Лекція 25 і Привітання та перевірка присутніх учнів на уроці. Іі Опитування учнів щодо матеріалів попереднього уроку

1. Металлургические процессы при сварке под флюсом.

2. Для чего вводят Si и Mn в металл шва

3. Металлургические процессы при сварке в бреде CO₂

4. Металлургические процессы при сварке в бреде Az, He

5. Какое действие оказывает «С» на оксид железа?

ІІІ Тема уроку Металургійні процеси при електрошлаковому зварюванні

IV Мета уроку познайомити студентів з металургійними процесами які відбуваються при електрошлаковому зварюванні.

V Послідовність викладу матеріалу

Металлургические процессы при электрошлаковой сварке характеризуется следующими особенностями:

1. В плавильной зоне отсутствует газовая фаза;

2. Температура в зоне сварки ниже чем при дуговой;

3. Сменность шлака-флюса незначительна;

4. При сварке имеют место электролиз шлака шлаковой ванны;

5. Поверхность шлаковой ванны заметно окисляется кисло родом воздуха.

Шлаковая ванна имеет 2 температурные области: высокотемпературная, примыкающая непосредственно к торцу электрода, и низкотемпературная область которая занимает остальной оббьем шлаковой ванны. При ЭШС содержание «S» и «Р» в металле шва невелико. Десульфация метала производится за сет компонентов шлака: MnO, CaO, CaF_2.

Электрошлаковая (ЭШС) сварка производится «-» токе.

VI Навчальні та наочні посібники: плакат, формули на дошці реакцій.

VII Закріплення матеріалу уроку: Дати характеристику ЄШС, основні переваги перед електродуговим зварюванням.

VIII Домашнє завдання С.И. «Технология электрической сварки плавлением», Л.Машиностроение, 1987 стр 141-144

Металургійні процеси при електрошлаковому зварюванні

Металлургические процессы при электрошлаковой сварке отличаются от дуговой сварки следующими особенностями:

1. В плавильной зоне отсутствует газовая фаза;

2. Температура в зоне сварки ниже, чем при дуговой;

3. Сменность шлака-флюса незначительная;

4. При сварке имеет место электролиз шлака шлаковой ванны;

5. Поверхность шлаковой ванны заметно окисляется кислородом воздуха.

Из-за отсутствия шлаковой фазы металлургические процессы происходят между жидким шлаком и металлом. Активность реакции между металлом и шлаком зависит от температуры. Исследования показали что в шлаковой ванне имеются две температурные области.

Высокотемпературная примыкающая непосредственно к торцу электрода в которой протекают процессы восстановления кремния и марганца из оксидов по реакциям:

2Fe₂+SiO↔2FeO+Si

Fe+MnO↔FeO+Mn

И низкотемпературная область, которая занимает остальной оббьем шлаковой ванны. При сварке проволокой марки СВ-08 происходит окисление марганца и кремния, а при сварке сварочной проволокой, содержащий много кремния, в высокотемпературной области восстанавливается марганец за счет окисления кремния.

При сварке под флюсом дуга перемещается равномерно вдоль ввариваемых кромок плавятся и вступают во взаимодействие новые порции металла и флюса при неизменном режиме сварки состав металла шва по длине остается одинаковым.

При электрошлаковой сварке непрерывно расплавляются основной и электродный металлы с жидким шлаком.

В начале процесса наблюдается переход марганца и кремния из флюса в металл. По мере протекания кремне марганцево восстановительных процессов в шлаковой ванне уменьшается концентрация оксидов кремния и марганца и накаливается оксид железа FeO, что в значительной мере зависит от окисления шлаковой ванны кислородом воздуха по реакциям:

4Feo+O₂→2Fe₂O₂

Fe₂O₂+Mn→2FeO+MnO

Fe₂O₂+C→2FeO+CO↑

Происходит вторгание полезных примесей и химический состав металла шва по длине не одинаковый, что отрицательно сказывается на качестве сварных соединений.

Для сохранения химического состава по длине шва и содержания в шве марганца электрошлаковых конструкциях сталей производят сварочной проволокой СВ-10Г2. Под высококремнистым марганцевым флюсом.

Кремний из флюса переходит в шов за счет марганца:

2Mn+SiO₂=2Mno+Si

При электродуговой сварке содержание серы и фосфора в металле шва невелико, а десульфацию металла при ЭШС производится за компонентов шлака: Mn, CaO, CaFe₂ .

На металлургический процесс и химический состав шва при ЭШС оказывает существенное влияние род тока и полярность подключения.

Шлак представляет собой электролит, который состоит из такого металла, кислорода и окислов металла.

При прямой полярности электродная проволока является катодом, к ней направляются положительные заряды ионов марганца и уменьшается вероятность его окисления и перехода в шлак.

При сварке на обратной полярности к аноду направляются иона кислорода и кислородо содержащие соединения окисляющие марганцем, кремнием, и другими элементами, повышающих прочность металла шва и его стойкость против горячих трещин, ухудшается качество шва. Электрошлаковая сварка производится на «-» токе.

Уменьшение окисление марганца происходит при повышении тока, понижение напряжения и уменьшение глубины шлаковой ванны.

Литература:

С.И.Думов «Технология электрической сварки плавлением»

Л.Машиностроение, 1987

стр141-144