как отличить от металла при сварке? Что это такое и по какой причине его образуется много? Состав отхода и плотность, утилизация
В процессе выполнения сварки рабочая область стыка двух металлических деталей подвергается контакту с элементами окружающей среды: кислородом, смесью защитных газов, а также расплавом шлака. Такое контактное взаимодействие происходит при высоких температурных режимах плавления металла. В некоторых случаях подобное взаимодействие может оказаться положительным для металла, но в большей мере газы, кислород и шлаки изменяют химический состав металла и его физические свойства. По этой причине все процессы подобного взаимодействия во время проведения сварочных работ необходимо принимать во внимание и целенаправленно регулировать процесс, направляя его в нужное русло.
Что это такое и как появляется?
Побочный продукт появляется при любом виде сварочных работ, и его наиболее важные функции таковы:
- обеспечивает формирование прочного сварного шва и гарантирует последовательность процесса сварки;
- предотвращает окислительное влияние кислорода на области проведения сварных работ;
- создает постоянство химического состава сплава металлов в области шва;
- обеспечивает необходимые технологические условия для соединительного сварного соединения металла;
- предупреждает возникновение дефектов шва в процессе сварки.
Как отличить от металла при сварке?
- нагретый металл светлее, чем шлак, который обладает более насыщенным и темным оттенком;
- шлак обладает низкой текучестью, тогда как расплавленный металл более текучий и подвижный;
- плотность металла гораздо выше, чем плотность сварочного шлака;
- расплавленный металл застывает намного раньше, чем расплавленный шлак;
- металл имеет больший вес, если сравнивать его со шлаком.
Отличия существующие между расплавленными металлом и побочным продуктом сварочных работ основываются на плотности и текучести металлов. Металл и шлак имеют разную скорость нагрева. Когда начинается сварочный процесс, металл нагревается, плавится и при этом приобретает ярко-красный цвет.
Если зачистить шов, постучав по нему молотком и обработав напильником, можно легко отличить ярко выраженный блеск металла и темные матовые вкрапления шлака.
Зачем и как удалять?
Сразу после окончания процесса сварки оксиды металлов защищают сварочный шов от чрезмерно быстрого остывания.
После выполнения сварочных работ готовый шов требуется зачищать, особенно важно делать это, когда соединяют детали, имеющих большую толщину, и для надежности стыка выполняют несколько сварочных швов, поверх предыдущих. Если не убрать побочные продукты сварки, то выполнить следующий шов будет невозможно, так как шлак будет погашать дугу сварки. В случае когда сварочный шлак обладает повышенной вязкостью, его необходимо удалить, иначе шов будет формироваться непоследовательно и хаотично, образуя корку и дефекты. У такого шва температура при удалении шлака после сварки падает равномерно, и это дает возможность для формирования ровного стыка. Если замедлить понижение температуры готового шва, то побочный продукт сварки будет выходить на поверхность стыка и легко отделяться. Чтобы обеспечить такую возможность, детали из легированной стали прогревают перед процессом сварки до температуры от 200° до 400°.
После того как с поверхности сварочного шва шлак удален, он уже не препятствует дальнейшей обработке стыка и становится ненужным побочным продуктом сварочного процесса, подлежащим утилизации. Отходы, получаемые в процессе сварки, относятся к 4 классу опасности. Из этого следует, что такие отходы подлежат контролю за их утилизацией и на них оформляется специальный паспорт. Утилизация либо вторичная переработка сварочных отходов является довольно простой – электроды и побочные продукты сварки отправляют в переплавку, но прежде их подвергают сортировке исходя из состава их примесей. Благодаря переплавке сварочных отходов можно получать готовую легированную сталь с заданным химическим составом компонентов.
Кроме добавления шлака в сплавы, их в небольшом количестве можно включать и в состав флюсов.
Все о сварочном шлаке смотрите в следующем видео.
профессионал — 314 048 00 01 99 4. Шлак сварочный.
Состав по 1-му источнику информации.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при плавлении электродов ОММ-5
Состав отхода:
|
Наименование компонента |
Содержание, % |
| Диоксид кремния SiO2 | |
| Оксид марганца MnO | 28,9 |
| Оксид титана TiO2 | 15,2 |
| Оксид железа FeO | 13,2 |
| Оксид кальция CaO | 3,6 |
Источник информации: Н.Н. Потапов. Окисление металлов при сварке плавления.
Сварочные материалы для дуговой сварки. Под. редакцией Потапова Н.Н. -Москва, «Машиностроение», 1989 г.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при плавлении электродов УОНИ 13/55
Состав отхода:
|
Наименование компонента |
Содержание, % |
| Диоксид кремния SiO2 | 43,3 |
| Оксид марганца MnO | 4,6 |
| Оксид титана TiO2 | 2,2 |
| Оксид железа FeO | 7,9 |
| Оксид кальция CaO | 42 |
Источник информации: Н.Н. Потапов. Окисление металлов при сварке плавления.
Сварочные материалы для дуговой сварки. Под. редакцией Потапова Н.Н. -Москва, «Машиностроение», 1989 г.
Скачать фрагмент бесплатно
Посмотреть расчет класса опасности этого состава отхода
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при плавлении электродов Ц-3
Состав отхода:
|
Наименование компонента |
Содержание, % |
| Диоксид кремния SiO2 | 47,5 |
| Оксид марганца MnO | 13,7 |
| Оксид титана TiO2 | 12,2 |
| Оксид железа FeO | 18,5 |
| Оксид кальция CaO | 8,1 |
Источник информации: Н.Н. Потапов. Окисление металлов при сварке плавления.
Сварочные материалы для дуговой сварки. Под. редакцией Потапова Н.Н. -Москва, «Машиностроение», 1989 г.
Скачать фрагмент бесплатно
Состав по 2-му источнику информации.
Химический состав отхода:
|
Наименование компонента |
Содержание, % |
| Fe |
50 |
| Fe2O3 |
10 |
| Mn |
3 |
| SiO2 |
37 |
Источник информации: Приказ ГУПР и ООС МПР России по Ханты-Мансийскому автономному округу № 75-Э от 16 июня 2004 г. «Об утверждении примерного компонентного состава опасных отходов, присутствующих в ФККО, которые не нуждаются в подтверждении класса опасности для окружающей природной среды»
Состав по 3-му источнику информации.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при сварке электродами ОММ-5
Состав отхода:
| SiO2 | 24.6 |
| TiO2 | 12.1 |
| FeO | 20.9 |
| Fe2O3 | 0.2 |
| MnO | 31.6 |
| CaO | 0.4 |
| Na2O | 3.4 |
| K2O | 1.9 |
| Al2O3 | 3.5 |
Источник информации:
Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва. — Машиностроение,
1974 г.
Скачать фрагмент бесплатно
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при сварке электродами ЦМ-7
Состав отхода:
| SiO2 | 36.6 |
| FeO | 17.0 |
| MnO | 32.4 |
| CaO | 1.7 |
| Al2O3 | 5.0 |
Источник информации:
Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва. — Машиностроение,
1974 г.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при сварке электродами УОНИ-13/55
Состав отхода:
| SiO2 | 31.0 |
| TiO2 | 2.2 |
| FeO | 7.9 |
| MnO | 1.3 |
| CaO | 42.0 |
| CaF2 | 15.0 |
Источник информации:
Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва. — Машиностроение,
1974 г.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при сварке электродами ЦШ-4
Состав отхода:
| SiO2 | 16.0 |
| TiO2 | 1.6 |
| FeO | 15.4 |
| MnO | 1.3 |
| CaO | 51.4 |
Источник информации:
Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва. — Машиностроение,
1974 г.
Альтернативное название отхода: Сварочный шлак, образующийся при использовании флюса ОСЦ-45
Состав отхода:
| SiO2 | 38.5 |
| FeO | 4.7 |
| MnO | 43.7 |
| CaO | 1.7 |
| Al2O3 | 1.4 |
| CaF2 | 8.0 |
Источник информации:
Справочник сварщика. Под ред. В.В. Степанова. Изд. 3-е, перераб. и доп. Москва. — Машиностроение,
1974 г.
Остатки и огарки стальных сварочных электродов
Любой производственный процесс сопровождается образованием побочного вторичного продукта, который можно использовать для получения сырья повторно или необходимо утилизировать. Открытым остается только вопрос, конкретизирующий тип лома соответственно виду работ.
Смотрите также статью: Электроды — утилизация и сдача на металлолом.
Отходы сварочного производства
Современный уровень доступа к информации позволяет сориентироваться в любом интересующем аспекте. Определить какие отходы образуются от сварки проволокой сварочной можно двумя способами. Первый вариант предполагает поисковый запрос, второй – посетить кодификатор отходов 2017 сварка на соответствующем веб ресурсе.
Информация, собранная в интернет каталоге ФККО, определяет следующие отходы производства сварочных и паяльных работ:
- шлак сварочный;
- остатки и огарки стальных сварочных электродов;
- остатки стальной проволоки;
- продукты разложения карбида кальция.
Так выглядит сварочный шлак
Огарки электродов
Каждый из пунктов стоит рассмотреть более детально, особенно это касается первой категории.
к содержанию ↑Шлак сварочный – ФККО классификация
Кодификатор отходов присваивает собственный номер каждому побочному продукту, образующемуся в результате производственной деятельности человека. В частности, под шлак сварочный, код ФККО имеет три вариации. Это:
- 9 19 100 02 20 4 – непосредственно шлак, образующийся в процессе электрической сварки;
- 9 19 111 21 20 4 – шлаковые отходы с преобладанием диоксида кремния;
- 9 19 111 24 20 4 – сварочные шлаки, преимущественно содержащие двуокись титана.
Последние два варианта позволяют определить основной компонент этой разновидности сварочных отходов. Несколько иная ситуация возникает, если рассматривать обобщенно сварочный шлак. Состав этого вида отходов будет определяться типом используемых электродов.
к содержанию ↑Химический состав сварочного шлака
Процесс плавления, характерный для электрической сварки, всегда сопровождается окислением металла. Это объясняет вхождение преимущественно оксидов в шлаковую корку. Класс опасности данного вида отходов – IV, что требует оформлять паспорт отходов на шлак сварочный. Химический состав подобного отхода, как указывалось ранее, содержит окислы таких элементов:
- кремний;
- титан;
- марганец;
- железо;
- кальций;
- натрий;
- алюминий;
- калий.
Впрочем, в некоторых случаях компанию оксидам составляет фторид кальция. Это объясняется вхождением соединения непосредственно в состав солевых флюсов, а также определенных покрытий сварочных электродов.
Аналогичным образом связано и присутствие основных оксидов внутри шлаковой корки. В частности, марганец играет роль раскислителя, выводя серу из металла, одновременно улучшая качество шва. Подобное воздействие оказывает также кремний. Он позволяет избежать газовых пор внутри сварочного шва, образующихся вследствие не успевшего выделиться оксида углерода.
Сварочный шов
Таким образов, шлак выступает полноправным «участником» сварочного процесса, определяя структура и качество шва, а не только лишь отходом производства. Поэтому важной характеристикой оказываются физические и химические свойства сварочных шлаков.
к содержанию ↑Основные параметры шлакового слоя
Все химические свойства шлака связаны непосредственно со сварочным швом. Они включают: способность раскислять шов, легировать его, образовывать легкоплавные соединения из окислов, а также растворять их и сульфиды. С физической стороны, важными критериями шлака выступают:
- Теплофизические параметры: теплоемкость, пороговые температуры плавления и размягчения.
- Вязкость.
- Удельный вес жидкого шлакового расплава.
- Свойствами затвердевшей корки, обусловливающие ее легкое отделение от обрабатываемого металла.
- Газопроницаемость.
Температура плавления позволяет разделить шлаки на две группы: «короткие» с диапазоном 1100 – 1200 0С и «длинные», обладающие большими величинами порогового значения. Сегодня, предпочтение отдается коротким щлакам, поэтому в производстве электродов состав покрытий и флюсов шихтуется под более низкие температуры плавления.
Другая важная характеристика шлака – его вязкость. Подвижность отдельных слоев шлакового расплава повышает его химическую активность, следовательно, способствует рафинированию металла шва. Как результат, вредные примеси, в частности: сульфиды марганца и железа, фосфорный ангидрид, а также кислород и прочие газы; выводятся из металла до затвердевания шва.
Сварочный шлак от плазмореза
Следующий критерий, привлекающий внимание – плотность отхода. Шлак сварочный должен иметь небольшой удельный вес, чтобы быстро подниматься на поверхность ванны. Впрочем, чрезмерно жидкий шлаковый расплав, не способен равномерно закрыть шов металла. Более того, более высокая плотность шлака сварочного (кг/м3 – единица измерения), особенно важна при вертикальной сварке – потолочной, например.
к содержанию ↑Стальные огарки, прочие отходы в процессе сварки
Определить конкретную разновидность шлака, несложно зная состав электродов: их покрытия, а также флюса, если он используется. С другой стороны, это еще один тип отходов при дуговой сварке. Он определяется ФККО, как остатки и огарки стальных сварочных электродов.
Данный вид изделий – основной расходный материал сварочного процесса. Несмотря на относительно малый размер отходов: от электрода остается часть стержня, фиксируемая в вилке держателя; суммарная масса огарков достаточно велика. На некоторых производствах она исчисляется сотнями килограмм металлолома. Такие отходы выбрасываются крайне редко. Более того, под остатки и огарки стальных сварочных электродов – утилизация также крайне невыгодна. Более перспективно использовать тх как материал для переработки.
Остатки сварочных электродов
Действительно, большинство огарков электродов, уже не имеют покрытия и представляют собой обычную металлическую проволоку определенного диаметра. В этом случае плотность остатков и огарков стальных сварочных электродов эквивалентна аналогичному параметру металла. Таким образом, подобные отходы могут быть отправлены на переплавку для производства новых расходных материалов.
Конечно, важной характеристикой остается состав остатков сварочных электродов. Поэтому требуется сортировка огарков по их разновидности, чтобы в процессе переплавки получить сталь, уже легированную требуемым химическим составом и не требующую дальнейшей очистки.
к содержанию ↑Продажа сварочных отходов
Размер огарков зависит непосредственно от сварщика, точнее того места, где он закончил работу и составляет 50 – 100 мм. Таким образов отходы электродов остаются перспективным рынком сбыта металлолома. Впрочем, следует различать веб объявления. Нередко, под фразой: купим остатки электродов, подразумевается неликвид, а не стальной огарок, как таковой.
Утилизация отходов сварки, особенно остатков электродов, становится регламентированной процедурой. Как результат, сбор стальных огарков производится непосредственно на месте сварочных работ с сортировкой согласно марке изделия. Далее, металлолом взвешивается и может быть реализован в место переработки.
Альтернативно, продать можно и сварочный шлак. Цена на этот вид отходов будет существенно ниже, к тому же найти покупателя под них более сложно.
шлак сварочный — 91910002204 — E-ECOLOG.RU
×
Оставьте заявку на разработку паспорта «шлак сварочный »
Ваше имя
Ваш телефон *
Ваш email
Ваш регион г. Санкт-Петербургг. МоскваРеспублика АдыгеяРеспублика АлтайРеспублика БашкортостанРеспублика БурятияРеспублика ДагестанРеспублика ИнгушетияКабардино-Балкарская республикаРеспублика КалмыкияКарачаево-Черкесская республикаРеспублика КарелияРеспублика КомиРеспублика Крым Республика Марий ЭлРеспублика МордовияРеспублика Саха (Якутия)Республика Северная Осетия — АланияРеспублика ТатарстанРеспублика ТываУдмуртская республикаРеспублика ХакасияЧеченская республикаЧувашская республикаАлтайский крайЗабайкальский крайКамчатский крайКраснодарский крайКрасноярский крайПермский крайПриморский крайСтавропольский крайХабаровский крайАмурская областьАрхангельская областьАстраханская областьБелгородская областьБрянская областьВладимирская областьВолгоградская областьВологодская областьВоронежская областьИвановская областьИркутская областьКалининградская областьКалужская областьКемеровская областьКировская областьКостромская областьКурганская областьКурская областьЛенинградская областьЛипецкая областьМагаданская областьМосковская областьМурманская областьНижегородская областьНовгородская областьНовосибирская областьОмская областьОренбургская областьОрловская областьПензенская областьПсковская областьРостовская областьРязанская областьСамарская областьСаратовская областьСахалинская областьСвердловская областьСмоленская областьТамбовская областьТверская областьТомская областьТульская областьТюменская областьУльяновская областьЧелябинская областьЯрославская областьМоскваСанкт-ПетербургСевастопольЕврейская автономная областьНенецкий автономный округХанты-Мансийский автономный округ — ЮграЧукотский автономный округЯмало-Ненецкий автономный округ
ОтправитьУдельный вес доменного шлака в 1м3. Объемный вес и плотность шлака.
Шлаками являются искусственные силикаты. Составляющие элементами шлакового расплава: кремний, железо, кальций, марганец, сера и их окиси. Расплав принимает гранитную форму или становится вулканической пемзой. Эти процессы напрямую зависят от соотношения содержащихся окисей и темпа нормализации температурного режима, требуемого для корректного функционирования.
Шлаковые сплавы имеют сходные черты с горной породой – возможность приобретения различных цветов (зеленых, желтых, серых, розовых, белых и черных). Часто они встречаются с разнообразными оттенками. По форме техногенное сырье бывает плотное и пористое, тяжелое и легкое.
Расчеты плотности шлаков варьируются от 800кг/м³ до 3200кг/м³. Удельный вес шлака (масса веществ) имеет сходство с природными каменными материалами, исчисляется в диапазоне от 2,5г/см³ до 3,6г/см³. Кроме того, удельный вес шлака должен быть меньше удельного веса расплавленного металла, дабы обеспечить подъем первого на поверхность плавильной ванны. Преимущество – способность быстро впитывать воду и также быстро ее возвращать.
| Вид доменного шлака | В тоннах | В килограммах | Плотность |
| Щебенка | 1,05 – 1,6 | 1050 — 1600 | 1,05 – 1,6 |
| Кусковые шлаки | 2,1 – 2,8 | 2100- 2800 | 2,1 – 2,8 |
| Шлакобетон | 2 – 2,4 | 2000 — 2400 | 2 – 2,4 |
Виды шлаковых расплавов и процесс их образования
Строительная промышленность активно использует техногенное сырье, которое предоставляет металлургия. Оно обладает значительным преимуществом – уже прошло обработку высокими температурами, сформировало кристаллическую структуру и не содержит примеси. Продукты металлургического производства бывают:
Наиболее популярное сырье для строительных материалов
Наиболее популярным техногенным сырьем, выступает доменный шлак черной металлургической промышленности. Основные виды дают возможность убрать вредные примеси (сера, фосфор). В свое очередь, ДШ бывают:
Последний формируется в процессе плавки чугуна Доменной печью. На количественное производство влияет сера, известь в процессе штриховки, и уровень технологической оснащенности.
Шлак доменный удельный вес – в пределе 3г/см³ – 3,1г/см³. Средняя масса кускового материала равна 2500 кг/м³, иногда может быть больше или меньше — от 2100 кг/м³ до 2800 кг/м³.
Удельный вес шлака рассчитывается, посредством формул. Для упрощения расчетов, можно привести, уже вычисленное значение — вес куба шлака доменного, учитывая его состояния при выгрузке (кусковой, щебенка, шлакобетон). Подробные расчетные данные «шлак вес 1м³», записаны в таблицу.
причины появления и как отличить от металла при сварке
Из всех видов сварки первое место по распространенности занимает дуговая электросварка. Для ее выполнения не требуется сложное оборудование и дорогостоящие материалы. Отличительной чертой технологии считают побочный продукт ― шлак сварочный, который образуется при плавлении металла. В зависимости от количества и места расположения он может быть полезным или вредным отходом.
Что такое и причины появления
Сварочный шлак ― это пористая корка черного цвета, которая образуется на поверхности шва. После остывания легко отбивается молотком. В состав отхода входят оксиды материала заготовок и электродов, марганца, кремния и других элементов. Содержание расплавленных компонентов флюса или обмазки электродов незначительно и существенно не влияет на структуру отхода. По технологии слой шлака должен защищать расплавленное железо от окисления кислородом воздуха и быстрого остывания, предотвращая тем самым образование трещин. Однако если его частицы после остывания остаются внутри сварочного шва, прочность соединения значительно снижается. Это может стать причиной разрушения конструкции во время эксплуатации, если она подвергается механическим нагрузкам.
Внутренние шлаковые включения появляются, если:
- сварка проводится на заниженном токе;
- неправильно выбран диаметр электрода;
- шов быстро охлаждается, поэтому сварочный шлак не успевает всплыть на поверхность;
- недобросовестно выполнена подготовка кромок деталей;
- у расплавленного отхода большое поверхностное натяжение, которое удерживает его внутри сварочной ванны;
- неравномерно перемещать электрод вдоль стыка.
Темная корка поверх сварного шва, которая легко отбивается молотком, и есть шлак
Как отличить шлак от металла
Для предотвращения засорения соединения нужно уметь отличать шлак от металла при сварке. Их различают по характерным признакам:
- цвет расплавленного железа более светлый;
- плотность сварочного шлака меньше;
- за счет большей текучести жидкий металл более подвижен;
- время застывания шлака больше.
Отследить появление отхода можно в процессе расплавления металла. В свете дуги хорошо видны границы стыка и сварочной ванны. Все что светлое ― металл, темное ― шлак. Распознать различия между ними будет проще, если вести сварку углом назад.
Почему много шлака при сварке
Когда образуется много шлаков при сварке, они мешают следить за качеством формируемого шва и выполнять операцию, так как плохо проводят ток. Причинами появления большого количества отходов могут стать:
- Остатки грязи, ржавчины на кромках. Из них образуются крупные включения с хвостами.
- Низкое значение раскисления металла. Поэтому в расплаве остается много растворенного кислорода, который образует оксиды.
- Проведение сварки некачественными электродами с тонким слоем обмазки. Из-за неравномерного плавления их частицы попадают в сварочную ванну.
- Использование флюсов с тугоплавкими компонентами. Из-за большого удельного веса их оксиды не поднимаются на поверхность.
- Нарушения технологического процесса. При неправильном угле наклона или быстром перемещении электрода детали не успевают прогреться и быстро охлаждаются.
Зачем нужно удалять шлак
Если отход не удалить, оксиды, из которых он состоит, вступают в химическую реакцию с металлом и разрушают шов. Поэтому, как только соединение остынет, почерневшую корку удаляют. Кроме этого сварочный шов очищают от шлака, чтобы:
- Провести визуальную проверку поверхности соединения на наличие дефектов.
- Покрасить собранную конструкцию или защитить сварочные швы антикоррозийным составом. Если предварительно не убрать шлаковую корку, она из-за слабого сцепления с металлом отвалится при эксплуатации вместе с нанесенным покрытием.
- Выполнить многослойную сварку толстостенных заготовок. Без очистки предыдущего наплавить следующий шов будет затруднительно. Из-за низкой электропроводности отхода дуга начнет гаснуть, а электрод залипать.
Как избавиться
Не стоит стремиться полностью избавляться от шлака во время сварки, так как расплавленный металл останется без защиты. Но значительно уменьшить его количество необходимо, чтобы снизить риск застывания пористых частиц внутри соединения.
Борьбу с лишними отходами начинают на этапе подготовки. Свариваемые поверхности зачищают до блеска, затем обезжиривают. Диаметр электродов выбирают в соответствии с толщиной деталей, а марку для выполнения конкретной операции (резка, наплавка, сварка) с толстым слоем обмазки. Детали размещают с минимально допустимым зазором между ними. Чтобы шлак из сварочной ванны стекал вниз, заготовки устанавливают с небольшим уклоном, сварку начинают сверху.
Не нужно избавляться от шлака полностью, нужно уменьшить его количество — слой шлака защищает металл от окисления и быстрого остывания, но он не должен попасть внутрь шва, иначе снижается качество сварного соединения.
Если положение деталей изменить нельзя, для очистки сварочной ванны от отходов электрод ведут с наклоном. При этом будет легче выявить места его образования. Однако при большом наклоне вместе со шлаком начнет выдуваться расплавленный металл. Поэтому надо уметь находить оптимальный угол положения электрода.
Если варить большим током или короткой дугой, частицы сварочного шлака будут быстрее всплывать на поверхность за счет вскипания металла. Но такой способ не годится для работы с тонкостенными деталями, так как высока вероятность прожига заготовок. Для того, чтобы весь шлак успел подняться на поверхность при сварке легированных марок стали, увеличивают время охлаждения. Для этого заготовки предварительно нагревают до 200 — 400⁰C.
Чистые швы без шлаковых примесей получаются при сварке инвертором методом обратного тока. Перед началом операции заготовки соединяют с минусовой клеммой, держатель с электродом подключают к плюсовой. За счет дополнительных функций на таком аппарате новички быстрее осваивают основы сварочного дела. У большинства инверторов есть защита от залипания электродов и стабилизация тока дуги, поэтому проще научиться вести сварку с равномерной скоростью без задержек на одном месте.
На промышленных предприятиях отходы сварочного производства сдают на металлолом. После сортировки по составу огарки электродов и шлак используют как добавки при выплавке легированных марок стали. В результате получают сплавы с нужным набором химических элементов. Для экономии флюса в него можно добавлять небольшое количество дробленой шлаковой корки.
Без умения отличать шлак от металла и освоения способов его удаления создавать качественные швы не получится. Хорошо если у начинающего сварщика есть опытный наставник, который подскажет что и как делать. В противном случае учиться придется методом проб и ошибок, экспериментируя на ненужных металлических обрезках.
Сварочные шлаки, их физико-химические характеристики и свойства. — КиберПедия
Что представляют собой сварочные шлаки, их физико-химические характеристики и свойства.
Шлак – расплав неметаллических соединений, а именно окислов, галоидов, сульфидов, солей как свободных, так и образующих комплексные соединения.
Большинство сварочных шлаков нерастворимы в Ме. В расплавленном состоянии Ме и шлаки представляют собой не смешивающиеся жидкости, различные по удельному весу (плотности).
Свойства шлаков и характер взаимодействия их на Ме определяется их химическим составом. Состав влияет на следующие физические свойства: температуру плавления, вязкость, характер изменения вязкости от температуры, плотность и межфазное натяжение.
Существует две теории, описывающие строение жидких шлаков: молекулярная и ионная.
Согласно молекулярной теории шлаки представляют собой системы свободных и химически связанных неметаллических соединения, между которыми имеется подвижное химическое равновесие. При этом с Ме взаимодействуют только свободные соединения (например окислы). Наличие ионов в шлаках молекулярная теория не отрицает, но их влиянием пренебрегают в общей схеме взаимодействия.
По ионной теории шлаки имеют строение ионного типа, т.е. каждый катион (+) окружён анионами (-). Анионы в свою очередь катионами. Ионное строение расплавленных шлаков подтверждает их электропроводность и улучшение электропроводности с увеличением температуры. Химическое воздействие расплавленного шлака на Ме в значительной степени определяется соотношением в его составе основных, кислых и амфотерных окислов.
К кислым окислам относят: SiO2, TiO2, P2O5.
Основными окислами являются: K2O, Na2O, CaO, MgO, MnO, FeO, NiO.
Амфотерные окислы: Al2O3, B2O3.
Формально преобладание кислых или основных характеристик шлака оценивается коэффициентом кислотности Кк или коэффициентом основности Ко = 1/Кк.
Расчёт коэффициента кислотности или основности даёт только приближённую оценку кислых или основных свойств шлака. Например, считают, что если Кк > 1, то шлак является кислым, если Кк < 1 – основным. Но на практике это не совсем так. Кислотный или основный характер будет проявляться, если в шлаке имеются свободные кислые или основные окислы. В ходе сварки возможно образование в шлаке различных комплексных соединений: FeO × SiO2 или (FeO)2 × SiO2. Поэтому шлак, состоящий из 50% (FeO)2 и 50% SiO2 не будет нейтральным, а будет кислым. Отсюда, если исключить влияние рутила, то шлаки, применяемые для сварки сталей, оцениваются по следующей формуле: ,
где a,b,c,d – коэффициенты, учитывающие различную силу сродства основных окислов к SiO2 (не более 1).
Если флюс содержит SiO2 от 2 до 48%, CaO, MgO, MnO в небольших количествах, от 2 до 48% CaF2 (флюорита), то a = 1, b = 0,5, c = 0,37, d = 0,26.
Амфотерные окислы в различных условиях могут выступать как основные. В этом случае образуются комплексные соединения с кислыми окислами. Такое поведение имеет место, когда количество основных окислов оказывается недостаточным. Если в шлаке избыток основных окислов, то они ведут себя как кислые.
Химическое воздействие.
Воздействие шлака на Ме может быть либо окислительным, либо раскислительным, при этом шлак переводятся в растворимые в Ме окислы. Шлаки могут изменять содержание в Ме серы и фосфора. На процессы взаимодействия шлака и Ме оказывают влияние физические свойства шлаков. Очень важной характеристикой является температура плавления. Температура плавления шлаков является менее определённой характеристикой, т.к. шлаки изменяют свою вязкость в широком диапазоне температур. В зависимости от характера изменения вязкости от температуры бывают длинные и короткие шлаки. Короткие шлаки – основные. Они затвердевают в малом температурном интервале и при остывании быстро переходят из состояния значительной текучести к образованию шлаковой корки.
Кислые шлаки постепенно изменяют свою вязкость. После затвердевания имеют аморфное, стеклообразное строение.
В реальных сварочных процессах шлаки должны иметь температуру плавления (затвердевания) незначительно отличающуюся от температуры плавления свариваемого Ме.
Если температура плавления шлака намного ниже температуры плавления Ме, то он будет сильно растекаться по нагретым свариваемым кромкам и слабо защищать сварочную ванну. При очень высокой температуре плавления шлак собирается в наиболее нагретой зоне, а края ванны оказываются оголёнными. Наиболее благоприятным является такое соотношение, когда шлак плавится при температуре, немного ниже температуры плавления Ме (при сварке сталей эта разница должна быть 200-300°С). Известны случаи, когда возможно применение шлаков с температурой плавления более высокой, чем у свариваемого Ме (например, сварка Cu с флюсом ОСЦ-45).
Вязкость шлаков.
Вязкость шлаков при температуре плавления Ме всегда значительно больше, чем вязкость Ме. Однако эта разница не должна быть очень большой. При сварке сталей hМе = 0,01-0,02 Пуаз (Температура плавления металла Тпл Ме » 1500°С). Шлаки для сварки таких материалов должны иметь hшл £ 10 Пуаз. Шлаки с hшл > 10 Пуаз неприменимы. Т.к. большая вязкость шлаков для сварки является нежелательной, в них добавляют ”плавни”: плавиковый шпат и рутил. Эти добавки придают шлаку и другие свойства.
Межфазное натяжение.
Натяжение на границе раздела шлак – Ме. Это межфазное натяжение определяет формирование наружной поверхности сварного шва при ручной, автоматической и полуавтоматической сварках. Оно же влияет на разделение перемешенного в ванне шлака и металла.
Шлак (сварка) — Infogalactic: ядро планетарных знаний
Сварочный шлак — это форма шлака или стекловидного материала, образующегося в качестве побочного продукта некоторых процессов дуговой сварки, в частности дуговой сварки защищенным металлом (также известной как сварка штучной сваркой), дуговой сварки под флюсом и дуговой сварки порошковой проволокой. Шлак образуется, когда флюс, твердый защитный материал, используемый в процессе сварки, плавится в зоне сварного шва или поверх нее. Шлак — это затвердевший флюс, оставшийся после остывания зоны сварного шва. [1]
Флюс
Сварочный флюс — это комбинация карбонатных и силикатных материалов, используемых в сварочных процессах для защиты сварного шва от атмосферных газов. Когда тепло зоны сварки достигает флюса, флюс плавится и выделяется газ. Образующиеся газы выталкивают атмосферный газ обратно, предотвращая окисление (и реакции с азотом).
Расплавленный флюс покрывает расплавленный металл в зоне сварного шва. Материалы флюса выбираются таким образом, чтобы плотность расплавленного флюса / шлака была ниже, чем у свариваемого металла, чтобы флюс плавал в верхней части сварочной ванны и оставлял чистый или почти чистый металл для затвердевания внизу.
Флюсы также могут влиять на поведение металла в расплавленном металле, с физическими или химическими изменениями расплавленного металла.
Покрытие из флюса также способствует теплоизоляции сварного шва и снижает скорость охлаждения.
Включения
Зоны шлака могут застрять в затвердевшем металле, если по какой-то причине он не всплыл на поверхность расплавленного металла. Они называются включениями и являются формой сварочного дефекта.Включения могут быть видны на поверхности после очистки или могут полностью содержаться в металле, что требует шлифовки или сверления для удаления (с последующей повторной сваркой этого участка).
Процессы
Четыре процесса сварки используют флюс для образования шлака:
- Экранированная дуговая сварка металлом, также известная как SMAW
- Дуговая сварка под флюсом, также известная как FCAW или FC
- Сварка под флюсом
- Электрошлаковая сварка
Дуговая сварка в экранированном металле
Дуговая сварка под флюсом
Сварка под флюсом
Электрошлаковая сварка
Удаление шлака
Шлак не способствует прочности или защите металлов после процесса сварки; это отходы.Удаление шлака необходимо по четырем причинам:
- возможность проверки качества сварного шва;
- эстетика или внешний вид;
- , если второй слой или проход сварки должен быть выполнен поверх первого;
- для очистки поверхности от покрытий, таких как краска или масло.
Удаление обычно выполняется вручную или с помощью электроинструмента. Ручные инструменты могут включать сварочный или отбойный молоток с заостренным концом на одном конце для эффективного дробления больших кусков шлака или проволочные щетки.К электроинструментам относятся угловые шлифовальные машины с шлифовальными дисками или колесами с проволочной щеткой.
См. Также
Список литературы
.Что такое электрошлаковая сварка? (с рисунком)
Электрошлаковая сварка — это дуговой процесс сварки, в котором используется электрический ток, который проходит между плавящимся электродом и заготовкой. При выполнении этого способа сварки жидкий шлак, покрывающий поверхность сварного шва, проводит электрический ток. Перед началом электрошлаковой сварки сварочный флюс используется для заполнения зазора между деталями, а электрическая дуга используется для выработки тепла, необходимого для плавления флюса и образования шлака.Во время этого типа сварки шлак остается в расплавленном состоянии за счет тепла от электрического тока.
Флюс заполняет зазор между металлами при электрошлаковой сварке.Электрошлаковая сварка чаще всего используется для соединения толстых стальных листов.Этот метод сварки обычно выполняется путем размещения двух медных удерживающих устройств с водяным охлаждением на каждой стороне заготовок, чтобы образовалось пространство для расплавленного флюса. Присадочная проволока, используемая в качестве электрода, добавляется в пустоты вместе с небольшим количеством сварочного флюса. Для начала процесса плавления генерируется электрическая дуга, и добавляется дополнительное количество флюса, пока расплавленный шлак не заполнит пустоту и не погаснет дугу. Присадочная проволока плавится, превращаясь в сжиженный шлак, и при затвердевании образует сварной шов; процесс продолжается, при этом удерживающие устройства и присадочная проволока перемещаются вверх до конца сварного шва.
Иногда используется вариант типичного процесса электрошлаковой сварки, чтобы сократить время работы. В этом варианте процесс сварки проводится обычным образом, за исключением того, что присадочная проволока подается в ванну расплава посредством расходуемой трубки.Эта трубка расположена в верхней части сварного шва и подает проволоку в расплавленный флюс колебательным образом для более широких стыков. В этом варианте используются два набора медных удерживающих устройств с водяным охлаждением, так что их можно перемещать, перепрыгивая друг через друга. Это изменение особенно полезно, когда процесс сварки выполняется в вертикальном положении.
Роберт К. Хопкинс запатентовал процесс электрошлаковой сварки в США.С. в 1940 г. Этот метод сварки был дополнительно усовершенствован в Институте Патона в СССР на протяжении 1940-х годов. Усовершенствованный метод электрошлаковой сварки Патона был впервые представлен на Брюссельской торговой ярмарке в 1950 году и начал использоваться американским автопроизводителем General Motors для изготовления блоков двигателя в 1958 году. Небоскреб Bank of America в Сан-Франциско был построен с использованием метода электрошлаковой сварки.
.MIG, порошковая сварка, TIP TIG, ручная и роботизированная сварка
- Сплавы и металлы
- Сплавы
- Никелевая сталь, инконель, инколой, монель MIG — данные сварки TIG
- TIP TIG: Лучшее в мире руководство — автоматизированный процесс сварки сплавов
- Алюминий
- Алюминий: данные сварки MIG и TIG
- Проблемы и решения по сварке алюминия MIG
- Титан
- Титан: данные сварки TIG и TiP TiG
- Стали
- Стандарты CSA
- Высокопрочные стали
- AISI Технические характеристики и данные
- Параметры сварки MIG и TIG нержавеющей стали
- Толстая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
- Тонкая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
Инструментальная сталь - Инструментальная сталь и сварочные данные
- Генерал
- Определения металлической сварки и формовки
- Обучение
- Учебная программа Advanced AC — DC Tig для стали и алюминия
- Безопасность
- MIG и порошковая сварка: сварочный дым и безопасность
- Сплавы
- MIG: робот и руководство
- Импульсная сварка MIG
- Импульсная сварка MIG и плакировка
- Импульсная сварка MIG: проблемы и решения
- Проблемы и оценки оборудования импульсной MIG
- Робот MIG Welding
- Робот MIG Weld Проблемы и решения
- Советы по управлению сваркой MIG для роботов
- Простота ручной и роботизированной сварки MIG
- Тонкая сталь: ручная и роботизированная сварка MIG
- Толстая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
- Проблемы со сваркой
- Проблемы и решения по сварке алюминия методом MIG
- Проблемы и решения, связанные с выдуванием дуги MIG
- Газ MIG
- Факты о газовой смеси MIG
- Сварочные материалы
- Затраты на сварку стали проще: ручной и робот MIG
- Стандарты CSA: Стали
- Высокопрочная сталь / Спецификации и данные AISI
- Определения по сварке и формовке металлов
- Инструментальная сталь и сварочные данные
- Импульсная сварка MIG
- TIP TIG
- TIG
- Параметры сварки TIG
- Титан: данные сварки TIG и TIP TIG
- Параметры сварки TIG нержавеющей стали
- Никель, сталь, инконель, инколой, монель: данные сварки TIG
- Данные TIG FCAW
- Параметры сварки TIG
- Advanced AC TIG
- Расширенный процесс сварки TIG на переменном токе и уникальный процесс TIP TIG на постоянном токе
- Учебная программа Advanced AC — DC TIG для стали и алюминия
- порошковый флюс
- Проблемы сварки порошковой проволокой
- Судостроительный завод с порошковой сердцевиной: проблемы сварки и решения
- Проблемы и решения для сварки труб и пластин с порошковым напылением
- Самозащитная порошковая проволока: проволока и многочисленные проблемы со сваркой
- Безопасность порошковой проволоки
- Порошковая сварка: сварочный дым и безопасность при сварке
- Плохие сварные швы: самозащитные порошковые проволоки и землетрясение в Нортридже
- Тест с порошковой порошковой краской
- Проблемы сварки порошковой проволокой
- Кислородное топливо
Меню
- Сплавы и металлы
- Сплавы
- Никелевая сталь, инконель, инколой, монель MIG — данные сварки TIG
- TIP TIG: Лучшее в мире руководство — автоматизированный процесс сварки сплавов
- Алюминий
- Алюминий: данные сварки MIG и TIG
- Проблемы и решения для сварки алюминия MIG
- Титан
- Титан: данные сварки TIG и TiP TiG
- Стали
- Стандарты CSA
- Высокопрочные стали
- AISI Технические характеристики и данные
- Параметры сварки MIG и TIG нержавеющей стали
- Толстая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
- Тонкая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
Инструментальная сталь - Инструментальная сталь и сварочные данные
- Генерал
- Определения металлической сварки и формовки
- Обучение
- Учебная программа Advanced AC — DC Tig для стали и алюминия
- Безопасность
- MIG и порошковая сварка: сварочный дым и безопасность
- Сплавы
- MIG: робот и руководство
- Импульсная сварка MIG
- Импульсная сварка MIG и плакировка
- Импульсная сварка MIG: проблемы и решения
- Проблемы и оценки оборудования импульсной MIG
- Робот MIG Welding
- Робот MIG Weld Проблемы и решения
- Советы по управлению сваркой MIG для роботов
- Простота ручной и роботизированной сварки MIG
- Тонкая сталь: ручная и роботизированная сварка MIG
- Толстая сталь: проблемы ручной и роботизированной сварки MIG
- Проблемы со сваркой
- Проблемы и решения по сварке алюминия методом MIG
- Проблемы и решения, связанные с выдуванием дуги MIG
- Газ MIG
- Факты о газовой смеси MIG
- Сварочные материалы
- Затраты на сварку стали проще: ручной и робот MIG
- Стандарты CSA: Стали
- Высокопрочная сталь / Спецификации и данные AISI
- Определения по сварке и формованию металлов
- Инструментальная сталь и сварочные данные
- Импульсная сварка MIG
- TIP TIG
- TIG
- Параметры сварки TIG
- Титан: данные сварки TIG и TIP TIG
- Параметры сварки TIG нержавеющей стали
- Никель, сталь, инконель, инколой, монель: данные сварки TIG
- Данные TIG FCAW
- Параметры сварки TIG
- Advanced AC TIG
- Расширенный процесс сварки TIG на переменном токе и уникальный процесс TIP TIG на постоянном токе
- Учебная программа Advanced AC — DC TIG для стали и алюминия
- порошковый флюс
- Проблемы сварки порошковой проволокой
- Судостроительный завод с порошковым напылением: проблемы сварки и решения
- Проблемы сварки порошковой проволокой
