Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой
Приведены результаты исследования влияния гранулометрического состава графитового порошка в сердечнике самозащитной порошковой проволоки на усвоение углерода сварочной ванной и стабильность горения дуги при электродуговой наплавке. Установлено, что максимальный коэффициент перехода углерода в наплав...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99146 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 11 (643). — С. 52-54. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-99146 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. 2016-04-23T13:51:50Z 2016-04-23T13:51:50Z 2006 Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 11 (643). — С. 52-54. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99146 621.681.82.94 Приведены результаты исследования влияния гранулометрического состава графитового порошка в сердечнике самозащитной порошковой проволоки на усвоение углерода сварочной ванной и стабильность горения дуги при электродуговой наплавке. Установлено, что максимальный коэффициент перехода углерода в наплавленный металл и высокая стабильность горения дуги обеспечиваются при использовании в сердечнике порошковой проволоки электродного графита с размером зерен 200…250 мкм. Given are the results of investigations into the effect of grain size composition of graphite powder in the core of a self-shielding flux-cored wire on absorption of carbon by the weld pool and stability of the arc in electric arc surfacing. It has been established that the maximal coefficient of transfer of carbon into the deposited metal and the high stability of the arc are achieved when using the electrode graphite with a grain size of 200-250 ?m in the flux-cored wire core. ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Краткие сообщения Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой Effect of graphite on kinetics of carbon transition into weld pool in flux-cored wire surfacing Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| spellingShingle |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. Краткие сообщения |
| title_short |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| title_full |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| title_fullStr |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| title_full_unstemmed |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| title_sort |
влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой |
| author |
Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. |
| author_facet |
Жудра, А.П. Кривчиков, С.Ю. Петров, В.В. |
| topic |
Краткие сообщения |
| topic_facet |
Краткие сообщения |
| publishDate |
2006 |
| language |
Russian |
| container_title |
Автоматическая сварка |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Effect of graphite on kinetics of carbon transition into weld pool in flux-cored wire surfacing |
| description |
Приведены результаты исследования влияния гранулометрического состава графитового порошка в сердечнике самозащитной порошковой проволоки на усвоение углерода сварочной ванной и стабильность горения дуги при электродуговой наплавке. Установлено, что максимальный коэффициент перехода углерода в наплавленный металл и высокая стабильность горения дуги обеспечиваются при использовании в сердечнике порошковой проволоки электродного графита с размером зерен 200…250 мкм.
Given are the results of investigations into the effect of grain size composition of graphite powder in the core of a self-shielding flux-cored wire on absorption of carbon by the weld pool and stability of the arc in electric arc surfacing. It has been established that the maximal coefficient of transfer of carbon into the deposited metal and the high stability of the arc are achieved when using the electrode graphite with a grain size of 200-250 ?m in the flux-cored wire core.
|
| issn |
0005-111X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/99146 |
| citation_txt |
Влияние графита на кинетику перехода углерода в сварочную ванну при наплавке порошковой проволокой / А.П. Жудра, С.Ю. Кривчиков, В.В. Петров // Автоматическая сварка. — 2006. — № 11 (643). — С. 52-54. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT žudraap vliâniegrafitanakinetikuperehodauglerodavsvaročnuûvannuprinaplavkeporoškovoiprovolokoi AT krivčikovsû vliâniegrafitanakinetikuperehodauglerodavsvaročnuûvannuprinaplavkeporoškovoiprovolokoi AT petrovvv vliâniegrafitanakinetikuperehodauglerodavsvaročnuûvannuprinaplavkeporoškovoiprovolokoi AT žudraap effectofgraphiteonkineticsofcarbontransitionintoweldpoolinfluxcoredwiresurfacing AT krivčikovsû effectofgraphiteonkineticsofcarbontransitionintoweldpoolinfluxcoredwiresurfacing AT petrovvv effectofgraphiteonkineticsofcarbontransitionintoweldpoolinfluxcoredwiresurfacing |
| first_indexed |
2025-11-26T23:34:41Z |
| last_indexed |
2025-11-26T23:34:41Z |
| _version_ |
1850781442898919424 |
| fulltext |
УДК 621.681.82.94
ВЛИЯНИЕ ГРАФИТА НА КИНЕТИКУ ПЕРЕХОДА
УГЛЕРОДА В СВАРОЧНУЮ ВАННУ ПРИ НАПЛАВКЕ
ПОРОШКОВОЙ ПРОВОЛОКОЙ
А. П. ЖУДРА, С. Ю. КРИВЧИКОВ, кандидаты техн. наук, В. В. ПЕТРОВ, инж.
(Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины)
Приведены результаты исследования влияния гранулометрического состава графитового порошка в сердечнике
самозащитной порошковой проволоки на усвоение углерода сварочной ванной и стабильность горения дуги при
электродуговой наплавке. Установлено, что максимальный коэффициент перехода углерода в наплавленный металл
и высокая стабильность горения дуги обеспечиваются при использовании в сердечнике порошковой проволоки
электродного графита с размером зерен 200…250 мкм.
К л ю ч е в ы е с л о в а : дуговая наплавка, порошковая прово-
лока, наплавленный металл, графит, гранулометрический
состав, переход углерода, стабильность горения дуги, пере-
нос металла
Графит — основной углеродосодержащий мате-
риал, который вводят в состав сердечника само-
защитных порошковых проволок, используемых
при наплавке высокоуглеродистых сплавов. В от-
личие от других компонентов сердечника (метал-
лических порошков, ферросплавов, минералов, со-
лей, оксидов, фторидов и др.) графит является
наиболее термостойким неплавящимся материа-
лом с температурой разрушения кристаллической
решетки около 4000 °С [1]. В связи с этим можно
ожидать, что наличие графита в порошковой про-
волоке будет оказывать влияние как на характер
ее плавления, так и на кинетику перехода углерода
в наплавленный металл.
Целью настоящей работы является исследова-
ние влияния графита и его гранулометрического
состава на кинетику перехода углерода в свароч-
ную ванну, а также на плавление порошковой про-
волоки, параметры переноса электродного метал-
ла и стабильность горения дуги при наплавке са-
мозащитной порошковой проволокой.
Для проведения исследований использовали
графит марки ГЛ-2 (ГОСТ 5279–74), размолотый
и разделенный на четыре фракции — 100…160,
200…250, 250…315 и 400…500 мкм. Содержание
графита каждой фракции в опытных порошковых
проволоках диаметром dпр = 2,4 мм изменяли дис-
кретно от 0 до 7 мас. %. Кроме графита, в состав
порошковых проволок при постоянном содер-
жании входили ферромарганец, ферросилиций,
ферротитан, алюминиевый порошок, мрамор,
кремнефтористый натрий и железный порошок.
Постоянное значение коэффициента заполнения
(21 %) при увеличении массовой доли графита
поддерживалось за счет уменьшения содержания
железного порошка.
Наплавку валиков осуществляли на постоян-
ном токе обратной полярности на следующем ре-
жиме: сварочный ток Iсв = 220…240 А; напряже-
ние на дуге Uд = 24…25 В; скорость подачи по-
рошковой проволоки vпр = 97,2 м/ч; скорость
наплавки vн = 7,2 м/ч. Содержание углерода в на-
плавленном металле в третьем его слое опреде-
ляли с помощью химического анализа. Сварочные
характеристики процесса плавления порошковых
проволок (стабильность горения дуги, выражен-
ная через значение коэффициента вариации по
напряжению на дуге Kv
U; количество Nк.з и дли-
тельность τк.з коротких замыканий дугового про-
межутка электродными каплями, переходящими
в сварочную ванну) измеряли с помощью анали-
затора нестационарных процессов АНП-2 [2].
Результаты исследований, представленные на
рис. 1, свидетельствуют о том, что при различном
содержании графита в порошковых проволоках
наибольшая концентрация углерода [C]н в нап-
лавленном металле имеет место, если размер зерен
графита составляет 200…250 мкм. Уменьшение
или увеличение грануляции графита приводит к
снижению [C]н.
Из рис. 2 видно, что изменение коэффициента
ηс перехода углерода в наплавленный металл за-
висит от размера d частиц (гранул) графита. Вли-
яние размера гранул графита на кинетику пере-
хода углерода в наплавленный металл можно
объяснить исходя из механизмов твердофазного
взаимодействия графита с жидкой и газовой фа-
зами при плавлении самозащитных порошковых
проволок.
Зерна графита мелкой (100…160 мкм) фракции
отличаются относительно развитой удельной по-
верхностью, что способствует интенсификации
химического взаимодействия между поверхнос-
© А. П. Жудра, С. Ю. Кривчиков, В. В. Петров, 2006
52 11/2006
тью гранул графита и кислородом воздуха. При
этом значительная часть этих гранул окисляется
и переходит в газовую фазу, а оставшаяся — рас-
творяется в жидкой электродной капле и свароч-
ной ванне. Существенные потери углерода в ре-
зультате окисления графита мелкой грануляции
обусловливают относительно низкое значение ηс.
С увеличением размера гранул графита их
удельная поверхность уменьшается, а процесс
окисления переходит из кинетического состояния
в диффузионное, скорость его становится соизме-
римой скорости диффузионного растворения частиц
в сплаве [3, 4]. Причем процесс растворения гра-
фита, начавшийся в капле, продолжается в свароч-
ной ванне. Это приводит к тому, что значения ηс
увеличиваются вследствие уменьшения потерь уг-
лерода от окисления графита и возрастания роли
процесса диффузионного растворения последнего в
жидком расплаве. Максимальное значение коэффи-
циент перехода углерода в наплавленный металл
имеет место при размере гранул графита в порош-
ковой проволоке 200…250 мкм.
В случае использования графита крупной
(400…500 мкм) фракции доминирующим меха-
низмом потерь углерода становятся неуспевшие
полностью прореагировать на стадии капли и сва-
рочной ванны гранулы графита. Всплывая из-за
малого удельного веса на поверхность расплав-
ленного металла, они контактируют с ним лишь
частично, что понижает значимость процесса диф-
фузионного растворения графита, а вместе с тем
и значения коэффициента перехода углерода в
наплавленный металл. Потери углерода вследст-
вие окисления крупных гранул графита, в этом
случае незначительны.
Наряду с гранулометрическим составом на зна-
чение ηс оказывает влияние содержание графита
в сердечнике порошковой проволоки. Скоростной
киносъемкой установлено, что при Cп.п < 2,0…2,2
мас. % значения скорости плавления оболочки по-
рошковой проволоки и ее сердечника практически
равны. При значительном содержании графита
равномерность плавления нарушается. Образую-
щийся при этом «выступ» сердечника при дости-
жении критической длины разрушается и в виде
более или менее крупных агломератов попадает
на поверхность сварочной ванны, а затем оттес-
няется конвективными и газодинамическими по-
токами в ее хвостовую кристаллизующуюся часть,
не успевая раствориться в жидком сплаве. Из рис.
2 видно, что чем больше содержание графита в
сердечнике, тем чаще происходит разрушение не-
оплавившегося сердечника и значительнее потери
углерода, не перешедшего в наплавленный ме-
талл.
Помимо кинетики перехода углерода в нап-
лавленный металл, содержание графита оказывает
влияние на стабильность горения дуги и парамет-
ры переноса электродного металла при плавлении
самозащитных порошковых проволок. На рис. 3
показано, что с увеличением Cп.п стабильность
Рис. 1. Влияние содержания Cп.п графита в порошковой проволоке
на концентрацию углерода [C]н в наплавленном металле (Iсв =
= 230 А; Uд = 24…25 В; dпр = 2,4 мм): 1 — 200…250; 2 —
250…315; 3 — 100…160; 4 — 400…500 мкм
Рис. 2. Влияние размера d гранул графита на коэффициент ηCперехода углерода в наплавленный металл: 1 — Cп.п = 1; 2 — 2;
3 — 5; 4 — 4 мас. %
Рис. 3. Влияние содержания графита и размера его гранул на ста-
бильность горения дуги при плавлении порошковой проволоки:
1 — 400…500; 2 — 250…315; 3 — 100…160; 4 — 200…250 мкм
11/2006 53
горения дуги повышается (значения Kv
U уменьша-
ются). Это связано с тем, что при неизменном
режиме наплавки содержание графита в сер-
дечнике оказывает влияние на длину дуги. Как
следует из результатов скоростной киносъемки,
чем оно выше, тем больше длина дуги при плав-
лении порошковой проволоки. Увеличение длины
дуги приводит к изменению основных параметров
переноса электродного металла, которые оказы-
вают влияние на стабильность горения дуги —
частоту и длительность действительных коротких
замыканий (т. е. капля перетекает в сварочную
ванну). На рис. 4 показано, что с увеличением
значений Cп.п длительность действительных ко-
ротких замыканий уменьшается, а стабильность
горения дуги возрастает (см. рис. 3).
1. Искусственный графит / В. С. Островский, Ю. С. Виргиль-
ев, В. И. Котиков и др. — М.: Металлургия, 1986. — 272 с.
2. Кривчиков С. Ю., Жудра А. П., Петров В. В. Влияние кар-
бонатов на сварочно-технологические свойства самоза-
щитной порошковой проволоки для наплавки белого чу-
гуна // Автомат. сварка. — 1994. — № 7/8. — С. 18–20.
3. Хитрин Л. Н., Головина Е. С. Высокотемпературное взаи-
модействие графита с различными химически активными
газами // Исследования при высоких температурах. — М.:
Наука, 1967. — С. 157–166.
4. Александров В. В., Корчагин М. А. О механизме и макро-
кинетике реакций при горении СВС-систем // Физика го-
рения и взрыва. — 1987. — № 5. — С. 55–63.
Given are the results of investigations into the effect of grain size composition of graphite powder in the core of a
self-shielding flux-cored wire on absorption of carbon by the weld pool and stability of the arc in electric arc surfacing.
It has been established that the maximal coefficient of transfer of carbon into the deposited metal and the high stability
of the arc are achieved when using the electrode graphite with a grain size of 200-250 ?m in the flux-cored wire core.
Поступила в редакцию 06.06.2006,
в окончательном варианте 13.07.2006
НЕОГРАНИЧЕННО МОБИЛЬНАЯ И ЭКО-
ЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНАЯ РЕЗКА (плаз-
менная резка с использованием жидкости
вместо газа)
В новом процессе плазменной резки от компании
«Fronius» вместо сжатого воздуха исходной сре-
дой является жидкость. При этом достигается: во-
первых, неограниченная мобильность, во-вторых,
пониженный выброс вредных частиц. Система
плазменной резки делает рабочее место более ак-
куратным. С одной стороны, прибор TransCut 300 —
это просто название новой системы плазменной
резки, с другой — термин для названия новой
технологии резки. Она дает начало развитию но-
вой тенденции: мобильные, совместимые с гене-
ратором системы будут иметь большое влияние
на процессы резки на месте. В будущем эколо-
гически безопасная и «более здоровая» резка ста-
нет нормой для всех видов металлообрабатываю-
щей промышленности.
По сравнению со сжатым воздухом и газом
жидкость в качестве исходной среды обеспечивает
некоторые очевидные преимущества. Она не тре-
бует большого пространства, т. е. может легко
храниться на месте. Исчезает необходимость в
подсоединении к статическим или мобильным
системам газоснабжения или генерирования сжа-
того воздуха. При весьма низких выбросах, жид-
кая среда способствует обеспечению экологичес-
ки безопасной резки и существенно улучшает
условия работы. Это становится чрезвычайно важ-
ным, если вспомнить, что соответствующие ко-
Рис. 4. Влияние графита с размером гранул 200…250 мкм на ко-
личество Nк.з (а) и длительность τк.з (б) коротких замыканий ду-
гового промежутка электродными каплями при плавлении
порошковой проволоки: 1, 3 — соответственно количество и дли-
тельность действительных коротких замыканий при переходе
электродной капли в сварочную ванну; 2, 4 — то же случайных
коротких замыканий без перехода электродной капли в сварочную
ванну
НОВОСТИ
54 11/2006
|