Включения в сварных швах
11 марта, 2016 
admin Неметаллические включения, находящиеся в металле сварного шва, можно разделить на две группы: 1) включения, которые образуются в сварочной ванне в результате различных физико-химических процессов, т. е. имеющие эндогенное происхождение; 2) включения, которые вносятся в сварочную ванну извне, т. е. имеющие экзогенное происхождение. В зависимости от состава неметаллические включения могут быть оксидными, сульфидными, нитридными и карбидными. Большая часть неметаллических включений, образующихся в сварном шве, эндогенного происхождения. При этом образованию неметаллических включений в сварочной ванне будут способствовать обогащение жидкого металла примесями вследствие ликвационных явлений и понижение совместной растворимости примесей при охлаждении металла сварочной ванны. Экзогенное образование неметаллических включений может происходить в результате перехода в сварочную ванну части расплавленного покрытия в виде отдельных капель или вместе с электродным металлом за счет перехода оксидов, находя-
|
Таблица 1. Состав оксидных неметаллических включений при сварке электродами и в среде С02 [5, 6, 125, 163]
|
 |
|
|
|
|
|
|
|
щихся на поверхности свариваемых деталей, а также в результате неполного удаления шлаковой корки с поверхности предыдущего валика при многослойной сварке и наплавке.
![Подпись: Таблица 3. Состав сульфидных неметаллических включений в сварных швах [5, 164] Электрод, проволока, флюс Содержание во включениях, % (по массе) FeS MnS ЦМ-7 52,4 46,6 ЦМ-9 65,4 34,6 ОСЦ-45 67,2 32,8 СВ-08ГСА * 74,0 26,0 СВ-08ГС * 50,7 49,3 СВ-08Г20 * Электрод с покрытием 42,8 57,2 меловым 81,2 18,8 руднокислым * Сварка в среде СО*. 69,5 30,5](/img/3120/image051.png "Включения в сварных швах")
Формы и размеры включений в металле шва во многом зависят от их температуры плавления, которая, в свою очередь, определяется составом включений. Как видно из данных табл. 1 и 2, основу большинства оксидных включений составляют Si02—
MnO—FeO, Si02—MnO—
Algos, Si02—FeO—A1203
и лишь в некоторых случаях, например для электрода ВСЦ-2 (см. табл. 1), основными компонентами включений являются SiOa, MnO и СаО + MgO. Содержание остальных компонентов в рассматриваемых включениях сравнительно мало.
![Подпись: Если нанести составы включений, приведенные в табл. 1—3, на соответствующие диаграммы, то можно заметить, что в боль-шинстве случаев температура плавления оксидных включений довольно высока и часто превышает 1773 К. Только некоторые включения, отличающиеся повышенным содержанием FeO и МпО, имеют температуру плавления менее 1573—1673 К. Температура плавления сульфидных включений находится в пределах 1443—1573 К. Помимо включений, состав которых приведен в табл. 1— 3, в сварных швах довольно часто встречаются отдельные включения корунда, кварца, магнезии, оксида кальция [5, 122, 125]. Эти включения могут попасть в шов из основного металла, сварочной проволоки, из сварочного шлака или образоваться в сварочной ванне. Температура плавления их довольно высока](/img/3120/image052.png "Включения в сварных швах") |
В состав сульфидных включений чаще всего входят FeS и MnS (табл. 3). Кроме того, возможно существование и сложных оксисульфидных включений, но и в этом случае основу включений составляют 2—3 компонента. Поэтому для суждения о температуре плавления этих включений с некоторой погрешностью можно воспользоваться двойными и тройными диаграммами, изображенными на рис. 24 [218, 296].
 |
 |
а — FeO — SiOj — АІ203; б — FeO — Si02 — МпО; в — MnO — SiO„ — A1203: г — FeS — MnS.
и составляет для A1203 — 2323 К, для Si02 — 1998 К и для MgO — 3073 К.
Поскольку температура сварочной ванны при сварке под флюсом низкоуглеродистой стали колеблется от 1943 до 2143 К [268], в условиях сварки в расплавленном металле будут находиться как жидкие, так и твердые неметаллические включения. Причем некоторые, в первую очередь сульфидные, включения могут оставаться в жидком состоянии и после начала кристаллизации металла шва.
Размеры включений различные и колеблются от 0,05 до 10 мкм и более. Крупные включения, которые, как правило, являются экзогенными, обычно редко встречаются в сварном шве. Поэтому более опасными являются эндогенные включения, процесс образования которых рассмотрим более подробно, начиная с их зарождения.
Опубликовано в Дефекты сварных швов Включения в сварных швах
11 марта, 2016 admin Неметаллические включения, находящиеся в металле сварного шва, можно разделить на две группы: 1) включения, которые образуются в сварочной ванне в результате различных физико-химических процессов, т. е. имеющие эндогенное происхождение; 2) включения, которые вносятся в сварочную ванну извне, т. е. имеющие экзогенное происхождение. В зависимости от состава неметаллические включения могут быть оксидными, сульфидными, нитридными и карбидными. Большая часть неметаллических включений, образующихся в сварном шве, эндогенного происхождения. При этом образованию неметаллических включений в сварочной ванне будут способствовать обогащение жидкого металла примесями вследствие ликвационных явлений и понижение совместной растворимости примесей при охлаждении металла сварочной ванны. Экзогенное образование неметаллических включений может происходить в результате перехода в сварочную ванну части расплавленного покрытия в виде отдельных капель или вместе с электродным металлом за счет перехода оксидов, находя-
|
Таблица 1. Состав оксидных неметаллических включений при сварке электродами и в среде С02 [5, 6, 125, 163]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щихся на поверхности свариваемых деталей, а также в результате неполного удаления шлаковой корки с поверхности предыдущего валика при многослойной сварке и наплавке.
Формы и размеры включений в металле шва во многом зависят от их температуры плавления, которая, в свою очередь, определяется составом включений. Как видно из данных табл. 1 и 2, основу большинства оксидных включений составляют Si02—
MnO—FeO, Si02—MnO—
Algos, Si02—FeO—A1203
и лишь в некоторых случаях, например для электрода ВСЦ-2 (см. табл. 1), основными компонентами включений являются SiOa, MnO и СаО + MgO. Содержание остальных компонентов в рассматриваемых включениях сравнительно мало.
|
В состав сульфидных включений чаще всего входят FeS и MnS (табл. 3). Кроме того, возможно существование и сложных оксисульфидных включений, но и в этом случае основу включений составляют 2—3 компонента. Поэтому для суждения о температуре плавления этих включений с некоторой погрешностью можно воспользоваться двойными и тройными диаграммами, изображенными на рис. 24 [218, 296].
|
|
а — FeO — SiOj — АІ203; б — FeO — Si02 — МпО; в — MnO — SiO„ — A1203: г — FeS — MnS.
и составляет для A1203 — 2323 К, для Si02 — 1998 К и для MgO — 3073 К.
Поскольку температура сварочной ванны при сварке под флюсом низкоуглеродистой стали колеблется от 1943 до 2143 К [268], в условиях сварки в расплавленном металле будут находиться как жидкие, так и твердые неметаллические включения. Причем некоторые, в первую очередь сульфидные, включения могут оставаться в жидком состоянии и после начала кристаллизации металла шва.
Размеры включений различные и колеблются от 0,05 до 10 мкм и более. Крупные включения, которые, как правило, являются экзогенными, обычно редко встречаются в сварном шве. Поэтому более опасными являются эндогенные включения, процесс образования которых рассмотрим более подробно, начиная с их зарождения.
Опубликовано в Дефекты сварных швов