Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 [ 108 ] 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170

СВАРОЧНЫЕ ДЕФЕКТЫ (ПОДРЕЗЫ, СМЕЩЕНИЕ

Толщина свариваемого материала, мм

Категория свароч

подрез в зоне сплавления со стороны усиления шва

глубина ft,, не более

длиной L, не более

расстоянием между ними /, не менее

суммарной протяженностью ZL, не более

При выполнении соединения в «отбортовку» на сплавах с ав>250 МПа (Амг5, АМгб, Д20 и др.) очень часто иа практике в районе гиба наблюдаются микронадрывы, которые являются очагом образования трещины при сварке. Следует избегать соединения «по кромке», так как в них возможно появление несплавления и трещин в корне шва из-за наличия оксидной пленки на поверхности металла. При изготовлении изделий со швами различной протяженности рекомендуется в первую очередь выполнять швы большой протяженности и швы максимального сечения, а затем короткие швы.

24.2.3. Оксидные пленки

Высокая химическая активность А1, Mg и их сплавом с кислородом приводит к образованию на поверхности металла оксидов (АЬОз, MgO). Толщина пленки при комнатной температуре увеличивается во времени. Оксидные пленки относятся к группе плотных пленок (АЬОз, у = 4,00; MgO, у = 3,65), которые предохраняют металл от дальнейшего окисления и взаимодействия его с окружающейСредой. На поверхности двойных сплавов алюминия с элементами меди, марганца, кремния, железа, цинка образуется оксидная пленка, по структуре аналогичная пленке на чистом алюминии.

По данным А. В. Курдюмова, при содержании в сплаве Mg<0,02 % в оксидной пленке обнаруживается шпинель MgAljO* и Y-AI2O4, при 0,01-0,1 % Mg оксидная пленка со-(гоит из MgAl204 и MgO. В оксидной пленке преобладает MgO ,)и содержании магния в алюминиевых сплавах >1 %. Обра-

КРОМОК) ДОПУСТИМЫЕ БЕЗ ИСПРАВЛЕНИЯ

ных соединений

.А1,Оз пл

зованием рыхлой оксидной пленки MgO на поверхности маг-налиевых и магниевых сплавов объясняется их повышенная склонность к образованию пористости при сварке. Введение малых добавок бериллия в сплавы системы Al-Mg снижает окисляемость в десятки раз.

Наличие на поверхности металла тугоплавкой пленки(Гп = 2050°С; Гл° = 2800°С) с высоким электросопротивлением оказывает отрицательное влияние на стабильность протекания процесса сварки. Оксидная пленка не плавится и не растворяется в жидком металле сварочной ванны. К этому следует добавить, что оксидная пленка активно адсорбирует влагу. При нагреве происходит диссоциация пара с выделением водорода - основного источника пор в сварных швах.

В связи с этим для обеспечения формирования наплавленного металла при сварке необходимо разрушить оксидную пленку. Это достигается за счет катодного распыления при горении сварочной дуги в среде аргона (переменный ток, постоянный ток на обратной полярности) или за счет высокой концентрации тепла при сварке в гелии на постоянном токе прямой полярности.

24.2.4. Газовая пористость

Многолетняя статистика брака сварных конструкций позволяет установить, что одним из основных дефектов (~48 %) при сварке алюминиевых и магниевых сплавов является газовая пористость.

Исследования взаимодействия Al и Mg с различными газами показали, что наибольшую растворимость в них имеет водород. Так, анализ газов в А1 при температуре 1200°С показал следующее соотношение: 78 % И, 12 % СО, 4 % СОг, 6 % N. В твердом алюминии водород практически нерастворим (S"b = = 0,036 см*/100 г). Заметная растворимость наблюдается лишь с увеличением температуры до 660 °С и выше (S"=0,69 см*/ 100 г) и находится в зависимости от времени выдержки и давления газа над расплавом. Значительно увеличивается растворимость водорода у магния в жидком и в твердом состояниях (5ж =51 смЗ/100 г и S5 =19 cmVIOO г). Растворимость водорода в алюминии снижается при введении Си, Si и Sn, тогда как присадка Мп, Ni, Mg, Fe, Cr, Zr, Th и Ti, наоборот, ее повышает.

Причиной образования пористости в сварных швах из алюминиевых и магниевых сплавов является водород. К основным источникам появления водорода при сварке в среде инертных газов следует отнести: влажность защитной инертной среды, загазованность основного и присадочного металла, а также присутствие влаги на поверхности свариваемого материала. При этом основной объем газа (около 60%) приходится на поверхность металла сварочной проволоки.

Основные направления в разработке средств повышения плотности сварного соединения предполагают:

а) химическую, тепловую и механическую обработку поверхности (химическое травление, npoipeB проволоки в аргоне, Т = 250-300°С, шабрение кромок Нг<40 мкм);

б) соблюдение нормативной длительности хранения материала перед сваркой (основной металл после шабрения <3 ч; сварочной проволоки после химического травления <8 ч);

в) обеспечение культуры производства (влажность 75- 85%, запыленность IV класс чистоты, температуры 18-20°С);

г) уменьшение доли участия поверхности сварочной проволоки при формировании наплавленного металла (увеличение диаметра сварочной проволоки с 1,5 до 3 мм; освоение формы разделки кромок под сварку С1, СЗ вместо С5 и С6, уменьшение числа проходов при выполнении сварочного соединения);

д) эффективное воздействие на условие кристаллизации жидкого металла сварочной ванны (скорость всплывания газового пузырька должна превышать скорость кристаллизации, чему способствуют подогрев, погонная энергия дуги, дополнительные источники тепла: двухдуговая, трехфазная сварка и т. д.);

е) механическое воздействие на жидкий металл сварочной ванны (обработка УЗК при сварке, магнитное перемешивание и др.).