодія може бути ендотермічною, що проходить з поглинанням теплоти, або екзотермічною, що супроводжується виділенням теплоти. Підвищення температури підсилює ендотермічні процеси й послабляє екзотермічні. При зниженні температури відбувається протилежний процес.

При сталих умовах (температура, тиск та ін.) реакції взаємодії фаз із часом прагнуть досягти рівноважного стану, при якому швидкості проходження цих реакцій в одному напрямку дорівнюють швидкостям їхнього проходження в протилежному. Рівновага реакцій взаємодії фаз залежить від температури. Через те, що температура в зоні зварювання постійно змінюється, реакції взаємодії фаз можуть змінювати як напрямок свого проходження, так і стан фаз. При цьому рівновага між реагуючими речовинами, як правило, не встигає встановлюватися.
    1. Особливості металургійних процесів при зварюванні

плавленням


Зварювання також є металургійним процесом, але відрізняється від інших подібних процесів такими особливостями:

– відбувається при високій температурі нагрівання;

– здійснюється з великою швидкістю;

– характеризується дуже малими обсягами нагрітого й розплавленого металу;

– при зварюванні тепло швидко відводиться від розплавленого металу зварювальної ванни в прилеглі до неї зони твердого основного металу;

– на розплавлений метал у зоні зварювання інтенсивно впливають гази й шлаки, що його оточують;

– у ряді випадків для утворення металу шва використовується присадний метал, хімічний склад якого може значно відрізнятися від складу основного металу;

- у зварювальній ванні розплавлений метал енергійно безперервно фізично й хімічно взаємодіє з навколишнім середовищем, захисною газовою атмосферою, шлаками, основним металом.
    1. Хімічний склад металу шва


Метал шва в загальному випадку при зварюванні електродом, що плавиться, або застосуванні металевих присадок (дроту, порошку й ін.) утвориться в результаті перемішування у ванні основного і електродного (присадного) металів.

Частку основного металу у шві, що залежить від виду з'єднання (з обробленням і без нього), типу й режиму зварювання, можна визначити з відношення площі F0, зайнятої основним металом у поперечному перетині шва, до всієї його площі F0 + Fел (рис. 4).

П
Рисунок 4 – Площі проплавлення F0 і наплавлення Fел для різних типів зварних з’єднань

ри ручному дуговому зварюванні покритим електродом частка основного металу у шві становить: 0,15…0,40 – при наплавленні валиків; 0,25…0,50 – при зварюванні кореневих швів; 0,25…0,60 – при зварюванні під флюсом.

Хімічний склад металу шва і його властивості залежать від складу й частки участі у формуванні шва основного й електродного (присадного) металів, а також реакцій, що відбуваються в процесі зварювання. На хід та інтенсивність цих реакцій впливають, головним чином, навколишнє середовище, ступінь захисту розплавленого металу від повітря, склад навколишніх газів і шлаків, режим зварювання.

За відсутності хімічних реакцій у зоні зварювання кількість будь-якого елемента в металі шва (Mш) може бути знайдена за формулою

Мш = М0 + Мел(1-),

де М0, Мел – вихідний вміст елемента в основному і електродному металі; – частка основного металу.

У випадку хімічних реакцій розплавленого металу з газами, покриттями, шлаковою ванною склад металу шва визначають з урахуванням коефіцієнтів переходу, що показують, яка частка металу, що міститься в електродному дроті, переходить в метал шва:

Мш = М0 + nМел(1-),

де n – коефіцієнт переходу, він змінюється в широких межах (0,3…0,95) залежно від хімічної активності елемента, виду зварювання, технології зварювання й ін.

Хімічні реакції взаємодії розплавленого металу з газами при застосуванні певних засобів захисту називають зварювальними металургійними реакціями.

Таблиця 2 – Коефіцієнт переходу деяких елементів при різноманітних засобах зварювання

Вид дугового

зварювання

Легуючі елементи

С

Mn

Si

Cr

Зварювання без захисту:

дріт марки Св 08А;

дріт марки Св 18ХГСА


0,3...0,4

0,29...0,34


0,39...0,56

0,63...0,69



0,5...0,87



0,9...0,95

Зварювання в середовищі СО2:

дріт марки Св 12Х19Н9Т

дріт марки Св 18ХГСА



0,8



0,78

0,8



0,78

0,81



0,94

0,94

Зварювання в середовищі Ar + 5%O2:

дріт марки Св 18ХГСА

дріт марки Св 10ГС



0,6

0,59



0,69

0,41



0,71

0,32



0,92

Зварювання електродами марки УОНИ 13/45





0,45...0,55


0,14...0,27





Виділяють дві основні зони або стадії взаємодії розплавленого металу з газами й шлаками: торець електрода з краплями, що утворюються на ньому, і зварювальну ванну. Повнота металургійних реакцій залежить від температури, часу взаємодії, стану (площі) й концентрації реагуючих речовин. Характерні умови металургійних реакцій при зварюванні, як і при кристалізації, – висока температура нагрівання, відносно малий обсяг металу, який розплавляють, короткочасність процесу.

Середня температура крапель електродного металу, що надходять у ванну, зростає зі збільшенням щільності струму й становить при зварюванні сталей від 2200 до 2700 °С, тобто характеризується значним перегрівом. Температура зварювальної ванни при дуговому зварюванні також характеризується значним перевищенням температури плавлення, перегрів становить 100…500 °С. Висока температура сприяє значній швидкості реакцій завдяки високій швидкості охолодження.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   16

Схожі:

Проектування технологічних процесів обробки деталей механічних засобів
МОДУЛЬ ЗАГАЛЬНІ ПРИНЦИПИ ПРОЕКТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У МАШИНОБУДУВАННІ
Колесніченко Л. А., Борисенко Л. Л. К 60 Основи психології та педагогіки:...
К 60 Основи психології та педагогіки: Навч метод посібник для самост вивч дисц. — К.: КНЕУ, 2002. — 157 с
Конспект лекцій з курсу “ Системно-структурне моделювання технологічних...
Конспект лекцій з курсу “Системно-структурне моделювання технологічних процесів” / Укладач П. В. Кушніров. – Суми: Вид-во СумДУ,...
МОДУЛЬ ВСТУП. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІВОДИ. ГІДРОЛОГІЯ РІЧОК Блок...
Гідрологія – наука про природні води, їх властивості та явища і процеси, що в них відбуваються, а також закономірності розвитку цих...
ПРАВОВІ ОСНОВИ ДОКУМЕНТОЗНАВЧОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Правові основи документознавчої діяльності /Д. О. Готило, С. Ф. Гуцу, В. М. Петрук – Навч посібник для студентів гуманітарного факультету...
Сутність процесу електроконтактного точкового зварювання
Мета роботи: вивчити технологічний процес електроконтактного точкового зварювання; визначити його відмінності; ознайомитися з будовою...
1 Держава, право та Конституція України
Основи конституційного права і чинного законодавства України / Г. Ю. Каніщев, В. Б. Селевко, С. С. Бичкова. – Навч посібник. – Харків:...
Максимова Н. Ю., Мілютіна К. Л., Піскун В. М. Основи дитячої патопсихології: Навч посібник
Важковиховуваність як психолого–педагогічна проблема. Типологія соціально-дезадаптованої поведінки. Асоціальна поведінка як відхилення...
Пасинков В. В., Сорокин В. С. Материалы електронной техники
...
ЗВІТ про виконання лабораторної роботи РУЧНЕ ЕЛЕКТРОДУГОВЕ ЗВАРЮВАННЯ...
Умовне позначення електродів для ручного дугового зварювання і наплавлення сталі ГОСТ 9466-75
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка