Металлические элементы в сварочной проволоке: Влияние на качество сварки | MachineMFG

Металлические элементы в сварочной проволоке: Влияние на качество сварки

0
(0)

Что касается элементов сплава, таких как Si, Mn, S, P, Cr, AI, Ti, Mo и V, содержащихся в сварочной проволоке, то каково влияние этих элементов сплава на производительность сварки? Ниже приведены пояснения по каждому элементу:

Металлические элементы сварочной проволоки

Кремний (Si)

Кремний - наиболее часто используемый раскисляющий элемент в сварочной проволоке. Он может предотвратить соединение железа с кислородом и уменьшить содержание FeO в расплаве.

Однако если для раскисления используется только кремний, то в результате образуется SiO2 имеет высокую температуру плавления (около 1710℃), а образующиеся частицы имеют малый размер и с трудом выплывают из расплавленной ванны. Это может привести к попаданию шлака в металл шва.

Марганец (Mn)

Функции марганца схожи с функциями кремния, но его способность к раскислению немного уступает кремнию. Если для раскисления используется только марганец, то получаемый MnO имеет более высокую плотность (15,11 г/см3), а также трудно выплыть из расплавленного бассейна.

Помимо функции раскисления, марганец в сварочной проволоке может соединяться с серой, образуя сульфид марганца (MnS), который можно удалить (десульфуризировать), тем самым снижая склонность к горячему растрескиванию, вызванному серой.

Поскольку при использовании кремния или марганца для раскисления трудно удалить продукты раскисления по отдельности, обычно используется комбинация кремния и марганца, образующая композит силиката (MnO-SiO2) во время раскисления.

MnO-SiO2 имеет более низкую температуру плавления (около 1270℃) и более низкую плотность (около 3,6 г/см3). Он может коагулировать в большие блоки шлака и выплывать из расплавленного бассейна, достигая хорошего эффекта раскисления.

Марганец также является важным элемент сплава в стали и важный элемент закалки. Он оказывает значительное влияние на вязкость металла сварного шва.

При содержании Mn менее 0,05% металл шва обладает высокой вязкостью. При содержании Mn более 3% металл шва становится хрупким. При содержании Mn от 0,6% до 1,8% металл шва обладает высокой прочностью и вязкостью.

Сера (S)

Сера в стали часто присутствует в виде сульфида железа, который распределяется в виде сетки по границам зерен и значительно снижает вязкость стали. Эвтектика температура железа и сульфида железа относительно низкая (985℃).

Поэтому во время горячей обработки, поскольку начальная температура обычно составляет 1150-1200℃, эвтектика железа и сульфида железа уже расплавилась, что приводит к образованию трещин в процессе обработки.

Это явление известно как "горячая хрупкость серы". Свойство серы делает сталь склонной к образованию горячих трещин во время сварки.

Поэтому содержание серы в стали строго контролируется. Основное различие между обычной углеродистой сталью, высококачественной углеродистой сталью и улучшенной высококачественной сталью заключается в содержании серы и фосфора.

Как упоминалось ранее, марганец обладает десульфурирующим действием, поскольку он может образовывать с серой сульфид марганца (MnS) с высокой температурой плавления (1600℃), который распределяется в зернах в гранулированной форме.

При горячей обработке сульфид марганца обладает достаточной пластичностью, чтобы устранить вредное воздействие серы. Поэтому поддержание определенного содержания марганца в стали полезно.

Фосфор (P)

Фосфор может быть полностью растворен в феррит в стали. По своему упрочняющему действию на сталь он уступает только углероду и увеличивает прочность и твердость из стали.

Фосфор также может повысить коррозионную стойкость стали, но значительно снижает ее пластичность и вязкость. Особенно сильно этот эффект проявляется при низких температурах, что известно как явление "фосфорной холодной хрупкости".

Поэтому он вреден для сварки и повышает восприимчивость стали к растрескиванию. Содержание фосфора в стали, как примеси, также должно быть ограничено.

Хром (Cr)

Хром может увеличить прочность и твёрдость стали При этом пластичность и вязкость снижаются в меньшей степени. Хром обладает сильными антикоррозийными и кислотостойкими свойствами, поэтому аустенитные нержавеющие стали обычно содержат больше хрома, чем 13%.

Хром также обладает сильными антиокислительными и жаропрочными свойствами. Поэтому хром также широко используется в жаропрочных сталях, таких как 12CrMo, 15CrMo и 5CrMo. Хром присутствует в стали в определенных количествах.

Хром является важным компонентом аустенитной стали и составной частью феррита. Он может улучшить стойкость к окислению и механические свойства легированная сталь при высоких температурах. В аустенитной нержавеющей стали, когда общее количество хрома и никеля составляет 40%, а соотношение Cr/Ni равно 1, наблюдается тенденция к образованию горячих трещин.

Однако при соотношении Cr/Ni, равном 2,7, тенденция к образованию горячих трещин отсутствует.

Поэтому в целом, когда соотношение Cr/Ni составляет около 2,2-2,3 в стали типа 18-8, хром может легко образовывать карбиды в легированной стали, снижать теплопроводность и вызывать трудности при сварке из-за образования оксида хрома.

Алюминий (AI)

Алюминий является одним из сильных раскислителей. Поэтому использование алюминия в качестве раскислителя может не только снизить производство FeO, но и облегчить процесс восстановления FeO, эффективно подавляя химическую реакцию газа CO, образующегося в расплавленном бассейне, и улучшая способность противостоять пористости CO.

Кроме того, алюминий может соединяться с азотом, образуя эффект фиксации азота, что снижает азотную пористость.

Однако использование алюминия для раскисления приводит к образованию высокоплавкого AI2O3 (около 2050℃), который существует в твердом состоянии в расплавленной ванне и легко вызывает захват шлака в металл шва.

В то же время алюминийсодержащая сварочная проволока склонна к образованию брызг, а чрезмерное содержание алюминия может снизить устойчивость металла шва к горячему растрескиванию.

Поэтому содержание алюминия в сварочной проволоке должно строго контролироваться и не должно быть слишком высоким. Если содержание алюминия в сварочной проволоке контролируется должным образом, то твердость, предел текучести и прочность на разрыв металла шва несколько повышаются.

Титан (TI)

Титан также является сильным раскислителем и может соединяться с азотом, образуя TiN, играя роль фиксатора азота и улучшая способность металла шва противостоять азотной пористости.

Если в структуре металла сварного шва присутствует соответствующее количество титана и бора (B), его структура может быть уточнена.

Молибден (Mo)

Молибден может повысить прочность и твердость легированной стали, уточнить размер зерна, предотвратить отпускную хрупкость и склонность к перегреву, а также повысить высокотемпературную прочность, прочность на ползучесть и долговечность.

Когда содержание молибдена составляет менее 0,6%, он может улучшить пластичность, уменьшить склонность к образованию трещин и повысить ударную вязкость. Молибден также имеет тенденцию способствовать графитизации.

Поэтому содержание молибдена в жаропрочных сталях, таких как 16Mo, 12CrMo, 15CrMo и т.д., обычно составляет около 0,5%.

Когда содержание молибдена в легированной стали составляет от 0,6% до 1,0%, молибден может снизить пластичность и вязкость легированной стали и увеличить ее склонность к закалке.

Ванадий (V)

Ванадий повышает прочность стали, уменьшает размер зерна, снижает склонность к росту зерна и улучшает прокаливаемость.

Ванадий является относительно сильным карбидообразующим элементом, а образуемые им карбиды стабильны при температуре ниже 650℃.

Он также обладает эффектом возрастного упрочнения. Карбиды ванадия обладают высокотемпературной стабильностью и могут повышать высокотемпературную твердость стали. Ванадий также может изменить распределение карбидов в стали, но он склонен к образованию тугоплавких оксидов, что затрудняет сварку и резку.

Обычно, когда содержание ванадия в металле шва составляет около 0,11%, он может играть роль в фиксации азота, превращая неблагоприятную ситуацию в благоприятную.

Насколько публикация полезна?

Нажмите на звезду, чтобы оценить!

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Оценок пока нет. Поставьте оценку первым.

Так как вы нашли эту публикацию полезной...

Подписывайтесь на нас в соцсетях!

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Прокрутить вверх