Газовые дефекты. Мероприятия по профилактике газовых дефектов
При выделении из раствора в процессе кристаллизации газы могут образовывать пустоты, которые разделяются на скопление мелких пузырьков, называемых газовой пористостью, и отдельные крупные пузыри, называемые газовыми раковинами.
Газовые раковины представляют собой полости в теле отливки, образованные выделившимися из металла или внедрившимися в металл газами. Поверхность таких раковин гладкая. Газовые раковины могут быть одиночными и групповыми.
Механизм образования газовых раковин и методы их предупреждения связаны с источником газообразования.
Если газы выделяются из форм и стержней, то дефект образуется в результате механического проникновения газа в жидкий расплав с поверхности раздела металл — форма. Это явление часто сопровождается видимым эффектом кипения расплава или выбросом его из формы и поэтому получило название вскип. На границе раздела металл — форма газы практически присутствуют всегда, однако внедриться в металл они могут только при условии, если избыточное газовое давление в форме или стержне будет превышать сопротивление со стороны металла, зависящее от высоты столба металла над соответствующей точкой формы или стержня и от удельного веса жидкого сплава. Причиной образования газового пузыря является ноток газов, выходящий из поры в формовочном материале; образующийся около устья поры газовый пузырь растет до тех пор, пока силы поверхностного натяжения металла, стремящиеся округлить пузырь до шара, и подъемная сила металла не оторвут его от поверхности формы. На месте отрыва пузыря растет новый. В зависимости от внешнего вида дефекта различают газовую шероховатость (при плохом смачивании металлом материала формы), мелкие подкорковые раковины (при хорошем смачивании металлом материала формы) или подкорковые крупные газовые раковины.
Способы предотвращения газовых раковин.
Дли предупреждения газовых раковин, образующихся при механическом проникновении газов в металл (вскипе), следует уменьшать газотворность смесей, увеличивать скорость отвода газов из форм и стержней, способствовать удалению из отливки внедрившихся газовых пузырей до момента ее полного затвердевания. Уменьшение газотворности смесей и скорости газообразования в формах и стержнях достигается различными способами. Прежде всего необходимо устанавливать оптимальный состав формовочных и стержневых смесей. При этом смеси должны содержать минимальное количество газотворных материалов — воды, органических связующих, противопригарных добавок, глины, извести, слюды, асбеста и т. п. Наиболее газотворна вода, поэтому содержание ее в смесях должно быть ограничено. Некоторые связующие материалы гигроскопичны и впитывают влагу из окружающей среды после сушки. Повышенной гигроскопичностью обладают сульфитно-спиртовая барда, жидкое стекло, декстрин, крепители КН, КВС, СП, ДП, формовочные глины и другие материалы. Стержни на сульфитно-спиртовой барде способны впитать до 3—4% влаги при выдержке собранных форм перед заливкой 3—6 ч или полуформ 2—3 суток. Стержни на основе крепителей с высокой гигроскопичностью необходимо устанавливать в форму полностью остывшими, а формы заливать сразу же после сборки. Для сложных стержней применение смесей на гигроскопичных крепителях нецелесообразно. Радикальным способом снижения газовыделения при заливке является высушивание и прокаливание стержней и форм. При этом из них почти полностью удаляется вода, и частично удаляются летучие продукты из связующего материала. Для стержней из самотвердеющих жидкостекольных и наливных смесей, содержащих в исходном состоянии до 5% влаги, рекомендуется обязательная сушка. При подсушке стержней и хорошей их вентиляции вскипы не происходят. Образованию газовых раковин в отливках может способствовать краска, обладающая повышенной газотворпой способностью, особенно нанесенная толстым слоем. Окрашенные стержни надо подсушивать. Краски, сушка которых происходит при сгорании растворителя, не должны содержать больше 6—8% связующих материалов (в пересчете па сухой остаток). Слишком обильная смазка моделей разделительным составом и связанное с этим повышение газотворной способности поверхностных слоев формы приводят к появлению мелких газовых раковин в отливках. Поэтому разделительный состав следует наносить тонким слоем, почаще. Повышение скорости отвода газов из форм и соответственно снижение давления газа достигается прежде всего уменьшением длины пути фильтрации газов. Для этого необходимо уменьшать расстояние от отливки до стенок и лада опок, предусматривать вентиляционные каналы в форме и стержне. Особенно это важно для форм, уплотненных при повышенном удельном давлении, так как такие формы обладают пониженной газопроницаемостью и, следовательно, в них повышается давление газа. Большое значение имеет тщательная вентиляция стержней. Так, при проверке исполнения технологической инструкции по изготовлению сложных стержней водяной рубашки головки блока двигателя ДТ-54 было выявлено, что многие стержни выполняются без вентиляционного канала, а в тех случаях, когда канал был выполнен, не были установлены пробки, закрывающие его от попадания металла. Заливка форм с такими стержнями сопровождалась длительными вскипами (6 —20 сек), а отливки имели газовые раковины. При тщательном выполнении вентиляционного капала в стержне и форме газовые раковины в отливках не образуются. Радикальным решением проблемы ликвидации брака по газовым раковинам от форм и стержней является использование оболочковых форм и стержней. В этом случае давление газа п границе металла формы (стержень) не превышает 5 Г/см2 и значительно меньше критического, равного 12—20 Г/см2. Должно быть обеспечено надежное удаление газов из стержней через форму. Для этого необходимо, чтобы вентиляционный канал в форме был продолжением вентиляционного канала стержня, чтобы обеспечивалась надежная защита знака стержня и вентиляционного канала от попадания металла. При заливке знака стержня или вентиляционного канала в форме может произойти длительный вскип (с выбросом металла из формы), и как следствие в отливке образуются групповые газовые раковины.
Большое значение для хорошего газоотвода имеет увеличение газопроницаемости смесей. Она увеличивается при уменьшении влажности смесей, а также при снижении содержания в них глины п крепителей. Крупные пески повышают, а мелкие понижают газопроницаемость смеси; особенно резко снижается газопроницаемость при наличии в смеси мелких пылевидных частиц (маршалита, молотого угля). Снижение газопроницаемости наблюдается при добавке отработанной смеси; поэтому использование ее для изготовления сложных стержней нецелесообразно. С повышением плотности набивки газопроницаемость песчано-глпппстых форм резко падает, а газопроницаемость стержневых смесей изменяется в меньшей степени. Пескодувно-пескострельная набивка обеспечивает наиболее равномерное уплотнение смеси и повышенную газопроницаемость стержней. При высушивании форм и стержней их газопроницаемость увеличивается. Особенно существенно увеличивается при этом газопроницаемость глиноопилочных смесей, в которых выгорают опилки. Для обеспечения хорошего газоотвода при исправлении формы и стержней отломившиеся части следует приклеивать не по всей поверхности излома, так как склеивающее вещество имеет плохую газопроницаемость по краям излома. Центральная часть должна обеспечивать свободный отвод газов. Вероятность образования газовых раковин уменьшается при создании специальных полостей в стержнях, которые, даже если они не соединяются специальным каналом со знаком стержня, снижают давление газа. Наиболее удобно создавать подобные полости в разъеме стержня. Помимо улучшения газового режима наклонное положение формы при заливке дает возможность упростить литниковую систему и способствует более спокойному заполнению формы металлом. Сравнительно недавно для предотвращения образования газовых раковин в отливках стали применять принудительный отсос газов из стержней. Этот прием на практике применяется редко из-за усложнения техники заливки, однако, эффективность его высокая. Принудительный отсос газов целесообразен для вентиляции постелей при литье в почву. Для предупреждения механического проникновения газов металла, в отливку необходимо повышать напор высоту верхних опок, литниковых чаш, выпоров и т.д.
Источник
Газовые пузыри пористость способы предотвращения
Наличие искусственных водоемов на приусадебных участках уже давно перестало быть редкостью. К настоящему времени они стали не только красивыми и функциональными, но и.
Скрытые петли – это фурнитура, которая позволяет сделать зазор между полотном и коробом минимальным, а эксплуатацию двери удобной, долговечной и надежной.
Если вы новичок в сварке и только начинаете свой путь, то сегодняшний огромный рыночный ассортимент продукции сварочных аппаратов, поначалу может привести в.
Из одного деревянного бруса сразу несколько досок выпиливаются с помощью многопильных деревообрабатывающих станков. Формы и размеры заготовок задаются заранее. По.
Долговечность и устойчивость строения зависит от качества и прочности фундамента. Специальные блоки нередко используют для того, чтобы создать надежное основание. Со.
Натяжной потолок — отличное решение для современного интерьера, имеющее целый ряд преимуществ.
В сохранности стремятся сохранить свое имущество все люди. Только злые собаки и надежные замки раньше были в распоряжении владельцев частных домов. Дополнительную охрану.
В современных интерьерах все чаще можно увидеть стеклянные элементы. Это козырьки, душевые кабины, перегородки, двери и другие конструкции.
Источник
Меры предупреждения пористости. Исправление пористых швов
Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.
Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!
При изготовлении сварных конструкций борьба с пористостью сварных швов должна начинаться уже с первых стадий технологического процесса. Еще на складе должны быть приняты меры по защите металла от атмосферных осадков. После обработки детали должны быть очищены в местах сварки и вблизи них на расстоянии 20—30 мм от ржавчины, масла, краски и других загрязнений. Литые, подлежащие приварке детали, а также литье в местах дефектов, исправляемых сваркой, должны быть тщательно очищены от литейной корки и формовочной земли. Тонкий слой окалины после горячей прокатки удалять не обязательно, но окалина, остающаяся после нагрева для штамповки или отжига, должна быть удалена.
Производительным способом очистки металла является очистка пескоструйными аппаратами Однако она требует оборудования специальных камер и приводит к запылению производственных помещений. Применение этого способа следует считать наиболее рациональным для литых деталей (так как в литейных и обрубных цехах пескоструйная очистка является одной из операций технологического процесса), а также для очистки металла, пораженного ржавчиной по всей поверхности. Для очистки мест сварки применяются переносные наждачные круги и электрические щетки. Стационарные наждачные круги применяются для легких деталей, например, для очистки заготовок под наплавку инструмента.
Ржавчина, масло, краска, окалина могут выжигаться. Для этой цели применяются обычные паяльные лампы, горелки для газовой сварки, подогревательное пламя газовых резаков, а также специальные многопламенные горелки. Последние с успехом применяются для очистки краски с металла старых конструкций в ремонтных работах и при очистке окалины с крупных штампованных деталей (например, днищ котлов и цистерн). Ржавчина при этом прокаливается, а менее опасный сухой ее остаток так же, как и окалина, легко отделяется от металла, благодаря различию в коэффициентах линейного расширения.
Серьезное внимание должно быть обращено на упаковку и хранение проволоки, предназначенной для автоматической сварки и изготовления электродов. Ржавчина и другие загрязнения с электродных стержней удаляются в специальных вращающихся барабанах, в которые стержни загружаются вместе с сухим песком или древесными опилками. Опилки применяются для снятия тонкого слоя смазки, которым стержни неизбежно покрываются при правке и рубке проволоки на правильно-рубильных станках. При сильном загрязнении маслом обезжиривание производится бензином или раствором каустической соды с последующей тщательной промывкой в воде и просушкой. Очистка бухт проволоки для автоматической сварки при сильном ее загрязнении значительно сложнее. Очистку можно осуществить травлением в 10%-ном растворе серной кислоты (лучше подогретой) с последующей нейтрализацией в растворе едкого натра, тщательной промывкой в воде и сушкой. Небольшие местные загрязнения можно удалить вручную наждачной бумагой во время перемотки бухт проволоки для зарядки кассет сварочных автоматов. Институтом электросварки разработана специальная машина для этой цели. Очистку деталей в местах сварки лучше всего производить за несколько часов до сборки и сварки конструкции, в особенности, если готовые изделия хранятся в сырых помещениях или на открытом воздухе.
Вне зависимости от того, производилась ли очистка деталей до их сборки, сварщик должен внимательно осмотреть подлежащие сварке места и очистить их от загрязнений, ибо при длительном хранении собранные узлы могут заржаветь и загрязниться маслом. Очистка собранных и прихваченных узлов производится ручными стальными щетками, переносными наждачными кругами и электрическими щетками. Такая очистка менее эффективна, чем очистка отдельных деталей, так как ржавчина забивается в зазоры между деталями и благодаря значительному скоплению в отдельных местах может вызвать сильную пористость. В соединениях внахлестку ржавчина вообще не может быть удалена в месте соприкосновения собранных деталей. Поэтому после очистки необходимо тщательно продуть зачищенные места и зазоры между деталями сжатым воздухом. В собранной конструкции наилучшие результаты дает прокаливание («выжигание») ржавчины пламенем газовой горелки. Им широко пользуются при автоматической сварке на монтаже. Полуавтоматическая сварка тонкой проволокой менее чувствительна к наличию ржавчины на свариваемых кромках и поэтому требует менее тщательной очистки металла. Достаточной оказывается обычная очистка металлической щеткой.
Применение двухслойной автоматической сварки, при которой первый слой шва, с целью выжигания ржавчины, сваривается на большой скорости, причем получается пористым, а второй слой дает окончательное сечение шва, нужно признать нерациональным, так как это резко снижает эффективность автоматической сварки, лишая ее одного из преимуществ — возможности однопроходной сварки швов больших сечений. Этот метод может быть оправдан в том случае, если на отдельных участках шва из-за повышенного зазора сварка производится первоначально на большой скорости, причем шов получается пористый.
С мест, подлежащих сварке, должна тщательно удаляться влага, а в зимнее время — снег и наледь.
Необходимо обратить серьезное внимание на контроль влажности электродных обмазок и флюсов согласно техническим условиям. Влажность флюсов не должна превышать 0.1%. Многие электродные обмазки обладают пониженной гигроскопичностью. Флюсы также поглощают влагу из воздуха. Поэтому их надо хранить в теплых сухих помещениях. Полезно иметь непосредственно в сварочных цехах небольшие электрические печи сопротивления для просушки электродов и флюсов перед их применением. При работе в полевых условиях сушку электродов и флюсов производят на жаровне, а также используют тепло выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания передвижных сварочных агрегатов. Для этой цели на выхлопную трубу двигателя надевается специальное устройство. При изготовлении электродов необходимо, чтобы толщина слоя покрытия находилась в пределах допусков, так как недостаточное количество расплавленного шлака на шве не только не обеспечивает полноты протекания необходимых химических реакций между металлом и шлаком, но ведет также к ускоренному охлаждению шва. Необходимо строго контролировать температуру прокалки электродов.
Прихватка при сборке под автоматическую сварку должна производиться электродами марки Э-42, Э-42А, Э-50. Даже при сборке под ручную сварку прихватки необходимо выполнять электродами той же марки, которыми будут свариваться швы. Автоматическая сварка по ручной подварке электродами марки Э-34 во всех случаях, когда автоматный шов может частично переплавить металл ручного шва, недопустима.
При сварке для каждого материала должны применяться электроды, флюсы и проволока проверенных типов, а режимы сварки должны быть тщательно отработаны. Хорошо поставленный технический контроль основных и вспомогательных материалов способствует получению беспористых швов. В процессе сварки необходимо создать условия, обеспечивающие максимальное выделение газов из жидкого металла сварочной ванны до затвердевания металла шва. Это может быть достигнуто посредством замедления затвердевания жидкого металла и поддержания металла возможно’ больше времени в жидком состоянии. Последнее можно осуществить достаточным прогревом основного металла. Для этого в большинстве случаев достаточна правильная техника сварки — соответствующие манипуляции концом электрода или горелкой, при которых получается хороший прогрев и провар кромок, подогрев затвердевающей части сварочной ванны, перемешивание металла в ванне.
Предварительный подогрев, проводимый при сварке и наплавке некоторых специальных, а также средне- и высокоуглеродистых сталей и при заварке дефектов стального и чугунного литья, наряду с предупреждением получения резких закалочных структур и образования трещин, способствует получению плотных швов. При наплавке инструмента и заварке дефектов литья рекомендуется применять ванный способ сварки, обеспечивающий получение плотных наплавок. При ручной сварке нужно следить за равномерным отложением шлака на шве. При автоматической сварке должна быть обеспечена равномерная засыпка флюса вдоль линии шва, так как при недостатке флюса дуга прорывается наружу, и шов становится пористым.
При дуговой сварке должна поддерживаться оптимальная для данной работы длина дуги, которая контролируется измерением напряжения на дуге. При газовой сварке должен поддерживаться требуемый характер пламени. При сварке в среде инертных газов весьма важным является контроль чистоты применяемых газов, их расхода и техники сварки.
Исправление пористых швов
Средства исправления швов, забракованных из-за их пористости, обычно определяются техническими условиями на изготовление отдельных видов продукции. При большом количестве пор, расположенных в виде сетки или строчки, швы, как правило, вырубаются и завариваются вновь. Ручная подварка дефектных мест без их вырубки не может обеспечить требуемой глубины проплавления, достаточной для ликвидации наиболее глубоко залегающих пор. Автоматическая подварка пористых швов без их вырубки допускается том случае, если режим обеспечивает необходимую глубину провара, а размеры шва после подварки находятся еще в пределах допусков. Для заварки одиночных пор рационально применять сварку электрозаклепками под флюсом, при которой можно достигнуть глубокого проплавления металла шва. Этот простой и производительный способ с успехом применяется на заводах, при изготовлении ответственной продукции (например, элементов сварных мостов).
Источник
