Для зварювання дроту, що містить Si, Mn, S, P, Cr, Al, Ti, Mo, V та інші легуючі елементи. Вплив цих легуючих елементів на продуктивність зварювання описано нижче:
Кремній (Si)
Кремній є найпоширенішим розкислювальним елементом у зварювальному дроті, він може запобігти поєднанню заліза з окисленням і може зменшити FeO в розплавленому басейні. Однак, якщо розкислення кремнію використовується окремо, отриманий SiO2 має високу температуру плавлення (приблизно 1710°C), а отримані частинки є дрібними, що ускладнює виплив з басейну розплаву, що може легко спричинити вкраплення шлаку в наплавлений метал.
Марганець (Mn)
Дія марганцю подібна до дії кремнію, але його здатність до розкислення трохи гірша, ніж у кремнію. Використовуючи тільки розкислення марганцю, утворений MnO має вищу щільність (15,11 г/см3), і його нелегко спливти з басейну розплаву. Марганець, що міститься у зварювальному дроті, крім розкислення, також може поєднуватися з сіркою з утворенням сульфіду марганцю (MnS) і видалятися (десульфурація), таким чином, це може зменшити тенденцію до гарячих тріщин, викликаних сіркою. Оскільки кремній і марганець використовуються окремо для розкислення, важко видалити розкислені продукти. Тому в даний час в основному використовується спільне розкислення кремнію і марганцю, щоб утворені SiO2 і MnO можна було з'єднати в силікат (MnO·SiO2). MnO·SiO2 має низьку температуру плавлення (приблизно 1270°C) і низьку щільність (приблизно 3,6 г/см3), і може конденсуватися у великі шматки шлаку та випливати в розплавлену ванну для досягнення хорошого ефекту розкислення. Марганець також є важливим легуючим елементом у сталі та важливим елементом прогартуваності, який має великий вплив на в'язкість металу шва. Коли вміст Mn менше 0,05%, в'язкість металу шва дуже висока; при вмісті Mn більше 3% він дуже крихкий; при вмісті Mn 0,6-1,8% метал шва має більш високу міцність і в'язкість.
Сірка (S)
Сірка часто існує у формі сульфіду заліза в сталі та розподіляється на межі зерен у вигляді мережі, таким чином значно знижуючи в'язкість сталі. Евтектична температура заліза плюс сульфіду заліза низька (985°C). Таким чином, під час гарячої обробки, оскільки температура початку обробки зазвичай становить 1150-1200 °C, а евтектика заліза та сульфіду заліза розплавилася, що призвело до розтріскування під час обробки. Це явище є так званим «гарячим окрихченням сірки». . Ця властивість сірки призводить до появи гарячих тріщин у сталі під час зварювання. Тому вміст сірки в сталі, як правило, суворо контролюється. Основна відмінність між звичайною вуглецевою сталлю, високоякісною вуглецевою сталлю та вдосконаленою високоякісною сталлю полягає в кількості сірки та фосфору. Як згадувалося раніше, марганець має ефект десульфурації, оскільки марганець може утворювати з сіркою сульфід марганцю (MnS) з високою температурою плавлення (1600 ° C), який розподіляється в зерні в гранульованому вигляді. При гарячій обробці сульфід марганцю має достатню пластичність, завдяки чому виключається шкідлива дія сірки. Тому корисно підтримувати певну кількість марганцю в сталі.
Фосфор (P)
Фосфор може бути повністю розчинений у фериті сталі. Його зміцнююча дія на сталь поступається лише вуглецю, який підвищує міцність і твердість сталі. Фосфор може підвищити корозійну стійкість сталі, тоді як пластичність і міцність значно зменшуються. Особливо при низьких температурах вплив є більш серйозним, що називається холодною тенденцією фосфору. Тому він несприятливий для зварювання та підвищує чутливість сталі до розтріскування. В якості домішки вміст фосфору в сталі також має бути обмежений.
хром (Cr)
Хром може підвищити міцність і твердість сталі без зниження пластичності і в'язкості. Хром має сильну стійкість до корозії та кислот, тому аустенітна нержавіюча сталь зазвичай містить більше хрому (понад 13%). Хром також має сильну стійкість до окислення та термостійкість. Тому хром також широко використовується в жаростійкій сталі, такій як 12CrMo, 15CrMo, 5CrMo тощо. Сталь містить певну кількість хрому [7]. Хром є важливим складовим елементом аустенітної сталі та ферритуючим елементом, який може покращити стійкість до окислення та механічні властивості при високій температурі легованої сталі. В аустенітної нержавіючої сталі, коли загальна кількість хрому та нікелю становить 40%, коли Cr/Ni = 1, є тенденція до гарячого розтріскування; при Cr/Ni = 2,7 тенденція до гарячого розтріскування відсутня. Тому, коли Cr/Ni = 2,2-2,3 у загальній сталі 18-8, хром легко утворює карбіди в легованій сталі, що погіршує теплопровідність легованої сталі, а також легко виробляти оксид хрому, що ускладнює зварювання.
Алюміній (AI)
Алюміній є одним із сильних розкислювальних елементів, тому використання алюмінію як розкислювального агента може не тільки виробляти менше FeO, але й легко відновлювати FeO, ефективно пригнічувати хімічну реакцію газу CO, що утворюється в розплавленому басейні, і покращувати здатність протистояти CO пори. Крім того, алюміній також може поєднуватися з азотом для фіксації азоту, тому він також може зменшити пори азоту. Однак при розкисленні алюмінію отриманий Al2O3 має високу температуру плавлення (близько 2050 °C) і існує в розплавленому стані в твердому стані, що, ймовірно, спричинить включення шлаку в зварний шов. У той же час зварювальний дріт, що містить алюміній, легко спричиняє розбризкування, а високий вміст алюмінію також зменшує стійкість металу шва до термічного розтріскування, тому вміст алюмінію в зварювальному дроті має суворо контролюватись і не бути занадто високим. багато. Якщо вміст алюмінію в зварювальному дроті контролюється належним чином, твердість, межа текучості та межа міцності на розрив металу шва будуть трохи покращені.
Титан (Ti)
Титан також є сильним розкислювальним елементом, а також може синтезувати TiN з азотом для фіксації азоту та покращення здатності металу шва протистояти порам азоту. Якщо вміст Ti і B (бору) у структурі зварного шва відповідний, структуру зварного шва можна уточнити.
Молібден (Mo)
Молібден у легованій сталі може підвищити міцність і твердість сталі, покращити зерна, запобігти відпускній крихкості та схильності до перегріву, покращити високотемпературну міцність, міцність при повзучості та міцність, а коли вміст молібдену менше 0,6%, це може покращити пластичність, зменшує схильність до розтріскування та покращує ударну в'язкість. Молібден сприяє графітизації. Тому звичайна молібденовмісна жароміцна сталь, така як 16Mo, 12CrMo, 15CrMo тощо, містить близько 0,5% молібдену. Коли вміст молібдену в легованій сталі становить 0,6-1,0%, молібден зменшить пластичність і в'язкість легованої сталі та збільшить тенденцію до загартування легованої сталі.
Ванадій (V)
Ванадій може підвищити міцність сталі, подрібнити зерна, зменшити тенденцію до зростання зерна та покращити прогартуваність. Ванадій є відносно міцним карбідоутворювальним елементом, і утворені карбіди стабільні нижче 650 °C. Ефект зміцнення часу. Карбіди ванадію мають високу температурну стабільність, що може підвищити високотемпературну твердість сталі. Ванадій може змінювати розподіл карбідів у сталі, але ванадій легко утворює тугоплавкі оксиди, що ускладнює газове зварювання та газове різання. Як правило, коли вміст ванадію в зварному шві становить близько 0,11%, він може відігравати певну роль у фіксації азоту, перетворюючи недоліки на сприятливі.
Час публікації: 22 березня 2023 р
