filebar
Методические пособия по сварочным работам

Высокие защитные свойства вакуумной среды

Высокие защитные свойства вакуумной среды подтверждены экспериментально на активных и тугоплавких металлах путем сравнения качества металла швов, выполненных дугой в камере с аргоном и электронным лучом в вакууме. Так, при сварке циркония, который является одним из наиболее активных гетеров, измерение твердости показало, что твердость металла в зоне шва, выполненного в камере с аргоном, почти в два раза больше, чем сваренного в вакууме. При сварке в вакууме твердость металла шва близка к твердости основного отожженного металла. Значительное уменьшение твердости металла при сварке в вакууме объясняется более совершенной защитой, вследствие чего отсутствует загрязнение расплавленного и нагретого до высоких температур металла кислородом и азотом воздуха.

Уменьшение содержания газов в металле шва приводит к значительному улучшению его пластичности. Увеличение пластичности металла шва за счет использования вакуумной защиты можно иллюстрировать данными, полученными при сварке очень чувствительного к газам металла — молибдена ,Из табл. 6 видно, что наибольшей пластичностью обладают швы из молибдена партии, минимально загрязненного кислородом. Пластичность соединений, выполненных в вакууме, во всех случаях почти в полтора раза выше, чем сваренных в камере с контролируемой атмосферой.

Снижение степени загрязнения металла влечет за собой повышение чистоты границ зерен, что значительно улучшает устойчивость металла шва против коррозии. Сравнительные испытания на коррозионную стойкость металла шва циркония показывают, что скорость коррозии сварных швов, выполненных в камере с аргоном, несколько выше скорости коррозии швов, выполненных в вакууме.

Изучение действия вакуума на расплавленный и нагретый металл показывает, что вакуум является не только защитной средой, предохраняющей металл от действия атмосферы, но роль его состоит также в ускорении и в более полном завершении термодинамических процессов, протекающих в расплавленном и нагретом металле. Кинетическая роль вакуума наиболее ярко проявляется в резком ускорении выхода газов из металла, а термодинамическая — в значительно более полном удалении примесей.

Установлено, что вакуумная среда активно воздействует на нагретый расплавленный металл сварного соединения, обеспечивая его дегазацию, повышение плотности, удаление окислов, примесей и загрязнений как с поверхности, так и из внутренних слоев металла. Одним из наиболее распространенных пороков, встречающихся в сварных швах, являются газовые поры. Газовая пористость возникает в результате наличия в жидком металле избыточного количества газов, которые с понижением температуры металла выделяются из него вследствие уменьшения их растворимости. Эти газы, коагулируя, приводят к образованию пузырьков, которые, не успевая всплыть на поверхность, образуют поры в закристаллизовавшемся металле и на разделе твердой и жидкой фаз. Причиной образования пор является повышенное содержание газов, которые попадают в сварочную ванну вследствие воздействия атмосферы и компонентов защитной среды или присутствуют в свариваемом металле.

Существует ряд способов борьбы с газовыми порами при сварке плавлением. Однако эта проблема до настоящего времени остается полностью неразрешенной вследствие того, что основная причина — насыщение металлов газом — при существующих способах защиты при сварке не устраняется. Использование вакуумной защиты при сварке является одним из наиболее совершенных методов предупреждения образования пор в металле шва.
Сварка в вакууме дает возможность почти полностью устранить причины, вызывающие образование газовых пор, вследствие отсутствия над сварочной ванной газовой среды, из которой могло бы происходить поглощение газов металлом. Кроме того, вакуум активно способствует удалению газов из металла.

Яндекс.Метрика