СВАРКА И СВАРИВАЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Доли участия основного и присадочного металла в образовании сварочной ванны

О степени легирования наплавленного металла и полноте про­текающих реакций в сварочной ванне можно судить на осно­вании сопоставления исходной концентрации элемента в ней [Ме]и и его содержания в металле шва [Ме]ш (другими сло­вами, аналитического содержания элемента в шве).

Исходная концентрация рассматриваемого элемента при­ближенно может быть подсчитана, если известна доля участия основного металла а, присадочного материала Ь, а также ме­таллических добавок в покрытии электрода или составе кера­мического флюса с в образовании сварочной ванны.

Долю участия а, b и с можно определять следующим обра­зом. Если известна геометрия сварного соединения, подготов­ленного под сварку, и поперечное сечение шва, то можно счи­тать в первом приближении площадку Fa (рис. 3.3) пропорцио­нальной массе проплавленного основного металла, а площадку Fbс — массе наплавленного присадочного металла и металли­ческой добавке в покрытии. Обозначив отношение FJFbc—tn, получим

а/ф + с) = FJFbc = т. (3.6)

Если известно отношение массы расплавленного покрытия или флюса к массе расплавленного электродного стержня или сварочной проволоки Кы п, можно написать

с1Ь = Кы. п(Ме)ф=л, (3.7)

где Me — доля металлической добавки в покрытии или флюсе; ф—доля перешедшей в сварочную ванну металлической до­бавки.

Fec Учитывая, что а+Ь+с=1 (3.8)

—і и решая совместно уравнения Zs'Fa j (3-6) — (3.8), получим:

a=m/(m+ 1); (3.9)

b=l/[(m+l)(n+1)]; (3.10)

с=л/І(т+1)(я+1)]. (3.11)

Обозначим соответственно через

1 5 [Ме]а, [Ме]ь и [Ме]с процентное со-

Рис. З 3 Площади проплавлення ДЄрЖЗНИЄ ЗЛЄМЄНТЗ [Me] В ОСНОВ-

Fa я наплавки Fbc для различных цОМ металле, ЗЛЄКТрОДНОЙ ПЦОВОЛО-

типов сварных соединений при ду _______________ ______________________________ _ о _ -

говой сварке плавлением КЄ И МЄТЗЛЛИЧЄСКОИ ДОбаВКЄ В ПО-

крытии или флюсе. В этом случае исходная концентрация элемента в сварочной ванне может быть выражена в следующем виде:

[Ме]и = а [Ме]а + 6 [Ме)6 + с [Ме]с. (3.12)

Сопоставление величины [Ме]и с содержанием элемента [Me] в шве [Ме]ш позволяет судить о тех изменениях, которые претерпела концентрация этого элемента в процессе металлур­гического цикла сварки.

Обозначив прирост (убыль) элемента через Д[Ме], получим

± Д [Me] = [Ме]ш — [Ме]и.

Если величина Д[Ме] положительна, имеет место прирост элемента за счет его перехода из покрытия или шлака; при отрицательном А[Ме] наблюдается переход элемента в газовую или шлаковую фазы; при А[Ме] = 0 концентрация элемента не претерпевает изменений в процессе сварки.

Иногда пользуются суммарным коэффициентом усвоения

% = [Ме]ш/[Ме]а. (3.13)

Степень усвоения элементов сварочной ванной является различной в зависимости от того пути, посредством которого элемент поступает в ванну (основной металл, электродная про­волока, покрытие, сварочный флюс). Обозначив соответственно через т)а, г)ь и Лс коэффициенты усвоения металла [Me] из ос­новного металла, электродного стержня и металлической до­бавки в покрытии или флюсе и принимая во внимание, что [Ме]ш = а [Ме]а т|о + Ь [Ме]ь гь + с [Ме]с г]с. получим

а [Ме]а % + Ь [Me] j, ць + с [Ме]с 4С ' /о1^

4s — —— .

[Ме]„