Влияние параметров режима сварки на развитие металлургических процессов при сварке под флюсом
Главными параметрами режима сварки являются напряжение на дуговом промежутке (напряжение дуги) ид, связанное с длиной дуги, сила сварочного тока /д и скорость сварки vCB. Вместе они определяют вложение энергии при сварке, которое выражается погонной энергией q/vCB. Однако эти параметры по-разному влияют на металлургические процессы формирования металла шва. Наибольшее влияние имеет напряжение на дуговом промежутке, увеличение которого усиливает окислительно-восстановительные процессы на границе раздела металл - шлак.
Из ионной теории шлаков следует, что рост падения потенциала в приэлектродной области дуги увеличивает возможность окислительно-восстановительных процессов, требующих затраты электрической энергии (электролиз).
Повышение разности потенциалов на дуговом промежутке увеличивает длину дуги и, следовательно, «растягивает» высокотемпературную область сварки, а также увеличивает температуру перегре
ва капель металла, проходящих через дуговой промежуток. Повышение температуры также способствует переходу Мп из шлака в металл, так как реакция (10.1) при этом развивается в прямом направлении (см. гл. 9, пример 9.6).
|
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 д Содержание С в проволоке, % (мае.) |
|
Рис. 10.6. Выгорание углерода при автоматической сварке под флюсом АН-348 и различном напряжении дуги: 51 В (кривая /); 43 В (кривая 2); 34 В (кривая 3) (штриховой линией показано расчетное содержание углерода в металле шва) |
И. И. Фрумин исследовал степень перехода Мп и Si в металл и выгорания углерода при механизированной сварке под флюсом АН-348 низкоуглеродистой стали проволокой Св-08 в зависимости от напряжения на дуговом промежутке.
Ему удалось установить влияние этого напряжения на развитие металлургических процессов в результате сопоставления расчетного содержания компонентов (штриховые линии на рис. 10.6-10.7) с их фактическим содержанием в металле шва.
|
[Мп]ш, % (мае.) [Мп]и, % (мас.) б |
На рис. 10.6 показано, что концентрация углерода в шве тем меньше, чем выше напряжение на дуговом промежутке и меньше исходное содержание углерода в проволоке. На рис. 10.7 показано
|
Щш, % (мае.) [Si]H, % (мас.) |
Рис. 10.7. Изменение долей перехода в металл шва Si (а) и Мп {б) при сварке под флюсом АН-348 для разных напряжений дуги:
51 В (кривая У), 43 В (кривая 2) и 34 В (кривая 3)
отклонение фактических концентраций кремния и марганца в зависимости от расчетных концентраций и напряжения. (Расчетные концентрации на рис. 10.6-10.7 обозначены штриховыми линиями.) При переходе этих элементов в металл шва содержание в нем марганца ограничивается 1,2 %, а кремния - примерно 0,55 %. Это связано с тем, что активность кремния к кислороду при повышениинапряжения на дуговом промежутке и, следовательно, температуры растет. Сварочный ток почти не влияет на процессы легирования и раскисления металла, так как увеличение погонной энергии приводит к увеличению массы расплавленного флюса, но условия протекания реакций на границе раздела металл - шлак существенно не изменяются.
