Сварочные электроды Спецэлектрод

Главная

  Москва
8(495)139-71-63
8(495)139-71-64
8(495)139-71-65
8(495)139-71-66
8(495)139-71-67
8(495)139-71-68
8(495)139-71-69
8(495)139-71-70
Екатеринбург
+7(343)263-86-33
+7(343)258-22-92
Санкт-Петербург
8-962-973-00-91

 





 

 

 

 

 

"СпецЭлектрод"

    А.Д.Рахманов

Об условиях зарождения газовых пор при дуговой сварке

(Часть VI)

       Можно показать, что и наличие цилиндрических углублений или выступов на твердой фазе также не является фактором, стимулирующим образование зародышей. Это объясняется тем, что при малом краевом угле смачивания адгезии жидкой фазы к твердой весьма значительна. Поэтому работа образования зародыша на границе раздела, включающая затраты энергии на отделение жидкой фазы от твердой, не будет существенно меньше работы его образования в гомогенном жидком металле.

       Стимулирующее действие на возникновение зародышей могут оказывать дефекты в таких поверхностях, которые плохо смачиваются жидким металлом (например, под мартеновской печи, где   θ = 90-135°), или крупные пористые включения. Однако при сварке наличие этих факторов вряд ли возможно.

     Рассмотрим теперь влияние условий кристаллизации на концентрацию газа в слое жидкого металла, прилегающего к твердой фазе, и оценим работу образования зародышей в этом слое.

     Растворимость газов в твердом и жидком железе при температуре плавления и отношение этих растворимостей (коэффициент распределения газа) приведены в таблице.

     Предположим, что после кристаллизации части жидкого металла его дальнейшая кристаллизация не происходит в течение времени, достаточного для равновесного распределения газа между твердой и жидкой фазами за счет диффузии. В этом случае распределение газа может быть представлено схемой, приведенной на рис.5,а.

      Рис.5. Схема распределения газа между твердой (Т) и жидкой (Ж) фазами в зависимости от условий кристаллизации: а – равновесное; б – в момент остановки кристаллизации; в – через малый промежуток времени после остановки кристаллизации.

      Рассмотрим теперь распределение газа в какой-либо момент установившейся, непрерывной кристаллизации металла. При высоких скоростях кристаллизации, наблюдаемых при дуговой сварке, газ остается в кристаллизирующемся металле в  большем количестве, чем при равновесном распределении.  Концентрация газа в слое твердой фазы, прилегающем к границе раздела, быстро повышаясь, становится практически равной его исходной концентрации С0ж  в жидкой ванне [1]. Одновременно в слое жидкого металла, прилегающем к границе раздела фаз, возникает концентрационное уплотнение [13], содержание газа в котором становится равным С/К0, где К0 – коэффициент распределения газа (см.таблицу), характеризующий скачок растворимости [5].

      Средняя толщина концентрационного уплотнения δ  зависит от коэффициента диффузии газа в жидкой фазе  Dж и от  скорости кристаллизации  υкр  и определяется формулой

                                    δ = Dж /υкр                                                                             (15).

Схема описанного распределения газа приведена на рис.5,б. Обычно принимают [13], что при реальных скоростях кристаллизации равновесное распределение примеси существует лишь между элементарными слоями фаз, прилегающими к границе их раздела. В условиях сварки кристаллизация происходит прерывисто. В начальный момент остановки кристаллизации распределение газа между фазами соответствует схеме, приведенной на рис.5,б. Затем за счет диффузии начинается перераспределение газа, направленное в сторону равновесия. Через малый промежуток времени после остановки схема распределения газа будет соответствовать схеме, приведенной на рис.5,в. Если даже предположить отсутствие концентрационного уплотнения в процессе кристаллизации, то при остановке оно должно возникнуть. Необходимым условием для этого является лишь наличие высокого (по сравнению с равновесным) содержания газа в твердой фазе, что установлено экспериментально [1].

      

 

 

      Газ

 

 

Единица

 

Растворимость при температуре плавления

Равновесный коэффициент распределения газа

Литературный

источник

 

измерения

В твердом

железе,  Sт

В жидком железе, Sж

между твердым и жидким железом К0

 

Водород

см3/100 г

7,90

23,2

0,34

[11]

Азот

%

0,013

0,042

0,31

[12]

Кислород1

%

0,007

0,18

0,04

[14]

*

%

0,01

0,175

0,057

[15]

1) Предельная растворимость

 

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 - часть7 - часть8 )

Сварочные электроды,  электроды для сварки,  электроды сварочные.

 

[ Главная ]
[ Прайс-лист ] [ Цена ] [Каталог электродов] [ Контакты]

[ Сделать заказ] [ Статьи сварочной тематики]

Соцсети

Представленные на сайте сведения носят информационный характер
и не являются публичной офертой,
определяемой положениями Статьи 437(2) ГК РФ.

"© СпецЭлектрод."
Использование материалов только с разрешения «СпецЭлектрод»
и только с ссылкой на WWW.SPETSELECTRODE.RU



Яндекс.Метрика