11.5. Определение коэффициента наплавки

Коэффициент наплавки представляет собой количество наплавленного металла в граммах за 1 час наплавки при силе сварочного тока в 1 А. Величина его зависит от электрода, режима наплавки, размеров свариваемых деталей и от потерь тепла в окружающее пространство через деталь и воздух.

Коэффициент наплавки по сути представляет собой к.п.д. процесса сварки:

- полезная часть энергии расходуется только на расплавление стержня электрода;

- все остальное (нагрев детали, расплавление обмазки, световое излучение и др.) – это неизбежные потери на обеспечение процесса сварки.

Определение коэффициента наплавки проводится по схеме, аналогичной рис. 11.5, только вместо балластного сопротивления подключается электродержатель. Наплавка металла выполняется на стальную пластину при стабильных значениях сварочного тока и напряжения.

Сначала для пластины выбирается диаметр электрода d_э, на трансформаторе устанавливается сила тока I_Н.

В опыте замеряются параметры:

— до сварки — диаметр d_э (мм) и начальная длина электрода l_н (мм);

— во время сварки — сила сварочного тока I_Н (А), напряжение сварочной дуги U_Д (В), продолжительность наплавки t (с);

— в конце сварки — длина l_к (мм) оставшегося электрода.

Количество наплавленного металла определяется по формуле:

г,

где K_п — коэффициент потерь металла электрода (выгорание, разбрызгивание при наплавке), K_п = 0,05…0,2;

ρ -плотность металла, ρ = 7,8 г/см³ для стали.

Коэффициент наплавки вычисляется по формуле:

, г/Ахч.

Ориентировочные значения коэффициента наплавки находятся в пределах:

— 7…12 г/Ахч — ручная электродуговая сварка;

— 15…20 г/Ахч — наплавка под слоем флюса;

— 25…30 г/Ахч — электрошлаковая наплавка.

6. Определение ферритной фазы

Основной легирующий элемент нержавеющей стали – это хром (12…20 %), а также элементы, придающие стали необходимые физико – механические свойства (Mn, Ti, Nb, Co, Mo,…) и коррозийную стойкость (Ni). Характерным отличием коррозионно – стойких сталей является низкое содержание углерода: всего 0,08…0,12%.

Для придания стали жаропрочных свойств (до 1100…1150 ºС) их легируют молибденом и вольфрамом (каждого более 7 %). Высокая жаростойкость (окалиностойкость) сталей достигается легированием алюминием (до 2,5 %) и кремнием, способствующих созданию прочных и плотных окислов на поверхности деталей, предохраняющих от контакта с газовой средой.

Сварка сталей типа 12Х18Н10Т сопровождается образованием горячих трещин, имеющих межкристаллический характер. При кристаллизации сначала кристаллизуется более тугоплавкая составляющая сплава. Она образует как бы жесткий каркас, между ребрами которого располагается жидкая фаза. Под действием усилий, возникающих при последующей кристаллизации жидкой фазы, каркас разрушается и в сварном шве образуются трещины.

Горячие трещины чаще образуются в крупнозернистой структуре. Применение способов, способствующих измельчению кристаллов и дезориентации структуры, утончает межкристаллитные прослойки и повышает стойкость швов к образованию горячих трещин. Одним из таких способов является получение швов с двухфазной структурой, когда помимо аустенита в состав структуры входит некоторое количество первичного феррита.

В коррозийно-стойких изделиях, работающих до температуры 400 ºС допускается содержание феррита до 20…25 %, но в изделиях , работающих при более высоких температурах, количество феррита ограничено до 4…5 %.

Получение ферритно – аустенитных швов достигается их дополнительным легированием ферритобразующими элементами: хромом, алюминием, молибденом, марганцом и другими, подавляющими процесс образования горячих трещин. Кроме того, для минимизации образования трещин в электродах должен содержаться минимум легкоплавких химических соединений (серы и фосфора) и обеспечиваться некоторые технологические рекомендации проведения сварки.

Ферритометр МК-1,2Ф

Ферритометр объемный МК-1.2Ф предназначен для измерения объемного содержания ферритной фазы в образцах сварных швов и изделий из нержавеющих сталей аустенитного и аустенитно – ферромагнитного классов.

Принцип его работы основан на намагничивании образца импульсным полем, регистрации параметра измерительного сигнала, пропорционального намагниченности насыщения материала, и преобразования его аппаратно и алгоритмически в величину содержания ферритной фазы (СФФ) в процентах. Так как измеряемый параметр пропорционален намагниченности насыщения материала, то показания ферритометра соответствуют СФФ.

Характеристика ферритометра МК-1.2Ф

1. Диаметр образцов 5 и 7 мм.

2. Диапазон измерения ферритной фазы до 20 %.

3. Погрешность ферритометра не более 3 %.

Порядок работы

1. Установить режим работы 5 или 7 мм.

2. Установить нуль.

3. Поместить образец в пенал.

4. Установить требуемый режим измерения.

5. Выполнить измерения.