Глава 3 Сварочные материалы

НАЗНАЧЕНИЕ СВАРОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

При сварке плавлением монолитное, неразъемное сварное соеди­нение по-лучается в результате расплавления либо кромок свари­ваемого металла, либо кромок и дополнительного присадочного металла с образованием общей мета-ллической сварочной ванны и последующей кристаллизацией этой ванны после прекращения действия теплоты источника нагрева. В большинстве случаев свар­ку проводят с введением присадочного металла в виде проволок, стержней, пластин и т. п., электрически связанных с источником теплоты (дуговая сварка плавящимся электродом, электрошлако­вая сварка) или вводимых независимо (дуговая сварка неплавящимся электродом, электронно-лучевая, плазменная сварка).Физико-металлургические процессы, протекающие при сварке (на тор-це электрода, в дуге, ванне), должны обеспечить металл шва такого химичес-кого состава, при котором были бы получены необходимые его свойства: от-сутствие дефектов (трещин, пор и др.), равнопрочность с основным (свари-ваемым) металлом и другие свойства, определяемые условиями его работы. Этого можно достичь легированием металла шва присадочным металлом, покрытием, флюсом либо применением особых методов защиты зоны сварки (защитных газов, вакуума) при сварке без добавочных материалов.

Присадочный металл и другие вещества, используемые при сварке плав-лением с целью получения непрерывного, неразъем­ного соединения, удовлет-воряющего определенным требованиям, принято называть сварочными мате-риалами.

К сварочным материалам относят сварочную проволоку, при­садочные прутки, порошковую проволоку, плавящиеся покры­тые электроды, неплавящи-еся электроды, различные флюсы, защитные (активные и инертные) газы.

Указанные материалы должны обеспечить требуемые геоме­трические размеры и свойства сварного шва; хорошие технологи­ческие условия ведения процесса сварки; высокую производи­тельность и экономичность процесса; необходимые санитарно-гигиенические условия труда при их производстве и сварке.

Применение сварочных материалов обеспечивает:

- требуемые геометрические размеры шва;

- защиту расплавленного металла (газовую, шлаковую или газошла­ковую) в процессе расплавления, переноса электродного металла в дуге, пребывания в сварочной ванне, кристаллизации и нагретого твердого металла от вредного воздействия атмосферного воздуха (насыщения его газами атмосферы) в тече-ние всего процесса сварки;

- получение металла шва нужного химического состава и свойств путем его легирования и раскисления;

- очистку (рафинирование) металла шва от вредных примесей и га­зов (серы, фосфора, водорода, азота и др.);

- удаление включений окислов и шлаков;

- модифицирование, измельчение первичной структуры металла шва.

Следовательно, с помощью сварочных материалов реализуется про­цесс сварки и осуществляется сложная физико-химическая обработка расплавлен-ных электродного и основного металлов, производимая в га­зовой и шлаковой фазах и завершающаяся в сварочной ванне, что приво­дит к образованию шва нужного химического состава с требуемыми свойствами. Такую обработку обычно называют металлургической.

Присадочный (дополнительный) металл обычно требуется для полу­чения шва с необходимыми геометрическими размерами, так как в боль­шинстве слу-чаев расплавление только кромок основного металла не обеспечивает получе-ние выпуклости шва и заполнение зазора и разделки кромок (если она есть). Если дополнительный металл в процессе сварки расплавляется в виде свароч-ной (элект-родной) проволоки, стержней и т.д., включенных в сварочную цепь, он обычно называется электродным, а если он не включен в сварочную цепь, - присадочным.