Вопрос 3.
Какие металлургические процессы протекают при сварке плавлением?
Металлургические процессы при сварке протекают в зоне формирования сварочной ванны. Металлургию сварки характеризуют определенные физические и химические реакции, которые определяются взаимодействием плавящегося сплава со сварочными спецфлюсами, формирующимися в результате сварки шлаками и газами. Дополнительно в процессе проведения сварки происходят реакции, связанные со снижением температуры расплавленного сплава и кристаллизацией металла сварочной ванны.
Вопрос 4.
Какие отличительные особенности металлургических процессов при сварке по сравнению с выплавкой металлов?
сварка отличается от других металлургических процессов следующими особенностями:
Происходит при высокой температуре нагрева;
Протекает с большой скоростью, т.к. характеризуется очень малыми объемами нагретого и расплавленного металла;
При сварке имеет место быстрый отвод тепла от расплавленного металла сварочной ванны в прилегающие к ней зоны твердого основного металла;
На расплавленный металл в зоне сварки интенсивно воздействуют окружающие его газы и шлаки;
В ряде случаев для образования металла шва используется присадочный металл, химический состав которого может значительно отличаться от состава основного металла.
Высокая температура нагрева при сварке ускоряет процессы плавления электродного металла, основного металла, электродного покрытия и флюса. При этом имеет место значительное испарение, разбрызгивание и окисление веществ, участвующих в химических реакциях в зоне сварки.
Молекулы ряда элементов (О2, Н2, N2) при высоких температурах дуги частично распадаются на атомы (т.е. диссоциируют). В атомарном состоянии эти элементы обладают более высокой активностью, чем в молекулярном. Вследствие этого, окисление элементов, насыщение металла азотом и поглощение водорода в процессе сварки протекают более интенсивно, чем при обычных металлургических процессах.
Малые объемы расплавленного металла в сварочной ванне и интенсивный отвод тепла в окружающий (основной) металл обуславливают кратковременность протекающих химических реакций при высоких температурах процесса, поэтому не всегда эти реакции могут полностью завершиться. С другой стороны, сильно ускоряются процессы затвердевания и кристаллизации металла шва, что отражается на структуре твердого металла шва, получаемого после сварки, а также околошовной зоны основного металла.
Указанные особенности металлургических процессов при сварке затрудняют получение сварных швов высокого качества, особенно для металлов, чувствительных к быстрому нагреву и охлаждению, легко окисляющихся, склонных к образованию пористости, закалочных структур, трещин и других дефектов. Для сварки конструкций из таких металлов приходится применять специальную технологию и режимы, особые присадочные материалы, электроды, электродные покрытия, флюсы, в ряде случаев использовать предварительный и сопутствующий подогрев, а также последующую термообработку швов или целых изделий.