Назначение сварочных материалов
Качественный сварной шов при сварке плавлением невозможно получить
только расплавляя кромки свариваемого металла источником нагрева. При
любом способе сварки плавлением необходимо применение сварочных
материалов. К сварочным материалам относят: сварочную электродную
проволоку, электроды плавящиеся покрытые, электроды неплавящиеся,
присадочные прутки, флюсы, защитные газы (инертные, активные, горючие,
газовые смеси), порошковые присадочные материалы и др.
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 течение всего процесса сварки;
получение металла шва нужного химического состава и свойств путем его
легирования и раскисления;
очистку (рафинирование) металла шва от вредных примесей и га зов (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 расплавленных
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 случаев
расплавление только кромок основного металла не обеспечивает получение
выпуклости шва и заполнение зазора и разделки кромок (если она есть).
Если дополнительный металл в процессе сварки расплавляется в виде
сварочной (электродной) проволоки, стержней и т.д., включенных в
сварочную цепь, он обычно называется электродным, а если он не включен в
сварочную цепь, – присадочным.
U
гурации кромок до расплавления и конечным геометрическим размерам шва.
Площадь поперечного сечения шва
Fш=Fпр + Fн,
где Fпр и Fн – соответственно площади поперечного сечения расплавленных
основного и дополнительного металлов, см2; Fн обычно называют площадью
поперечного сечения наплавленного металла.
Доля участия основного металла в формировании шва определяется
отношением (рис. 2.1, а)
?0=Fпр/(Fпр+Fн)
Соответственно доля участия наплавленного металла в образовании шва
?н=Fн/(Fпр+Fн)
При этом ?0+?н=1, а ?н=1-?0. Величины Fпр и Fн, ?н и ?0 непосредственно
зависят от метода и режима сварки, формы подготовки кромок и
определяются экспериментально или расчетом по эмпирическим формулам либо
графикам.
Содержание рассматриваемого элемента в металле шва определяется на
основании правила смешения по формуле
[X]ш=?0[X]о.м.+(1-?0)[X]э±?Х,
Рис. 2.1. Определение доли участия металла в формировании шва
где [X]ш, [X]о.м., [X]э – концентрация рассматриваемого элемента
соответственно в металле однослойного шва, основном и электродном
металлах; ?Х – обобщенное изменение данного элемента в составе основного
и электродного металлов вследствие металлургических взаимодействий или
неизбежного взаимодействия расплавленного металла с окружающей средой –
газами и шлаками.
При многослойной сварке, когда последующий валик (рис. 2.1, б)
накладывают в разделке на основной металл (Fо.м.) и предыдущий валик
(Fn-1), их долю в образовании металла n-го валика также следует
учитывать. В этом случае площадь поперечного сечения шва
Fш=Fо.м.+Fn-1+Fн
Соответственно доли участия каждого компонента в формировании шва
?о.м.=Fо.м./Fш; ?n-1=Fn-1/Fш; ?н=Fн/Fш;
Если свариваются разнородные металлы, значительно различающиеся по
химическому составу, участие их в формировании шва учитывается следующим
образом:
Fо.м.=Fо.м.1+Fо.м.2;
Fш=Fо.м.1+Fо.м.2+Fn-1+Fн.
Соответственно доля их участия в формировании шва
?о.м.1=Fо.м.1/Fш; ?о.м.2=Fо.м.2/Fш.
Содержание рассматриваемого элемента в металле n-го шва
[X]nш=?о.м.[X]о.м.+?n-1[X]n-1+(1-?о.м.-?n-1)[X]э±?Х
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
