Термины и определения в сварочных работах.

Термины и определения, используемые для сварных конструкций, установок, соединений или швов установлены гостом. Соединения это конструктивное скрепления частей изделий. Разделяют разъемные соединения (например, болтовые) их можно разбирать и заново собирать, и неразъемные (сварные или заклепочные).

Сварными соединениями называются неразъемные соединение двух или больше частей, сделанные при помощи сварки. В сварочное соединение включается шов, прилегающая к нему область главного металла со структурными преобразованиями вследствие термического воздействия сварки и прилегающие к ней места главного металла. Сварной шов является участком сварного соединения, возникшего вследствие кристаллизации расплавленного металла либо вследствие пластической деформации во время сварки давлением либо сочетания кристаллизации с деформацией.

Сварной узел это элемент сварной конструкции, в ней сварены прилегающие друг к другу части. Сварной конструкцией называют металлическую конструкцию, изготовленную из определенных деталей или узлов при помощи сварки.

Металл детали, подлежащий соединению сваркой, именуют главным металлом. Металл, который подается в участок дуги как дополнительный к расплавленному главному металлу, называется присадочным металлом.
Переплавленная присадка, введенная в сварочную ванну либо наплавленная на главный металл, называется наплавленным металлом. Сплав, созданный переплавленным главным или главным вместе с наплавленным металлом, именуют металлом шва.

Качество сварного изделия определяют видом сварного соединения, его формой и величиной сварочных соединений и швов, также их месторасположением относительно воздействующих сил, мягкостью перехода от сварочного шва к главному металлу. Выбирая тип сварного соединения нужно учитывать условия эксплуатации, метод и условия производства сварной конструкции, экономию главного металла, электродов.

Сварочные металлургические процессы.

Общие сведения. Своей природой дуговая сварка плавлением является металлургическим процессом, что представляет собой высокотемпературные процессы взаимодействия расплавленного металла, газов и сварными шлаками, а также застывающего металла с жидкими и кристаллизующимися шлаками. Данные процессы происходят в момент плавления электрода, перетекания капли жидкого металла по дуговому промежутку и сварочной ванне.

Металлургические процессы, протекающие в стандартных сталеплавильных печах, отличаются от сварочных процессов некоторыми особенностями. Небольшой объем сварочной ванночки и быстрота ее остывания приводят к тому, что возникнувшие реакции не все завершаются. Кроме этого появляются препятствия полноценному очищению шовного металла от разных оксидов, неметаллических включений или газов, которые из-за стремительного затвердевания шовного металла не успевают выйти к поверхности сварочной ванночки.

Активное взаимодействие жидкого металла и окружающей газовой средой со шлаками, нагретыми до очень высокой температуры, содействует добавочному насыщению шовного металла газами и включениями шлаков. Большая температура дуги и сварочной ванночки приводит к диссоциации всех газов, то есть распаду, к примеру, кислородных молекул, азота и водорода на атомы.

Пребывая в атомарном состоянии, данные газы делаются очень активными и начинают взаимодействовать с шовным металлом, быстро ухудшают его качество. Вследствие металлургических процессов может случиться окисление и раскисление швов, легирование его соответственными элементами, а также растворяемость и выделение в швах азота, водорода и прочих газов.

Структура и форма сварной ванны. Сварочная ванна представляет собой часть металла шва, который находится во время сварки в расплавленном виде, занимающем относительно маленький объем расплавленного металла, формируемый под влиянием теплового источника из расплавляемых главного и присадочного металлов додающий при затвердевании сварочный шов.

Расчет сварочных соединений.

Надежность сварных соединений главным образом зависит от прочности используемых материалов, их свариваемости, точного подбора электродов в соответствии с нужными физико-химическими качествами главного металла, от метода выполнения и режима сварки, а также от вида и размеров сварочного соединения.

Проводя расчет соединения на его крепкость учитывают, что его твердость обусловливается прочностью самого слабого компонента. Таким компонентом чаще всего является металл шва и прилегающие к нему участки термического воздействия. Ее крепкость порой ниже прочности главного метала. Вследствие этого во время конструирования сварных изделий учитывается размещение сварного соединения относительно функционирующих сил, вида соединения, типа сварки и сварные материалы. Верное сочетание всех этих моментов дает возможность гарантировать прочность всего сварочного изделия.

Расчет сварочных швов на твердость сводится лишь к определению напряжений, которые появляются в соединении от разных нагрузок. Проэктируя сварные конструкции применяют два главных способа расчета: 1. по возможным напряжениям; 2. по предельным состояниям.

Фактор запаса прочности имеет разные значения, что находятся в зависимости от уровня ответственности сварочной конструкции и условия ее эксплуатации. Более точным способом расчета конструкций, что учитывает условия их работы, считается способ расчета по некоторым состояниям.

Перенос электродного металла.

Кончик электрода во время сварки разогревается до температуры 2300—2500 градусов и в результате этого на нем появляются капли расплавившегося металла. Перенос металла это процесс перехода расплавленного металла электрода в сварочную ванну. Перенесение металла всегда идет от сварного электрода к детали. Непосредственно на металле заготовки под сварочной дугой создается углубление, наполненное жидким металлом именуемое сварочной ванной. В то же время под воздействием дуговой теплоты расплавляется металл на кончике электрода и в форме капель протекает через дуговой промежуток, к сварочной ванне, создавая сварной шов.

Сначала под воздействием теплоты дуги опаливается конец электрода и происходит плавление главного металла. Оплавившийся шар металла электрода приобретает форму капли с формированием у ее основания своеобразной шейки. Поперечное сечение такой шейки по истечении определенного времени уменьшается. Это способствует значительному повышению плотности тока возле шейки, из-за чего капля под воздействием электродинамических сил начинает отрываться от электрода и переносится по дуге, а дальше происходит взаимодействие капли и сварочной ванны.

Характер плавления и перенесения металла электрода оказывает большое воздействие на эффективность сварки, процесс металлургических течений. От него зависит стабильность горения дуги, потери металла и формирование шва. Капли жидкого металла перетекают с электрода в сварную ванну в момент горения сварочной дуги в любых пространственных положениях. Всего за 1 секунду от электрода отрывается и перетекает на поверхность изделия несколько капель расплавившегося металла. При значительных плотностях тока за 1 секунду может сформироваться несколько десятков капель.

Взаимодействие газов с расплавленным металлом.

Ключевые реакции в области сварки. Во время дуговой сварки фаза газов дуговой зоны, что контактирует с расплавленным металлом, включает в себя смеси и продукты их распада, а также пары металла и шлака. Попадание азота в область сварки происходит главным образом с воздуха. Воздух так же является источником водорода и кислорода.

В области высоких температур идет распад газовых молекул на атомы. Азот, водород и молекулярный кислород переходят в атомарное состояние. Газовая активность в атомарном состоянии быстро повышается. В момент контакта кислорода и жидкого металла происходит процесс его растворения в металле, а достигнув предела растворимости — химическая реакция с образованием оксидов. Параллельно идет окисление примесей и легирующих компонентов, находящихся в металле. Окисление элементов, которые имеют большое сродство с кислородом, происходит в первую очередь.

Водород является вредной примесью, поскольку служит главной причиной появления пор в области термического влияние и самом шве, водород так же способен растворятся в большей части металлов. Присутствие углекислого газа в зоне дуги влияет на активное окисление металлов.

Образующийся углеродный оксид СО в шовном металле не растворяется, однако он выделяется в ходе кристаллизации сварочной ванночки и может образовать поры. Углекислый газ используют для защиты области сварки при применении раскисляющих компонентов, нейтрализующих окислительное действие С02. Присутствующий в газовой фазе пар воды, взаимодействует с расплавленным металлом. При сварке жидкий металл втягивает из воздуха кислород с азотом. Вследствие насыщения металла данными газами его механические качества ухудшаются.www.vsedlyadoma.org

Изготовление электродов.

Приготовление покрытия электродов на стержне заключается в измельчении ингредиентов, что составляют покрытие, перемешивании их, а также замешивании порошков на жидковатом стекле. Покрытием или как его еще называют обмазкой, покрывают электродные стержни двумя методами: окунанием и опрессовкой. Свойства нанесенного покрытия характеризуется в первую очередь его равномерностью по всей длине стержня, толщиной, месторасположением относительно стержня.

Во время нанесения покрытия на стержни электродов окунанием необходимо время от времени размешивать обмазочную массу, вынимать электрод из данной массы вертикально с одинаковой скоростью. Запрещается допускать отекание покрытия по длине стержня при сушке электродов. Нанесение покрытия на стержни опрессовкой осуществляют в специально предназначенных обмазочных станках.

Методика производства электродов оказывает значительное влияние на их технологические свойства и физико-химические характеристики наплавленного слоя металла. В соответствии со стандартом электроды с покрытием делают из проволоки, диаметр которой около 1.6 — 12 миллиметров и длиной 250 — 450 миллиметров. Самое широкое применение получили электроды с диаметром 4 — 5 миллиметров и длиной 400 — 450 миллиметров.

Типы покрытий. Покрытия обеспечивают различную защиту. У одних доминирует газовая защита у других же шлаковая. Также по-разному может производиться выведение из шовного металла такого нежелательного вещества как водород из-за кислорода или фтора. Разнообразным может быть и уровень очистки металла шва от серы с фосфором.