Металлургические реакции при сварке.

Большинство процессов взаимодействия на границе металл—защитная среда протекают с наибольшей интенсивностью на высоко температурных участках зоны плавления, поэтому особо благоприятные условия для протекания реакции создаются на стадии капли.

cхема изменения концентрации элемента в сварочной ванне
Рис. 1. Схема изменения концентрации элемента в наплавляемом металле в результате взаимодействия его со шлаком в сварочной ванне

По мере спада температуры процессы в большинстве случаев начинают протекать в обратном направлении. Однако скорость протекания процессов в обратном направлении в низкотемпературной части сварочной ванны ниже скорости прямых процессов в наиболее горячей части ее. Этим в основном объясняется тот факт, что количество прореагировавшего вещества в процессе нагрева оказывается больше, чем при снижении температуры. Поэтому в затвердевшем металле часто наблюдается прирост или недостаток того или иного элемента по сравнению с исходной его концентрацией в сварочной ванне. Схематически процесс представлен на рис. 1.

Допустим, что между шлаком и жидким металлом при сварке под флюсом идет реакция

{(Me_x O_y)}_{ш л} + y delim{[}{Me}{]}_ж leftright y {(Me O)}_{ш л} + x delim{[}{Me}{]}~~~~~~~(1)

в результате которой в наплавленном металле с увеличением температуры возрастает концентрация [Me"]. Исходное равновесное содержание этого элемента в металле было [Ci] (см. рис. 1).

Реакция стремится к новому равновесию, причем скорость ее возрастает с повышением температуры. После достижения Тmах температура начинает снижаться, а соответственно в обратном направлении должна изменяться и концентрация [Me"] в наплавленном металле, стремясь к содержанию [Ci]. Однако к моменту достижения Tmах концентрация [Me"] соответствует равновесному содержанию р] для более низкой температуры, поэтому при начальном снижении температуры [Ci] продолжает расти, стремясь к равновесному состоянию р]mах. Таким образом, температура начинает снижаться, а концентрация [Me"] в наплавленном металле продолжает расти.

Вследствие дальнейшего снижения температуры увеличение содержания [Me"] сначала приостанавливается, а затем, пройдя через максимальную концентрацию р], соответствующую равновесной температуре Tр, также начнет снижаться, но опять отставая от изменения температуры. Указанное отставание со снижением температуры должно увеличиваться, так как скорости реакций при более низких температурах уменьшаются.К моменту возвращения объема металла к температуре Ткр концентрация [Me"] не будет иметь значения [Ci], а останется на каком-то уровне 2], что и создаст прирост элемента в наплавленном металле Δ[С].

Подобный ход рассуждений справедлив и применительно к реакциям между газами и металлом в зоне плавления.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.