ПРАКТИКУМ СВАРЩИКА
электродуговым разрядом, вызывают насы-
щение
кромок
реза
газами
из
атмосферы
плазмы.
При
воздушно-плазменной
резке
насыщение кромок происходит в основном
азотом
и
кислородом.
Наибольшую
опас-
ность для сварных соединений,
выполнен-
ных по кромкам плазменного реза, представ-
ляет азот. При плазменной резке в кромки
детали азот может попадать из плазмообра-
зующей среды (в случае применения азота,
воздуха
или
газовых
смесей,
содержащих
азот) либо из окружающей среды за счет ин-
жекции в столб дуги атмосферного воздуха.
В зоне дугового разряда происходит дис-
социация
и
ионизация
азота.
Атомарный
азот в момент своего выделения может рас-
творяться в жидком металле. Установлено,
что
введение кислорода или кислородосо-
держащих газов
при
постоянной
концент-
рации азота в атмосфере дуги
приводит к
увеличению содержания азота в наплавлен-
ном металле. Экспериментально установле-
но,
что
максимальное
содержание
азота
в
кромке воздушно-плазменного реза в 50 раз
больше, чем в исходном металле, и почти в
10 раз
превышает
растворимость
азота
в
стали СтЗ.
Максимально насыщается газами литой
участок
зоны
термического
влияния.
По-
этому снижение азота в кромках воздушно-
плазменного
реза
достигают
при
условии
уменьшения
глубины
литого
участка
за
счет снижения скорости резки, повышения
напряжения
на дуге, изменения
направле-
ния резки и др.
Использование
кислорода
в
качестве
плазмообразующего газа позволяет умень-
шить насыщение кромок азотом. Это проис-
ходит за счет уменьшения литого слоя на по-
V
верхности реза, образования шлаковой плен-
ки на поверхности жидкого металла, которая
уменьшает скорость поглощения азота.
Однако
получить
минимальное
содер-
жание азота (не превышающее предельной
растворимости в сталях 09Г2 и ВСтЗсп) при
кислородно-плазменной
резке
удается
только при условии использования допол-
нительной концентричной кислородной за-
весы для окружения дуги.
Применяя водяную защиту, можно так-
же
существенно
ограничить
насыщение
кромок
азотом.
Автор
выполнил
плазмен-
но-дуговую резку стали
ВСтЗсп толщиной
10 мм
(/р-200 А,
С
/д= 180 В,
Кр=4см/с)
по
трем
вариантам:
обычная
воздушно-плаз-
менная, воздушно-плазменная и кислород-
но-плазмеиая с погружением листов в воду.
Рис. 4.
Р аспреде-
ление азота
в глубину 1_
кром ки от
поверхности
реза при
различных
способах
плазменной
резки
Содержание азота
и
распределение его
по поверхности реза и в глубину металла от
нее определяли
методом локального масс-
спектралыюго
анализа.
Результаты
иссле-
дования
распределения
азота
показаны
на
рис. 4.
При различных способах воздушно-
плазменной резки содержание азота на по-
верхности
реза
примерно одинаково.
В то
же время на расстоянии 0.1 мм от поверхно-
сти
реза содержание азота
при
воздушно-
плазменной резке с водяной защитой (кри-
вая
2)
снижается
практически
до
уровня,
имеющегося в основном металле (0,0064%).
Аналогичное снижение содержания азота в
случае обычной воздушно-плазменной рез-
ки (кривая
1)
наблюдают только на рассто-
янии 0,8 мм. Такой характер распределения
азота можно объяснить уменьшением лито-
V
го
участка
и
ограничением
возможности
диффузии азота в глубь металла. При этом
водород, получаемый путем разложения во-
ды в столбе дуги, положительно влияет на
десорбцию
азота.
Можно
предположить,
что благодаря высокой подвижности и про-
никающей способности водорода в процес-
се воздействия на металл плазменной дуги
дефектные
участки
металла
(дислокации,
микронеровности,
трещины
и
др.)
на
по-
верхности реза заполняют атомы водорода,
препятствуя
проникновению
менее
по-
движных атомов азота.
В процессе кислородно-плазменной рез-
ки с водяной защитой практически исклю-
чается всасывание окружающего воздуха в
зону дуги,
и
поэтому содержание азота на
поверхности реза близко к его содержанию
в основном металле (кривая
3).
Минималь-
ное содержание кислорода на поверхности
реза
обеспечивается
при
использовании
азота в качестве плазмообразующего газа, а
максимальное —
при использовании кисло-
родной плазмы.
#1263
3
9
4(86)2012 СВАРЩИК
-------------
предыдущая страница 42 Сварщик 2012 04 читать онлайн следующая страница 44 Сварщик 2012 04 читать онлайн Домой Выключить/включить текст