Электрошлаковая сварка углеродистых сталей

Для сварки углеродистых сталей в зависимости от их состава применяют специально разработанные для электрошлаковой сварки низкокремнистые марганцовистые (АН-8, АН-8М, АН-22) и фторидные (АНФ-8) флюсы (см. табл. 6.5). Возможно также применение флюсов, разработанных для дуговой сварки под флюсом, - АН-348-А, ФЦ-7, АНФ-7.

При электрошлаковой сварке флюс в шлаковую ванну подсыпают только для восполнения потерь, поэтому состав шлаковой ванны в процессе сварки изменяется. Это приводит к замедлению реакций, развивающихся между шлаком и металлом. По этой причине не используют кремне- и марганцевосстановительные процессы для легирования металла шва указанными элементами, так как по мере выполнения шва из-за развития указанных реакций шлаковая ванна будет обогащаться оксидами железа, а содержание оксидов кремния и марганца, наоборот, - понижаться. Помимо этого контактирование шлаковой ванны с атмосферой воздуха приведет к обогащению ее кислородом из-за развития реакции окисления на границе шлак - газовая среда:

4 (FeO) + {О2} = 2 (Fe2О3).

В свою очередь, образующиеся высшие оксиды железа не только замедляют развитие кремне-марганцевосстановительных процессов, но и приведут к окислению металла сварочной ванны:

(Fe2О3) + [Fe] = 3 (FeO),

поскольку монооксид железа будет перераспределяться между шлаком и металлом.

Следовательно, легирование металла шва через флюс за счет развития кремне-марганцевосстановительных процессов наблюдается только при выполнении начального участка шва длиной 100—150 мм, когда жидкий металл взаимодействует со свежим шлаком. При дальнейшем выполнении шва шлаковая ванна будет окислять жидкий металл. Для раскисления металла шва и шлаковой ванны, а также легирования металла шва используют легированные электроды (проволоку и пластины).

Низкоуглеродистые стали в основном сваривают под низкокремнистыми флюсами, например, АН-8, АН-22 в сочетании с электродной проволокой Св-10Г2, Св-08ГС. Для среднеуглеродистых сталей в некоторых случаях применяют фторидные флюсы, содержащие оксиды кальция (АНФ-7, АНФ-8), в сочетании с электродной проволокой Св-12ГС, Св-10Г2. Применение подобных флюсов позволяет снизить склонность металла шва к образованию горячих трещин.

Швы, выполняемые электрошлаковой сваркой, по сравнению со швами, выполненными дуговой сваркой, менее склонны к образованию пор, шлаковых включений, горячих трещин. Процесс электрошлаковой сварки менее чувствителен к влажности флюса, ржавчине и загрязнению кромок. Это обусловлено особенностями сварки: вертикальным расположением оси шва, малой скоростью сварки и благоприятными условиями кристаллизации, облегчающими удаление из сварочной ванны газовых пузырей и шлаковых включений.

При электрошлаковой сварке под марганцовистыми флюсами на начальном участке шва наблюдается переход фосфора из шлака в металл шва. Поскольку фосфор попадает в шлак как примесь марганцевой руды, использование флюсов с пониженным содержанием МnО, например флюса АН-22, позволяет снизить загрязнение металла шва фосфором. Исходная концентрация серы в металле шва при использовании марганцовистых флюсов (АН-8, АН-22) и стандартных электродных проволок практически не изменяется. Применение фторидных флюсов, особенно при наличии в их составе оксида кальция (флюс АНФ-7), обеспечивает удаление серы из сварочной ванны.

Образование пор в металле шва при электрошлаковой сварке в основном связано с выделением оксида углерода в процессе кристаллизации. Вероятность образования пор в этом случае возрастает с увеличением окисленности металла сварочной ванны (например, из-за наличия окалины на свариваемых кромках) и понижается с повышением содержания кремния. Наиболее часто поры из-за выделения оксида углерода возникают при сварке сталей кипящих плавок; их образование предупреждается при использовании электродной проволоки Св-08ГС, обеспечивающей достаточное содержание кремния в металле шва.

Образование пор из-за водорода при электрошлаковой сварке наблюдается только в случае интенсивного попадания влаги в зону сварки; например, протекания водоохлаждаемых ползунов.

При сварке сталей с повышенным содержанием углерода и кремния (например, стали 40) возможно образование горячих трещин. В подобных случаях образование горячих трещин предупреждают путем увеличения коэффициента формы сварочной ванны (см. рис. 6.3), применения фторидных флюсов, снижения в металле шва содержания углерода. При электрошлаковой сварке коэффициент формы в значительной мере определяется сварочным током. Увеличение коэффициента формы шва наблюдается при снижении сварочного тока. Этому способствует также переход от одноэлектродной электрошлаковой сварки к многоэлектродной, от электродной проволоки к электродной пластине.

Малая скорость электрошлаковой сварки и большое тепловложение способствуют формированию крупнозернистой структуры металла шва и зоны термического влияния. Это сказывается на свойствах металла. Особенно заметно снижение ударной вязкости металла зоны сплавления. Для некоторого измельчения структуры и повышения пластических свойств металла шва и зоны термического влияния применяют термообработку общую или местную. В большинстве случаев проводят нормализацию или нормализацию с высоким отпуском.

Металл шва, выполненный электрошлаковой сваркой, имеет высокие механические свойства, которые можно регулировать, изменяя состав электродной проволоки и режим термообработки.



 
 
Добавить предприятие
 


 
 
 
 
 
 
 
Тел.: (8552) 39-71-29
промышленные предприятия Условия использования материалов сайта Политика конфиденциальности
 
Создание сайта Вебцентр