Obrabotka Metallov 2012 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (56) 2012 118 ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФЦП Т а б л и ц а 2 Коэффициент линейного теплового расширения стали 25, α Ме ,10 -6 /°C [6] Марка стали Температура, °C 20–100 20–200 20–300 20–400 20–500 20–600 20–700 20–800 20–900 20–1000 Сталь 25 12,2 13,0 13,7 14,4 14,7 15,0 15,2 12,7 12,4 13,4 ния сварочно-технологических свойств сварочных материалов. Одним из основных методов прогнози- рования отделяемости шлаковой корки от металла сварного шва является метод дилатометрии, позво- ляющий определить коэффициент температурного расширения металла шва и сварочных шлаков [5]. Проведение дилатометрии позволит дополнить прогнозируемую оценку сварочно-технологических свойств сварных соединений и разрабатываемых сварочных материалов из минерального сырья Перм- ского края. Для исследования коэффициентов терми- ческого расширения шлаковых корок использован дилатометр NETZSCH DIL 402C. Образцы, вырезан- ные из сварочных шлаков разрабатываемых флюсов и АН-348А, имеют размеры 4×4×20 мм, диапазон на- грева 20...1000 °C, скорость нагрева 10 °C/мин, ско- рость охлаждения 30 °C/мин. Полученные результаты дилатометрии сварочных шлаков приведены на рис. 3. Коэффициенты линей- ного теплового расширения α образцов сварочных шлаков сопоставлены с металлом сварного шва ста- ли 25. Известно по справочным данным, что металл шва имеет такой α, как приведено в табл. 2. Из рис. 2 видно, что наиболее высокой отделяе- мостью шлаковой корки обладает сварочный флюс из горнблендита, имеющий наибольшее отклоне- ние α от α Ме (α = 1,19–1,61 ∙ 10 -6 /°C в области темпера- тур 20...1000 °C), где по РД 03-613-03 «Порядок при- менения сварочных материалов при изготовлении, монтаже, ремонте и реконструкции технических устройств для опасных производственных объектов: Технологический регламент проведения аттестации сварочных материалов» был определен максималь- ный балл – 5. Шлак отделяется после сварки без до- полнительного механического воздействия. Однако флюс из габбро-диабаза имеет 4–5 баллов, хорошую отделяемость шлаковой корки, которая отделяется при незначительном механическом воздействии. Это объясняется тем, что значения α на всех интервалах температур более близки к α Ме (α = 5,04–9,94 ∙ 10 -6 /°C в области температур 20...1000 °C). Сварочный флюс АН-348А обладает, как и флюс на основе горнблен- дита, высокой оценкой по отделяемости шлаковой корки (α = 0,71–2,59 ∙ 10 -6 /°C в области температур 20...1000 °C). Таким образом, благодаря исследованиям коэф- фициентов линейного теплового расширения можно достичь наилучшей оценки по отделяемости шлако- вой корки и проводить корректировку химического состава на стадии апробации сварочных материа- лов. Например, кварц и слюда будут эффективно понижать α (0,7...3 ∙ 10 -6 °С -1 ), известняк и оксид алю- миния незначительно понижают, мрамор в зависи- мости от α = 5.5...14.1 ∙ 10 -6 °С -1 , марганец повышает α = 22 ∙ 10 -6 °С -1 . Рис. 2. Термограмма дилатометрии сварочных шлаков в диапазоне температур 20...1000 °C: 1 – шлак габбро-диабаза; 2 – шлак горнблендита; 3 – шлак АН-348 а б в Рис. 3. Поверхность шлаковой корки со стороны сварного шва, ×600: а – флюса АН-348А; б – флюса из габбро-диабаза; в – флюса из горнблендита