Мини- конспект «Основы металлургических процессов при сварке»

Міні-конспект

До теми №:8 «Основи металургійних процесів при зварюванні»

У порівнянні з дуговим зварюванням газове зварювання відбувається з більш низькими швидкостями нагрівання й охолодження зварного з'єднання, що сприяє змішуванню дрібних зерен з великими і більш тривалому протіканню хімічних процесів у зварювальній ванні, між розплавленим металом і газами зварювального полум'я.

У разі окисного зварювального полум'я (тобто при надлишку в ньому кисню) відбуваються інтенсивні реакції окислення заліза, марганцю, кремнію та інших елементів, що входять до складу сталі. Залізо окислюється по реакції:

Fe + О = FeO,

тобто утворюючи закис заліза, який здатний розчинятися в залізі, причому в значних кількостях. Крім того, закис заліза окислює різні елементи, що знаходяться в розчиненому стані, а також вуглець, що міститься в з'єднанні Fe3C:

Si + 2FeO = Si0₂ + 2Fe Mn + FeO = MnO + Fe Fe₃C + FeO = CO (газ) + 4Fe.

Окисли MnO і Si0₂ можуть залишатися в металі шва при його охолодженні або спливати наверх і переходити в зварювальний шлак.

Якщо вміст марганцю, кремнію і вуглецю в зварювальної ванні зменшується, то видалення розчиненої закису заліза FeO призупиняється. При цьому надлишок кисню в наплавленому металі (в основному у вигляді закису заліза) призводить до погіршення його механічних властивостей. Особливо знижується в'язкість металу шва. Ще один недолік застосування окисного полум'я - розбризкування металу при зварюванні, яке відбувається через вихід з зварювального полум'я газу СО, що утворився з реакції, наведеної вище.

При зварюванні науглерожуваючим полум'ям зварювальна ванна контактує з газами Н₂, СО, вуглецем С₂. При цьому як газ СО, так і твердий вуглець реагують з залізом, утворюючи карбіди заліза:

3Fe + 2СО = Fe₃C + С0₂, 3Fe + С + FeX,

в результаті чого відбувається науглерожування металу шва. Таке полум'я особливо застосовується при зварюванні чавуну.

При зварюванні нормальним полум'ям зварювальна ванна і присадний метал контактують в основному з газами Н₂ і СО, які утворюються в другій зоні полум'я.

Окис вуглецю СО, як правило, не встигає хімічно взаємодіяти з елементами сталі. Водень при високих температурах нагрівання може розчинятися в залізі, а при охолодженні зварювальної ванни знову виділятися з нього, надходити в третю зону полум'я і згоряти з утворенням парів води. Низьковуглецеві стали не погіршують своїх властивостей при зварюванні нормальним полум'ям (через газів Н₂ і СО), якщо швидкість охолодження металу шва невелика.

Водень, що утворюється в зварювальному полум'я, представляє велику небезпеку при зварюванні міді, алюмінію, а також деяких високолегованих сталей, викликаючи розтріскування і пористість шва.

Зона термічного впливу при газовій зварці може становити від 8 до 25 мм в обидві сторони від зварного шва.

 Питання для самоперевірки

1. Які зони є у зварювального полум'я?

2. Яка зона має найбільш високу температуру?

3. Які види зварювального полум'я ви знаєте?

4. Як відрізнити різні види зварювального полум'я?