Общие сведения и особенности сварочной металлургии
Основы металлургических процессов при сварке Общие сведения и особенности сварочной металлургии По своей природе сварка является металлургическим процессом. Металлургия сварки характеризуется теми физико-химическими процессами, которые протекают в сварочной зоне. Они определяются взаимодействием расплавленного металла со сварочными флюсами, шлаками и газами, а также охлаждением и кристаллизацией металла шва и превращениями основного металла в зоне термического влияния. Эти процессы протекают на всех стадиях дуговой сварки: в период плавления электрода, перехода капли жидкого металла через дуговой промежуток и в самой сварочной ванне. В отличие от общей металлургии условия протекания металлургических процессов при сварке имеют ряд особенностей, влияющих на ход их развития, так и на получаемые результаты. Такими особенностями являются: 1. Малый объем сварочной ванны и в то же время достаточно большие относительные количества реагирующих фаз в ней. 2. Высокие температуры в различных областях сварочной зоны и большой перегрев расплава в ванне. 3. Движение жидкого металла, интенсивное перемешивание расплавленных продуктов и их непрерывное обновление и обмен в сварочной ванне. 4. Высокие скорости охлаждения и кристаллизации наплавленного металла. В этих условиях наблюдается активное взаимодействие расплавленного металла с окружающей газовой средой и флюсами, нагретыми до высоких температур. Протекание процессов происходит с большой скоростью. Однако в связи с кратковременностью существования расплава и постоянного обновления взаимодействующих фаз чаще всего они не доходят до полного завершения и достигает равновесного состояния. К тому же создаются условия, препятствующие полному очищению металла шва от различных неметаллических включений, оксидов и газов, которые из-за быстрого затвердевания расплава не успевают выходить на поверхность сварочной ванны и удаляться в шлак. С другой стороны, высокие скорости охлаждения и кристаллизации металла существенно отражаются на строении получаемых швов, приводят к мелкозернистой структуре и уменьшению химической неоднородности, а в результате - повышению свойств литого металла шва. Металлургические процессы связаны с протеканием определенных химических реакций, в результате которых может происходить: окисление раскисление металла шва легирование его определенными элементами растворение и выделение в шве газов и др. Некоторые из них ведут к ухудшению свойств получаемых соединений (окисление), другие способствуют повышению качества и свойств соединений и часто проводятся преднамеренно, например, раскисление.
|
