filebar
Методические пособия по сварочным работам

Влияние окисных пленок на плавление и перенос присадочного металла

При сварке под флюсом сплава АМц концентрация входящих в его состав элементов в металле шва не только не снижается, а, наоборот, возрастает. Поскольку возможность легирования шва в принятых условиях сварки полностью исключается, то такой на первый взгляд маловероятный факт может быть объяснен лишь большими потерями алюминия в результате его испарения и окисления по сравнению с потерями присутствующих в нем примесей.

По результатам термодинамических расчетов многочисленных экспериментальных данных магний окисляется наравне с алюминием, присутствуя в сплаве в долях процента. Это обстоятельство заставляет ожидать ощутимых потерь магния при сварке, вызванных его окислением. Поскольку магний является упрочняющим элементом в сплавах, оценка его потерь при сварке имеет важное практическое значение. В настоящее время не представляется возможным точно оценить потери магния, вызванные его окислением, поскольку в общую величину потерь магния при сварке входят также потери, вызванные его испарением, в связи с тем, что магнии имеет более низкую точку кипения по сравнению с алюминием.

По результатам ориентировочных расчетов автора, магнии испаряется наравне с основой сплава — алюминием при концентрации в сплаве около 0,008% Mg. Однако некоторые косвенные признаки позволяют все же предположить, что значительная часть потерь магния при сварке связана с его окислением. При дуговой сварке по флюсу сплава АМгб потери магния из основного и присадочного металлов различны. Если из основного металла теряется до 5—10% Mg от общего его содержания в сплаве, то из присадочного металла—до 65% и более.

В условиях аргоно-дуговой сварки плавящимся электродом потери магния из присадочного металла резко сокращаются и не превышают 20—30% общего содержания в сплаве. Если учесть, что температура нагрева капель в условиях этих процессов примерно одинакова, то большую величину потерь магния в условиях процесса сварки под флюсом, по-видимому, можно связать с наличием окислительной атмосферы в зоне дуги.

Наличие на поверхности металла прочной окисной пленки сказывается на характере капельного переноса металла. При сварке в окислительной среде размер капель, переходящих с электрода, достигает очень большой величины и процесс горения дуги протекает крайне неустойчиво. В общем случае отрыв капли от электрода происходит в момент, когда силы, удерживающие каплю, становятся меньше сил, отрывающих каплю от электрода. В случае сварки алюминия капля металла на электроде находится в прочной оболочке, образованной окисной пленкой алюминия. Ввиду того что пленка обладает большой механической прочностью, для отрыва капли от электрода необходима сила значительной величины.

Можно предположить, что по мере увеличения капли оболочка из пленки растягивается и в ней образуются трещины, которые должны были бы привести к ее разрушению; однако при наличии кислорода в атмосфере металл в местах разрывов окисляется и сплошность окисной пленки восстанавливается. Разрыву пленки и переходу капли способствует также давление газов, образующихся в капле. При наличии в составе сплава легкоиспаряющихся элементов пленка может разрушаться со взрывом, однако величина капель при этом может сохраняться достаточно большой.
Яндекс.Метрика