Дослідження процесів формування газового захисту при плавленні самозахисного порошкового дріту, розрахунків процесів газоутворення з урахуванням кінетичних реакцій, металургійних шляхів зниження вмісту азоту в металі шва при зварюванні порошковим дротом.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИОфіційні опоненти: доктор технічних наук, професор Замков Вадим Миколайович Інститут електрозварювання ім.Є.О.Патона НАН України завідувач відділом кандидат технічних наук, доцент Сливінський Анатолій Матвійович НТУУ “КПІ” професор Захист відбудеться “4” червня 2003 р. о 1200 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.182.01 при Інституті електрозварювання ім.Є.О.Патона НАН України, 03680, м.Київ-150, МСП, вул.Боженка, 11. Вивчаються металургійні і технологічні шляхи зниження вмісту азоту в металі шва при зварювання порошковим дротом. Розглядаються умови формування структури металу швів, легованих нітридоутворюючими елементами і проводяться результати дослідження впливу легування на характеристики його міцності й ударної вязкості. The thesis is dedicated to problems of development of self-shielding flux-cored wire for all position welding of low-carbon low-alloyed steels.Дисертаційна робота присвячена розробці самозахисного порошкового дроту малого діаметра для зварювання низьколегованих сталей у всіх просторових положеннях, що забезпечує заданий рівень механічних властивостей зварних зєднань. Тому виникла науково-технічна задача розробки самозахисного порошкового дроту малого діаметра для зварювання у всіх просторових положеннях, який забезпечує одержання заданих показників властивостей металу шва і зварних зєднань, зокрема границі текучості не менше 490 МПА й ударної вязкості не нижче 50 Дж/см2 при температурі-20°С і високі зварювально-технологічні властивості. Вони проводились у рамках державних програм Міністерства України у справах науки і технології 4.5/03367 ""Розробити ресурсо - і енергозберігаючі зварювальні матеріали нового покоління спеціального призначення"", 4.4/533 ""Дослідження термохімічних реакцій у дисперсних сумішах матеріалів при високій швидкості нагріву"", пошуковій тематиці 10/14 ""Вплив легуючих елементів на вміст газів і структуру низьколегованого металу шва при зварюванні самозахисним порошковим дротом"" Створити самозахисний порошковий дріт малого діаметра для зварювання в усіх просторових положеннях, що забезпечує стабільність одержання якісних зєднань у реальних умовах виробництва, і забезпечує рівень властивостей металу швів відповідно типу ПС-49 А2В за стандартом ГОСТ 26271. Для досягнення цієї мети необхідно було вирішити такі задачі: Вивчити кінетику реакцій утворення газошлакового захисту розплавленого металу при плавленні метало-мінеральних композицій сердечника на оксидно-фторидній основі і можливість зниження вмісту азоту в металі швів при зварюванні самозахисним порошковим дротом;Це викликало необхідність дослідження утворення газошлакового захисту розплавленого металу, дослідження шляхів зниження азоту в металі при зварюванні самозахисним порошковим дротом трубчатої конструкції, находження шляхів поліпшення вязкопластичних властивостей зварювальних зєднань при використанні легування нітридоутворюючими елементами, вивчення взаємозвязку зварювально-технологічних властивостей порошкового дроту з фізико-хімічними властивостями шлаків. Для самозахисних порошкових дротів карбонатно-фторидного типу на базі шлакової системи BAF2-LIF-MGO і карбонату літію зниження азоту в металі шва до рівня 0,03 %(мас.) при збереженні задовільних зварювально-технологічних властивостях дротів спостерігається при вмісті в осерді 9-12 % шлакоутворюючих і 2-5% газоутворюючих компонентів від маси дроту. Розгляд змін вмісту азоту при використанні різноманітних захисних газів показує, що незалежно від окисної спроможності газу вміст азоту в металі шва знаходиться на рівні близькому 0,01-0,02% (крива 3 на рис.4), у той час як при зварюванні на повітрі він складає 0,03 % і вище. При зварюванні на повітрі зміна кількості кремнію і марганцю впливає незначною мірою на вміст азоту у металі. Зменшення концентрації вільного азоту в рідкому металі відповідає вмісту в ньому більше 0,04% титану, 0,08% цирконію і 0,9% алюмінію при парціальному тиску азоту 1 атм, при зварюванні на повітрі (парціальному тиску азоту 0,79 атм) утворення нітридів у металі відбувається при більш високій концентрації нітридоутворюючих елементів (0,045%, 0,09% і 1,0 % відповідно).1.При зварюванні самозахисним порошковим дротом трубчатої конструкції використання активних нітридоутворюючих елементів, для запобігання азотної пористості, у кількостях, що призводить до утворення нітридів у рідкому залізі призводить до засмічення металу нітридними включеннями і зниженню вязко-пластичних властивостей металу шва. Створення ефективного газошлакового захисту металу вимагає спільного рішення проблем одержання необхідних металургійних і технологічних властивостей шлаку і динаміки газовиділення, що не порушує процес плавлення порошкового дроту і перенос електродного металу. 2.Ефективність шлакового захисту при використанні фторидно-оксидних сумішей зростає при зростанні кількості шлакоутворюючих у дроті, оптимальним є кількість шлакоутворюючих в ос