Сварочно - технологические свойства флюсов

1. Обеспечение стабильного горения дуги(процесса). Наличие в составе флюса соединений щелочных и щелочно - земельных метал лов увеличивает длину дуги и повышается стойкость процесса. Наличие СаF - снижает стой-кость процесса.

2. Влияние флюса на формирование шва. Флюсы с плохими стабилизиру-ющими свойствами уменьшают Lд, получают узкие валики с большим усиле-нием. Стекловидные флюсы имеют насыпную массу 1,5...1,7г/см3 , а пемзовид-ные - 0,7...0,97г/см3 . На расплавление стекловидного флюса нужно в 2 раза бо-льше энергии чем на расплавление пемзоподобного, т.е. уменьшается теплове-редача в основной металл.

При использовании мелкого флюса формируются узкие швы с большим

усиленням. Крупнозернистый флюс - сварные швы с хорошей формой.

3. Влияние флюса на химический состав металла шва.

Взаимодействие между жидкими шлаками и металлом описываются реакциями:

(MnO)+ [Fe] ↔ [FeO]+[Mn]

(Sі )+2[Fe] ↔ 2(FeO)+[Sі]

При высоких температурах реакции протекают слева направо. А при по-нижении температуры справа налево. Интенсивность взаимодействия шлаков с металлом зависит от режима сварки.

4. Влияние флюсов на пористость сварных швов.

При использовании вязких шлаков сварные швы более склонны к образования пор.

5. Влияние на отделимость шлаковой корки.

На поверхности металл содержит меньше легирующих элементов: Mn, Sі, C и др. и происходит интенсивное окисление этих элементов и шлаки прочно

сцепляются с поверхностью металла шва. Такими соединениями являются окси

ды Cr, V и Al.

ЗАЩИТНЫЕ ГАЗЫ

Защитные газы делятся на две группы: химически инертные и ак­тивные. Газы первой группы с металлом, нагретым и расплавленным, не взаимодействуют и практически не растворяются в нем. При использова­нии этих газов дуговую сварку можно выполнять плавящимся или неплавящимся электродом. Газы вто-рой группы защищают зону сварки от воз­духа, но сами либо растворяются в жид-ком металле, либо вступают с ним в химическое взаимодействие.

Ввиду химической активности углекислого газа по отношению к на­гретому вольфраму (окисление и разрушение вольфрама) для дуговой сварки в углекислом газе используют плавящиеся электроды или неплавящиеся (угольные или графи-товые).

К химически инертным газам, используемым при сварке, относятся аргон и гелий (табл. 2.11). Из химически активных газов основное значе­ние имеет углекислый газ.

Аргон- газообразный чистый поставляется по ГОСТ 10157-79 (в ред. 1998 г.) двух сортов: высшего и первого. Содержание аргона соот­ветственно равно: 99,99 %; 99,98 %. Примесями служат кислород, азот и водяные пары.

2.11. Свойства основных инертных газов - аргона и гелия

Газ Атомный вес Плотность при 20 °С, кг/м3 Темпера­тура ки-пе­ния, °С Коэффициент теплопроводнос-ти, Вт/м К Потенциал ионизации В
Аргон 39,944 1,662 -185,5 0,016 15,7
Гелий 4,003 0,1785 -268,9 0,138 24,5

 

Хранится и транспортируется аргон в газообразном виде в стальных бал-лонах под давлением 15 МПа, т.е. в баллоне находится 6,2 м3 газооб­разного ар-гона в пересчете на температуру 20 °С и давление 760 мм рт. ст. (0,1 МПа). Воз-можна также транспортировка аргона в жидком виде в специальных цистернах или сосудах Дьюара с последующей его газифи­кацией. Баллон для хранения ар-гона окрашен в серый цвет, надпись зеле­ного цвета.

Аргон высшего сорта предназначен для сварки химически активных металлов (титана, циркония, ниобия) и сплавов на их основе. Аргон пер­вого сорта рекомендуется для сварки неплавящимся электродом сплавов алюминия, магния и других металлов, менее чувствительных к примесям кислорода и азота.

Гелий- газообразный чистый поставляют по техническим услови­ям. Ге-лий для сварки марок А, Б и В содержит не менее 99,99 % чистого гелия, оста-льное примеси. Примеси: азот, водород, кислород, неон, влага. Хранят и тран-спортируют гелий так же, как и аргон, в стальных баллонах вместимостью 40 л при давлении 15 МПа. Цвет баллона коричневый, надпись белого цвета. В связи с тем, что гелий в 10 раз легче аргона, рас­ход гелия при сварке увеличивается в 1,5 ... 3 раза.

Активные газы

Активные газы защищают зону сварки от воздуха, но химически реагиру ют со сварочным металлом и физически растворяются в нем.

Углекислый газпоставляется по ГОСТ 8050-85 (в ред. 1996 г.). Для сварки используют сварочную углекислоту высшего и первого сор­тов, которые отличаются лишь содержанием паров воды (соответственно 0,037 и 0,184 г/см3 при 20 °С и давлении 0,1 МПа). Углекислоту транс­портируют и хранят в стальных баллонах или цистернах большой емкости в жидком состоянии с последующей газификацией на заводе, с централи­зованным снабжением сварочных постов через рампы. В баллоне вмести­мостью 40 л содержится 25 кг СО2, дающего при испарении 12,5 м3 газа при давлении 0,1 МПа (760 мм рт. ст.). Баллон окрашен в черный цвет, надписи желтого цвета.

СО2 - бесцветный, не отравляющий газ тяжелее воздуха - 1,977 г/см3 , хо-рошо растворяется в воде. Плотность редкой СО2 очень изменяется с измене-нием температуры, поэтому она поставляется по массе, а не по объему. При выпаривании 1 кг редкой СО2 при 1 атм и 00С получается 509л СО2.

В промышленных условиях СО2 получают в специальных установках пу- тем ее удаления из дымовых газов, которые образовываются при сожжении топлива; из газов брожения в спиртовой промышленности; из газов при выпаривании известняка.

При интенсивном отборе газа возможно закупоривание редуктора за- мерзлой водой, или сухим льдом. Для поглощения влаги применяются осу- шители, которые заполняются силикогелем, хлористым кальцием и другими веществами.

При применении углекислого газа вследствие большого количества свободного кислорода в газовой фазе сварочная проволока должна содержать дополнительное количество легирующих элементов с большим родством к кислороду, чаще всего Sі и Мn (сверх того количества, которое нужно для легирования металла шва). Наиболее широко применяется проволока Св-08Г2С.

Смеси инертных и активных газов применяются при сварке плавящимся электродом, обеспечивают уменьшенную химическую активность, высокую стойкость дугового процесса, благоприятный перенос электродного металла через дугу.

При применении защитных газов необходимо учитывать технологические свойства газов (например, значительно большую затрату гелия, чем аргона), их влияние на форму проплавлення и форму шва, а также стоимость газов.

При сварке плавящимся электродом значительное влияние на харак­тер переноса электродного металла, производительность расплавления электрода, разбрызгивание, и форму проплавления оказывает состав за­щитного газа, в котором горит дуга. Хорошие перспективы по улучше­нию этих показателей дает применение смесей газов. Улучшает перенос электродного металла и позволяет получать более плавную наружную поверхность шва применение смеси углекислого газа с 2 ... 15 % кисло­рода. Широко применяется при сварке сталей двойная смесь, состоящая из 80 % аргона и 20 % углекислого газа, позволяющая реализовать мел­кокапельный и струйный перенос электродного металла. Применение многокомпонентных смесей, состоящих из аргона, углекислого газа, оки­си азота, водорода и др. газов позволяет увеличить производительность расплавления и наплавки более чем в 2 раза при благоприятной форме проплавления и наружной поверхности шва.

Водород (H2) - бесцветный, без запаха, горючий газ. Применяется для атомно - водородной сварки. Выпускается 4- х марок: А,Б,Ви Г. Наиболее чистый получается электролизом воды.

Сохраняется и транспортируется в баллонах с давлением 15МПа. Цвет баллона- темнозелений с тремя красными полосами по кругу.

Азот (N2 ) - газ бесцветный, без запаха, не горит , выпускается 4- х сортов (99,9% N2 ; 99,5%; 99%; и жидкий 96%). Сохраняется и транспортируется в баллонах с давлением 15МПа. Цвет баллона - серый с коричневой полосой и желтой надписью. Жидкий азот транспортируется в сосудах Дьюара. 1кг азота дает 0,86м3 газообразного.