Водород образует в металле шва при сварке
Обновлено: 13.05.2024
Эти особенности вносят определенные трудности в получении качественного шва, но при правильно выбранной технологии сварки данной марки стали или сплава, правильно выбранном режима сварки или другими словами высокой квалификации сварщика можно получить равнопрочный свариваемому металлу шов. Это и требуется от сварочного соединения.
ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В СВАРОЧНОЙ ВАННЕ
1. ВЛИЯНИЕ КИСЛОРОДА.
Кислород попадает в сварочную ванну из воздуха и с железом образует три оксида Fe3O4; Fe2O3; FeO.
Самым нежелательным из них является FeO, который растворяется в расплавленном металле, а в процессе кристаллизации сварочной ванны, выделяется по границам столбчатых кристаллитов ( характерных для литой структуры) или зерен, нарушая и расслабляя связь между ними. В результате значительно снижается прочность, ударная вязкость, пластичность шва, т.е. основные механические свойства. Для уменьшения влияния кислорода:
— необходима надежная газовая и шлаковая защита сварочной ванны от воздуха, что и осуществляется за счет покрытия электрода;
— так же в покрытие вводятся раскислители, т.к. защита не гарантирует проникновение воздуха. Раскислителями называются химические элементы, обладающие большим сродством (активностью) к кислороду, чем железо. По этому признаку, наиболее встречаемые в сварочной ванне элементы, можно расположить в следующем порядке:
AL; Ti; V; Si; C; Mn; Cr; Fe; W; Co. . . .
Элементы, стоящие с ряду левее железа будут являться раскислителями. Из них AL не используют, т.к. образуются тугоплавкие, тяжелые и трудно выводимые из сварочной ванны оксиды. Наиболее широко применяются вводимые в виде ферросплавов Ѕi, Mn, Ti, которые восстанавливают железо из FeO и образуют нерастворимые, легко всплывающие и переходящие в шлак ЅiО2; MnO; TiO2.
2. Влияние углерода.
Углерод содержится, при сварке сталей, в основном металле, а так же в электроде. Является раскислителем и при чем его активность зависит от температуры. Например, от 1800 град, он своей активностью к кислороду превосходит титан, стоящий на втором месте, а от 2000 град. и алюминий. Температура сварочной ванны примерно в этих пределах и при восстановлении железа по реакции FeO + C = Fe + CO происходит его «выгорание», т.к. СО представляет собой газ. Пониженное содержание углерода повышает пластичность металла шва, но снижает его прочность. «Выгоранию» углерода препятствует кремний, при его содержании в основном металле 0,2 — 0,3 % и более.
3. Влияние азота.
Азот попадает в сварочную ванну из воздуха и образует с железом нитриды Fe2N; Fe3N, которые повышают прочность и твердость металла шва, но снижают его пластичность, что является нежелательным. Для уменьшения влияния азота достаточно надежной шлаковой и газовой защиты сварочной ванны от воздуха во время сварки.
4. Влияние водорода.
Причиной появления водорода в сварочной ванне является вода, которая при высокой температуре распадается на атомарный водород (+Н) и (-ОН). Атомарный водород, растворяясь в расплавленном металле, а при кристаллизации сварочной ванны, преобразуясь в молекулярный (Н2), скапливается в отдельных местах, образует поры (пузырьки) снижающие прочность шва. Кроме того, при усадке металла сварочной ванны, происходит сжатие водорода в пузырьках до десятков атмосфер в результате чего, при недостаточной пластичности металла возможно образование микротрещин, очень опасных для шва. Вода может попасть в сварочную ванну из — за:
—влаги на свариваемых кромках;
— ржавчины, окалины на кромках, т.к. они являются гидратами оксидов, например
— влажности покрытия электрода.
Для уменьшения влияния водорода следует:
— свариваемые кромки осушить;
— зачистить кромки до блеска стальной щеткой от ржавчины и окалины;
— влажное покрытие электрода просушить в сушильных шкафах или печах. Время просушки и допустимое содержание влаги в покрытии, указывается на бумажных ярлыках пачек электродов.
5. Влияние серы и фосфора.
Сера и фосфор могут попасть в сварочную ванну:
— из покрытия электрода. Чем меньше в нем их содержание, тем выше качество покрытия;
— из электродного (присадочного) и основного металла, в которых они являются вредными примесями и так же определяющими качество стали.
Сера придает металлу красноломкость, т.е. снижение прочности и явления ползучести при высоких температурах эксплуатации конструкции, а так же способствует появлению горячих трещин в шве. Это объясняется тем, что сера образует с железом сернистое железо Fe2S имеющее температуру плавления 1193 град, меньшую, чем у железа 1539 град. Оно расплавляется по границам кристаллитов (зерен) и при высокой температуре плавится в первую очередь. Уменьшает влияние серы марганец, содержащийся в покрытии, при этом MnS переходит в шлак.
Фосфор придает металлу хладноломкость, т.е. снижение прочности и пластичности при низких температурах эксплуатации конструкции, а так же способствует образованию холодных трещин в шве. Уменьшает влияние фосфора кальций, содержащийся в большом количестве в электродах с основным покрытием. Вот почему, сварку при низких температурах следует вести электродами с основным видом покрытия, во избежание появления холодных трещин.
Влияние водорода на качество сварного шва
Процесс электрической сварки плавлением характеризуется химическими реакциями, которые возникают между расплавленным металлом и окружающей средой.
Особенности процессов с водородом при сварке
При переносе металла с электрода в сварочную ванну капли и пары электродного металла и сварочной ванны, нагретые до высоких температур, взаимодействуют с атмосферными и другими газами и жидким шлаком. Поэтому химический состав наплавленного металла может существенно отличаться от химического состава электродов и основного металла. Это, как правило, усугубляется высокой температурой сварочной ванны и малым временем пребывания металла в жидком состоянии.
Таким образом, в процессе сварки в течение короткого промежутка времени происходят сложнейшие процессы взаимодействия различных химических элементов.
Основное влияние на качество сварного шва оказывают кислород, азот и водород. При неправильном ведении процесса сварки водород образует поры в шве, а кислород и азот существенно ухудшают механические свойства наплавленного металла.
Водород поглощается в процессе сварки металлом шва. В отличие от кислорода и азота водород не образует в процессе сварки химических соединений с железом, а лишь растворяется в расплавленном металле. Повышенная растворимость водорода в жидком металле приводит к пористости. Уменьшения содержания водорода в металле шва можно добиться путем предварительного прокаливания толстопокрытых электродов и флюсов, тщательной зачисткой свариваемых кромок от ржавчины, окалины и других загрязнений, предварительным нагревом деталей.
Влияние водорода при сварке
Водород, так же как кислород и азот, растворяется в расплавляемом при сварке металле. Он попадает в металл из воздуха, содержащего пары воды, из влаги покрытия электродов; из ржавчины, находящейся на поверхности металла изделия и электродов.
При высокой температуре влага превращается в пар и диссоциируется с поглощением тепла Q:
Водород содержится также в электродных покрытиях, в таких, как крахмал, целлюлоза и др., а также в самом металле. В небольших количествах он растворим в металле даже при комнатной температуре, однако с повышением температуры его растворимость растет и при переходе металла из твердого состояния в жидкое увеличивается с 0,0007 (8 см 3 на 100 г металла) до 0,0025 % (28 см 3 на 100 г).
Во время сварки при наличии значительного количества водорода во влаге или в покрытии электродов увеличивается разбрызгивание, так как с понижением температуры растворенный в ванне водород бурно выделяется из металла, вызывая его кипение и разбрызгивание. С началом кристаллизации ванны растворимость водорода резко падает, атомарный водород выделяется по реакции
образуя молекулярный водород, который нерастворим в стали и уходит в шлак или атмосферу. Однако скорость кристаллизации может препятствовать удалению всего водорода, и часть его остается в шве в виде наружных и внутренних пор. Процесс выделения водорода из металла происходит и при комнатной температуре в атмосферу и в микроскопические полости, имеющиеся внутри металла.
В результате образуются внутренние поры, в которых накапливается водород, создавая большое давление, что часто приводит к образованию микротрещин и, следовательно, к ухудшению прочностных характеристик наплавленного металла, особенно пластичности и ударной вязкости. При изломе такого металла в нем обнаруживаются так называемые «рыбьи глаза» в виде светлых пятен небольшого диаметра с маленькой полостью (порой) в середине.
Наличие «рыбьих глаз» в изломе металла всегда свидетельствует о насыщении его водородом. Для удаления водорода иногда прибегают к выдерживанию сварных конструкций при комнатной температуре. Выдержка при температуре 250-300 °С ускоряет процесс выделения водорода. Водород является вредной примесью в стали, и при сварке следует избегать попадания влаги в шов, тщательно очищать поверхность металла от ржавчины и влаги и применять электроды с хорошо прокаленным покрытием.
Некоторую отрицательную роль при сварке играет окись углерода СО. Она нерастворима в стали и, находясь в газовой среде, окружающей дугу, защищает расплавленный металл от воздуха. При образовании СО в самом металле по реакции
она действует как раскислитель металла, удаляющий кислород и восстанавливающий Fe из FeO, что сопровождается кипением ванны при сварке. Если не хватает других раскислителей, то СО может оказаться причиной пористости шва и ухудшения качества стали.
При сварке незащищенной дугой расплавляемый металл свободно контактирует с окружающим воздухом и насыщается кислородом и азотом, вследствие чего металл шва обладает низким качеством. Предел его прочности равен 34-38 МПа (для низкоуглеродистой стали), относительное удлинение – 3-8% и ударная вязкость KCU=5-15 Дж/см 2 . Поэтому сварку незащищенной дугой не применяют, а для защиты расплавляемого металла от воздуха и для улучшения качества, а также технологических свойств процесса сварки электроды покрывают специальной обмазкой. Кроме того, применяют защитные газы: аргон, гелий и др.
Металлургические процессы, протекаемые в сварочной ванне при сварке покрытыми электродами, называются:
Е43 1-РБ21 – это знаменатель полного обозначения электрода марки АНО-4. Цифра 2 в обозначении допустимых пространственных положений сварки обозначает:
– для сварки во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз
– для сварки нижнего, горизонтального и вертикального снизу вверх +
– во всех пространственных положениях
32. Выбрать правильный ответ:
Катет шва наиболее точно можно измерить с помощью:
– металлической линейки угольника штангенциркуля универсального шаблона сварщика +
33. Выбрать правильный ответ:
Расшифровать тип электрода Э46А, где Э - электрод, 46 - это:
– предел текучести, легированный азотом
– предел текучести, уменьшенное содержание серы и фосфора
– временное сопротивление разрыву в сотых долях +
34. Выбрать правильный ответ:
Непосредственно к сварному шву прилегает участок:
35. Выбрать правильный ответ:
В зависимости от повышения легирования стали ее свариваемость:
– остается без изменений
36. Выбрать правильный ответ:
Однопостовые выпрямители имеют маркировку:
37. Выбрать правильный ответ:
Сила сварочного тока в балластном реостате РБ-201 регулируется:
плавно ступенчато, ступень – 15А ступенчато, ступень – 10 А +
38. Выбрать правильный ответ:
Напряжение холостого хода источника питания – это:
– напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи
– напряжение на выходных клеммах при горении сварочной дуги +
– напряжение сети, к которой подключен источник питания
39. Выбрать правильный ответ:
Сварочный выпрямитель относится к:
– оборудованию для сварки
– сварочной оснастке –приспособлениям для сварки
40. Выбрать правильный ответ:
Плавное регулирование силы тока в сварочном трансформаторе осуществляется:
– путем изменения расстояния между обмотками +
– путем изменения соединений между катушками обмоток
41. Выбрать правильный ответ:
ВД–306 обозначает:
– выпрямитель диодный, напряжение 306в +
– выпрямитель для РДС, номинальный сварочный ток 300А
– возбудитель дуги, сила тока 306А
42. Установить правильную последовательность сварочного процесса:
– зажигание дуги; 3
– перемещение электрода; удержание дуги; подготовка кромок; отбитие шлака; 2
– сборка изделия. 1
43. Установить соответствие между видами покрытий и их обозначениями:
| 1) рутиловое Р 2) кислое А 3) основное Б 4) целлюлозное Ц | А Б Ц Р |
44. Вставить пропущенное слово:
Электроды с тонким покрытием обозначают буквой М
45. Выбрать правильный ответ:
С повышением содержания углерода в железоуглеродистых сплавах:
– увеличивается пластичность –увеличивается ударная вязкость
46. Выбрать правильный ответ:
Высота сварочной кабины сварочного поста должна иметь высоту не менее:
47. Выбрать правильный ответ:
Целью подготовки (зачистки) кромок под сварку является получение:
– характерного металлического блеска
– качественного сварного шва +
– заданных геометрических размеров кромки
48. Выбрать правильный ответ:
Инструментом для контроля величины зазора при сборке под сварку является:
Технология сварочных работ тестовые задания
1. Выбор силы сварочного тока зависит от:
а) марки стали и положения сварки в пространстве
б) толщины металла, диаметра электрода, марки стали и положения в пространстве
в) диаметра электрода, марки стали детали и положения сварки в пространстве
2. Существуют способы уменьшения, предупреждения деформаций при сварке. Один из них - обратный выгиб детали - это:
а) когда деформированное соединение обрабатывают на прессе или кувалдой
б) перед сваркой детали предварительно изгибают на определенную величину в обратную сторону по сравнению с изгибом, вызываемым сваркой
в) перед сваркой детали очень жестко закрепляют и оставляют в таком виде до полного охлаждения после сварки
3. Обратноступенчатый шов выполняется следующим образом:
а) от центра (середины) детали к краям
б) участками (ступенями), длина которых равна длине при полном использовании одного электрода
в) длину шва разбивают на ступени и сварка каждой ступени производится в направлении, обратном общему направлению сварки
4. К каким дефектам относятся трещины, поры?
а) к наружным
б) к внутренним
в) к наружным и внутренним
5. При сварке вертикальных и горизонтальных швов сила сварочного тока по сравнении со сваркой в нижнем положении должна быть
а) увеличена на 5-10%
б) уменьшена на 5-10%
в) не изменяться
6. Что не входит в дополнительные показатели режима сварки?
а) угол наклона электрода
б) тип и марка электрода
в) напряжение
7. Как влияет увеличение напряжения на размеры и форму шва?
а) увеличивает глубину проплавления
б) увеличивает ширину шва
в) уменьшает ширину шва
8. Сварочная электрическая дуга представляет собой:
а) столб газа, находящего в состоянии плазмы
б) струю расплавленного металла
в) столб паров материала электродной проволоки
9. Причина возникновения деформаций при сварке - это:
а) неравномерный нагрев и охлаждение свариваемой детали
б) нерациональная сборка детали под сварку
в) неправильно проведенная термообработка детали после сварки
10. Заварка кратера производится следующим образом:
а) резким обрывом дуги
б) плавным обрывом дуги
11. Выбрать правильный ответ:
а) при недостаточном токе дуга горит более устойчиво, электрод плавится быстро
бб) при недостаточном токе дуга горит не устойчиво, электрод плавится медленнее
12. Сварочные деформации при сварке плавлением возникают:
а) всегда
6) очень редко
в) никогда
13. Как изменяется величина сварочного тока при увеличении длины дуги?
а) увеличивается
б) уменьшается
в) не изменяется
14. В дополнительные показатели режима сварки не входит:
а) угол наклона электрода
б) тип и марка электрода
в) скорость сварки
15. Если свариваемые детали лежат под углом друг к другу и соприкасаются торцами, то соединение называется
а) угловым
б) стыковым
в) тавровым
г) нахлесточным
16. Статическая вольт-амперная характеристика сварочной дуги это:
а) зависимость силы тока сварочной дуги от ее сопротивления
б) зависимость сопротивления сварочной дуги от силы тока источника питания
в) зависимость напряжения сварочной дуги от силы сварочного тока
17. Ионизация столба сварочной дуги необходима для:
а) усиления переноса металла через дугу
б) стабилизации горения дуги
в) возникновения капельного переноса металла
18. К сварочным швам средней длины относятся швы длиной:
а) 250-500мм
б) 250-1000мм
в) 100-300мм
19. Что нужно сделать с силой тока для сварки в горизонтальном положении?
а) увеличить
б) уменьшить
в) оставить прежним
20. Выбрать основные параметры режима сварки:
а) сила тока
б) катет шва
в) диаметр электрода
г) притупление кромок
д) скорость сварки
е) положение в пространстве
ж) напряжение на дуге
21. Какой способ сварки труб применяется при неповоротном, недоступном положении
а) способ "в лодочку"
б) способ "с козырьком"
в) с глубоким проваром
г) погруженной дугой
22. При ручной сварке повышение напряжения дуги приводит:
а) к снижению сварочного тока
б) к повышению сварочного тока
в) ток не изменяется
23. Как называется дефект, представляющий собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва?
а) непровары
б) прожоги
в) подрезы
24. При сварке в нижнем положении угол наклона электрода от вертикальной оси составляет:
а) 15-20гр.
б) 30-45гр.
в) 60гр.
26. Стабильность горения дуги зависит от
а) напряжения сети
б) силы сварочного тока
в) наличия ионизации в столбе дуги
27. Зона термического влияния – это:
а) участок основного металла, подвергшийся расплавлению
б) участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура которого изменяется
в) участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура которого не меняется
28. Электроды с тонким покрытием обозначаются буквой
а) С
б) Д
в) М
г) Г
29. Горячие трещины в металле шва возникают из-за
а) повышенного содержания фтора
б) повышенного содержания водорода
в) повышенного содержания серы
30. Водород образует в металле шва при сварке
а) поры
б) непровары
в) кратеры
31. Покрытые электроды предназначены для
а)а) ручной дуговой сварки
б) сварки в защитных газах
в) сварки под флюсом
32. Основное покрытие электрода обозначается буквой
а) А
б) Р
в) Б
33. Основной вид переноса металла при ручной дуговой сварке покрытым электродом
а) мелкокапельный
б) крупнокапельный
в) струйный
34. При ручной дуговой сварке наибольшая температура наблюдается
а) в катодной зоне
б) в столбе дуги
в) в анодной зоне
35. Шов на "проход" выполняется следующим образом
а) деталь проваривается от одного края до другого без остановок
б) деталь проваривается от середины к краям
в) деталь проваривается участками (ступенями, длина которых равна длине при полном использовании одного электрода)
36. Сварка сталей, относящихся к первой группе свариваемости, выполняется:
а) с соответствующими ограничениями, в узком интервале тепловых режимов и ограниченной температурой окружающего воздуха
б) без особых ограничений, в широком интервале тепловых режимов, независимо от температуры окружающего воздуха
в) с предварительным или сопутствующим подогревом изделия
37. Правильной подготовкой стыка изделий толщиной более 15 мм является
а) V–образная разделка кромок
б) без разделки кромок
в) Х–образная разделка кромок
38. Диаметр электрода равен
а) диаметру покрытия
б) радиусу покрытия
в) диаметру стержня
39. Знаменатель полного обозначения электрода марки АНО-4 выглядит так:
Е43 1-РБ21
Что обозначает цифра 2?
а) для сварки во всех пространственных положениях, кроме вертикального сверху вниз
б) для сварки нижнего, горизонтального и вертикального снизу вверх
в) во всех пространственных положениях
40. Катет шва наиболее точно можно измерить с помощью
а) металлической линейки
б) угольника
в) штангенциркуля
г) шаблона
41. Знаменатель полного обозначения электрода марки УОНИИ-13/45 пишется так:
Е432(5)-Б10
Что обозначает цифра 0?
а) для сварки на постоянном токе любой полярности и на переменном токе с напряжением холостого хода источника переменного тока 50В
б) для сварки на постоянном токе любой полярности
в) для сварки на постоянном токе обратной полярности
42. Покрытые электроды перед работой надо:
а) просушить на батареях отопления
б) просушить в сушильных шкафах
в) прокалить в электропечах
43. Расшифровать тип электрода Э46А, где Э - электрод, 46-А - это:
а) предел текучести, легированный азотом
б) предел текучести, уменьшенное содержание серы и фосфора
в) временное сопротивление разрыву
44. Что указывается в типе электрода для сварки легированных сталей?
а) временное сопротивление на разрыв
б) химический состав стержня
в) химический состав покрытия
45. Что означает цифра 2 в обозначении марки электрода
Э46-АНО4—УД
Е 430-Р21
а) пространственное положение сварки
б) род тока
в) полярность тока
г) вид электродного покрытия
46. Подставить недостающую цифру вместо звездочки в условное обозначение электрода:
Э42А-УОНИ-13/45-3,0-УД
Е432(5) Б*0
а) 1
б) 2
в) 3
47. К какому полюсу источника питания подключается электрод при сварке на обратной полярности?
а) к положительному полюсу
б) к отрицательному полюсу
в) не имеет значения
48. Номинальный сварочный ток и напряжение источника питания – это:
а) максимальный ток и напряжение, которые может обеспечить источник
б) напряжение и ток сети, к которой подключен источник питания
в) ток и напряжение, на которые рассчитан нормально работающий источник
49. Для чего используется обратный провод?
а) для соединения электрода с источником питания
б) для соединения изделия с источником питания
в) для соединения электрода и изделия с источником питания
50. Выберите тип электрода для сварки углеродистых сталей
а) Э-150
б)Э-80
в)Э-46
51. Выбор типа, марки электрода зависит от
а) диаметра электрода
б) толщины покрытия
в) марки свариваемого металла
52. Для чего в разделке заготовок делают притупление кромок?
а) для лучшего провара корня шва
б) исключить прожог
в) для получения качественного сварного изделия
53. Укажите газ, не оказывающий отрицательного влияния на качество сварного шва
а) азот
б) кислород
в) гелий
г) водород
54. Непосредственно к сварному шву прилегает участок
а) перегрева
б) неполного расплавления
в) нормализации
55. Разрушение при горячей пластической деформации (красноломкость) в стали вызывает
а) высокое содержание углерода
б) повышенное содержание серы
56. Усадка металла сварного шва наблюдается
а) при малой массе металла в сварочной ванне
б) при большой массе металла в сварочной ванне
57. Возбуждение сварочной дуги производится
а) твердым соприкосновением электрода с поверхностью заготовки
б) резким толчком заготовки электродом
в) постукиванием или легким касанием электрода по заготовке
58. Как влияет уровень легирования стали на ее свариваемость?
а) улучшается
б) ухудшается
в) остается без изменений
Оборудование
59. Выпрямители имеют маркировку
а) ВД
б) ТД
в) ТДМ
60. Если переключить соединение обмоток 3-х фазного трансформатора со звезды на треугольник, то сварочный ток
а) увеличится
б) не изменится
в) уменьшится
61. Как регулируется сила сварочного тока в балластном реостате РБ-201?
а) плавно
б) через каждые 15А, т.е. ступенчато
в) через каждые 10А, т.е. ступенчато
62. Как включаются обмотки трехфазного трансформатора при малых токах?
а) треугольником
б) звездой
в) параллельно
г) последовательно
63. Напряжение холостого хода источника питания – это:
а) напряжение на выходных клеммах при разомкнутой сварочной цепи
б) напряжение на выходных клеммах при горении сварочной дуги
в) напряжение сети, к которой подключен источник питания
64. Сварочный выпрямитель относится к:
а) оборудованию для сварки
б) сварочной оснастке
в) приспособлениям для сварки
65. Как осуществляется плавное регулирование силы тока в сварочном трансформаторе?
a) путем изменения расстояния между обмотками
б) путем изменения соединений между катушками обмоток
в) не регулируется
66. Обмотки трехфазного трансформатора при больших токах включаются
а) треугольником
б) звездой
в) параллельно
г) последовательно
67. ВД–306 обозначает:
а) выпрямитель диодный, напряжение 306в
б) выпрямитель для РДС, номинальный сварочный ток 300А
в) возбудитель дуги, сила тока 306А
68. Сварочный трансформатор является
а) источником переменного тока
б) источником постоянного тока
69. Температура плавления стали находится в промежутке
а) 900–1000 градусов
б) 1200–1600 градусов
в) 1600–1700 градусов
1. Поставьте операции по порядку (цифры 1-6)
1. зажигание дуги;
2. перемещение электрода;
3. удержание дуги;
4. подготовка кромок;
5. отбитие шлака;
6. сборка изделия.
2. Соотнесите виды покрытий с их обозначениями:
1) рутиловое 2) кислое 3) основное 4) целлюлозное
а) А б) Б в) Ц г) Р д) П
3. Вставьте пропущенное слово: "Сварочный ток, если уменьшить расстояние между обмотками сварочного трансформатора,_______________"
4. От каких параметров зависит выбор силы сварочного тока?
Диаметра электрода, марки стали детали, положения сварки в пространстве
5. Что не входит в дополнительные параметры режима сварки?
Напряжение на дуге, скорость сварки
6. Дополните предложение: "Сварочная электрическая дуга – это_____________________"
Столб газа, находящийся в состоянии плазмы
7. Как изменяется величина сварочного тока при увеличении длины дуги?
8. Дополните предложение: "Если свариваемые детали лежат под углом друг к другу и соприкасаются торцами, то это соединение называется _______________"
9. Сварочные швы средней длины – это швы длиной________мм
10. Перечислите основные параметры режима сварки
Сила тока, диаметр электрода, скорость сварки
11. Как называется дефект, представляющий собой продолговатые углубления (канавки), образовавшиеся в основном металле вдоль края шва?
12. Что нужно сделать с силой тока для сварки в горизонтальном положении?
13. Какой способ сварки труб применяется при неповоротном, недоступном положении?
14. При сварке в нижнем положении угол наклона электрода от вертикальной оси составляет______градусов
15. Дополните предложение: "Зона термического влияния – это____________________________"
Участок основного металла, не подвергшийся расплавлению, структура которого изменяется
16. Электроды с тонким покрытием обозначается буквой________
17. Основное покрытие электрода обозначается буквой______
18. Катет шва наиболее точно можно измерить с помощью_________
19. Расшифровать тип электрода Э46А, где Э – электрод, 46-А – это______________
Временное сопротивление разрыву, пластичность и вязкость металла шва
20. К какому полюсу источника питания подключается электрод при сварке на обратной полярности?
К положительному полюсу
21. Для чего используется обратный провод?
Для соединения изделия с источником питания
22. Для чего в разделке заготовок делают притупление кромок?
23. Как регулируется сила сварочного тока в балластном реостате РБ-201?
Через каждые 10А, т.е. ступенчато
24. Как включаются обмотки трехфазного трансформатора при малых токах?
25. Как осуществляется плавное регулирование силы тока сварочном трансформаторе?
Путем изменения расстояния между обмотками
26. Вставьте пропущенное слово: "Сварочный ток, если уменьшить расстояние между обмотками сварочного трансформатора,______________"
Свариваемость стали
Свариваемость – это реакция свариваемых металлов и сплавов на процесс сварки. Она определяет технологическую сторону процесса и эксплуатационную пригодность изделия.
Расплавление и кристаллизация металла в условиях сварки представляют собой сложный металлургический процесс, протекающий при неравномерном нагреве, перегреве и охлаждении металла в местах соединения заготовок. Процесс сопровождается структурными превращениями и перекристаллизацией металла. Это во многом определяет качество и надежность сварного соединения, т.е. совокупность приобретаемых свойств шва, которые обусловливают пригодность соединений и возможность использования сварной конструкции в технике.
На свариваемостьстали большое влияние оказывает ее химический состав.
Углерод – это важный элемент химического состава стали, определяющий ее свариваемость, прочность, вязкость, закаливаемость. Хорошо свариваются стали, содержащие не более 0,25% углерода. При более высоком его содержании, свариваемость стали, резко ухудшается, так как в нагретой околошовной зоне - термического влияния, образуются структуры закалки, приводящие к возникновению горячих и холодных трещин.
Сера– вредная примесь, образующая легкоплавкие соединения с железом, которые располагаются по границам зерен, ослабляя связь между ними с возникновением трещин в горячем состоянии. Это явление вызывается красноломкостью металла. Поэтому во избежание трещин в сварном шве содержание серы в свариваемых сталях должно быть менее 0,045%.
Фосфор – тоже вредная примесь. В сталях он вызывает появление хрупких структур, особенно при отрицательных температурах. Этот процесс называется хладноломкостью. Содержание фосфора в свариваемых сталях и сварных швах должно быть менее 0, 04%.
Марганец– это элемент химического состава стали, несколько повышающий прочность и упругость стали. При его содержании в сталях в пределах 0,3…0,8% процесс сварки не затрудняется. При содержании же марганца более 1,8% возникает опасность появления хрупкости и трещин, в связи с закаливаемостью такой стали.
Кремнийнесколько повышает прочность, упругость и твердость стали. При его содержании до 0,2…0,3%, свариваемость не ухудшается. При содержании более 0,8% условия сварки ухудшаются из-за высокой жидкотекучести стали и образования тугоплавких окислов кремния.
Хромповышает прочность, упругость и твердость стали, но при сварке образует карбиды хрома, ухудшающие коррозионную стойкость шва и прилегающую к нему околошовную зону. Он резко повышает твердость металла в этой зоне термического влияния и увеличивает вероятность возникновения трещин, способствует образованию тугоплавких окислов, затрудняющих процесс сварки. В подлежащих сварке безникелевых сталях содержание хрома не должно превышать 0,3%.
Молибденспособствует измельчению кристаллов (зерен стали), повышает прочность стали. Особенно это важно при ударных нагрузках и высоких температурах, но молибден вызывает появление трещин в наплавленном металле и в зоне термического влияния. В процессе сварки молибден активно окисляется и выгорает. В ответственных сварных конструкциях содержание молибдена не должно превышать 1%.
Ванадий способствует закаливаемости стали, чем, затрудняет сварку; он активно окисляется и выгорает. В ответственных сварных конструкциях содержание ванадия не должно превышать 1%.
Вольфрамувеличивает твердость стали и ее износостойкость при высоких температурах (красностойкость), но затрудняет процесс сварки ввиду сильного окисления. В состав стали, подлежащей сварке, вольфрам не вводится.
Кислород активно окисляет расплавленное железо, образуя хрупкие структуры, он окисляет и легирующие элементы. Расплавленный металл сварного шва необходимо защищать от взаимодействия с кислородом воздуха. Это является одной из функций электродного покрытия, которое при сгорании выделяет защитный (углекислый) газ. Для защиты от окисления сварку ответственных конструкций из нержавеющих сталей и цветных металлов осуществляют в таких защитных газах, как аргон, гелий.
Водород.При сварке атомы водорода легко растворяются в расплавленном металле, а при затвердевании металла вновь соединяются в молекулы, которые собираются в разных местах шва, образуя газовые пузырьки. Водород вызывает в металле шва пористость и мелкие трещины, он повышает хрупкость стали, снижая ее прочность и вязкость. Водород, как и кислород, который может соединиться с расплавленным металлом шва, находится в окружающем воздухе, влаге, оставшейся в непросушенном электродном покрытии, во флюсах и на поверхности свариваемого металла в виде воды, снега, инея. Водород также содержится и в ржавчине, которая может быть на сварочной проволоке или кромках заготовок. Защита расплавленного металла шва от водорода осуществляется одновременно с защитой от кислорода.
Наименее насыщается металл водородом при сварке постоянным током обратной полярности, большее насыщение – при сварке переменным током.
Никель, содержащийся в легированных сталях, значительно улучшает их свариваемость: он измельчает зерно, придает шву пластичность и прочность. При сварке никелесодержащих сталей требуется надежная защита их от воздействия кислорода воздуха. Никель дорог. Применение никелевых сталей должно быть технико-экономически обосновано.
Титан,содержащийся в легированных сталях, измельчает зерно, повышает пластичность шва и качество соединения. Нержавеющие стали для ответственных сварных конструкций должны содержать в своем составе помимо никеля, еще 4 -5% титана.
На свариваемость стали также, влияют режимы и способы сварки.
Чтобы правильно выбрать способ и режимы сварки, исключающие возникновение дефектов, необходимо знать технологическую свариваемость металла. Это его реакция на тепловые воздействия в околошовной зоне без расплавления, а также металлургические процессы плавления и последующей кристаллизации металла. По известному химическому составу стали можно прогнозировать, какова ее технологическая свариваемость. Но точность таких прогнозов не всегда надежна и, полагаться на них, можно при сварке небольшого количества малоответственных изделий. В случае изготовления значительного числа ответственных сварных конструкций, необходимо экспериментально определять технологическую свариваемость той партии металла, из которой будут изготовлены изделия. Способыопределения технологической свариваемости можно разделить на две группы.
Первая – когда прямым способом устанавливают свариваемость путем сварки одного или нескольких образцов изделия. При этом узнают о склонности металла к закалке или отсутствии таковой, о прочности и пластичности металла, об изменении микроструктуры. Полученные результаты отличаются высокой достоверностью;
Вторая– группа способов определения свариваемости проще и основана на имитации сварочных процессов. При этом косвенным способом, например, термообработкой при температурах, близких к сварочному процессу, определяют изменения в металле. Полнота и достоверность такой информации значительно ниже.
По свариваемости стали подразделяются на четыре группы, характеризующиеся способностью металлов образовывать при сварке соединения с заданными свойствами – прочные, герметичные, без хрупкости.
Первая группа – хорошо свариваемые стали, образующие сварные соединения высокого качества без применения особых приемов и подогрева до и после сварки. Это - низкоуглеродистые, низко- и среднелегированные стали. Например, от БСт1 до БСт4; от ВСт1 до ВСт4; от стали 08 до стали 25; стали 15Х; 20ХГА, 12ХН4А; 10ХСНД; 20Х23Н18Т; 12Х18Н9Т и другие требуемого химического состава.
Вторая группа – стали удовлетворительно свариваемые, которые для получения сварных соединений высокого качества требуют строгого соблюдения режимов сварки, применения специального присадочного материала, особо тщательной очистки свариваемых кромок, а в некоторых случаях – предварительного и сопутствующего подогрева до 150 0 С, последующий отжиг. Например, это стали БСт5сп; БСт5Гсп; сталь 30; сталь 35; сталь 20ХНЗА; сталь 12ХА и др.
Третья группа – стали с ограниченной свариваемостью в обычных условиях и склонные к образованию трещин. Содержат углерод от 0,35% до 0,5%, это могут быть и высоколегированные стали. Во избежание образования трещин их перед сваркой подвергают подогреву до 200…400 0 С с последующим отжигом. Например, БСт5пс; стали 40, 45, 50, 35ХН.
Четвертая группа – стали плохо свариваемые, практически не подлежащие сварке ввиду большого содержания углерода и легирующих элементов, приводящих к образованию трещин. Например, это стали 60Г, 70Г, 50ХН, 80С, У7, У10, У13, 9ХС, ХВГ, 3Х2ВФ. Качество сварных соединений таких сталей низкое, несмотря на предварительную сопутствующую и последующую термообработку.
К неудовлетворительно свариваемым сталям относятся и холодноупрочненные стали; арматура, упрочненная вытяжкой, сварка которой приводит к разупрочнению и повышению хрупкости.
Необходимо отметить, что свариваемость арматурной стали отличается от показателей свариваемости листа, фасонного проката для металлоконструкций. Например, арматурные стержни из Ст5 свариваются лучше, чем листовая сталь той же марки.
Читайте также: