автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Исследование физико-химических процессов рафинирования металла шва при сварке низкоуглеродистых сталей с алюминиевым покрытием

0034 76673 На правах рукописи

ЧЕРМАШЕНЦЕВА Татьяна Владимировна

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ РАФИНИРОВАНИЯ МЕТАЛЛА ШВА ПРИ СВАРКЕ НИЗКОУГЛЕРОДИСТЫХ СТАЛЕЙ С АЛЮМИНИЕВЫМ ПОКРЫТИЕМ

Специальность 05.03.06 Технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 (3 ^33

Волгоград-2009

003476673

Работа выполнена на кафедре «Оборудование и технология сварочного производства и пайки» Тольяггинского государственного университета.

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор,

СИДОРОВ Владимир Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор,

СОКОЛОВ Геннадий Николаевич

кандидат технических наук, ШАПОВАЛОВ Сергей Владимирович

Ведущее предприятие: ОАО «АВТОВАЗ», г. Тольятти

Защита состоится « 46 » 2009 гД&часов на заседании дис-

сертационного совета Д 212.028.02 в Волгоградском государственном техническом университете по адресу: 400131, г. Волгоград-131, пр. Ленина, д. 28, зал заседаний ученого совета (ауд.2:09).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Волгоградского государственного технического университета.

Автореферат разослан «АЛ » сектзб'^З 2009 г.

Ученый секретарь / С.В. Кузьмин

диссертационного совета

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время увеличивается объем применения сталей с покрытием из алюминия и алюминиевых сплавов. Главным достоинством этого материала является сочетание прочности, твердости и коррозионной стойкости, жаропрочности, окалиностойкости и др. Сталь с покрытием в основном используется в авиа-, автомобиле-, судостроении, химической промышленности. Ее применяют для изготовления деталей печей, теплообменников, трубопроводов для отвода горячих продуктов горения, глушителей автомобилей, бензобаков, рефлекторов, нагревательных приборов и т.д. Возможно применение при изготовлении нефтегазопроводов, поскольку сталь с алюминиевым покрытием обладает высокой коррозионной стойкостью к нефти и нефтепродуктам.

Однако получение равнопрочного сварного соединения из стали с алюминиевым покрытием затруднено из-за попадания в металл шва алюминия и оксида алюминия, значительно снижающих прочностные и пластические свойства соединения. Это ограничивает возможность применения такой стали.

Исследованию взаимодействия алюминия и стали при сварке стали с алюминием были посвящены работы В.Р. Рябова, Д.М. Рабкина, С.М. Гуревича, P.C. Курочко, М.Х. Шоршорова, В. А. Колесниченко, Г.А. Бельчука, Ф.И. Раздуй, В.П. Ситалова, В.В. Трутнева, С. Токеси, Т. Лсуо, Пялл К. Айхори, Г. Шнитца, Й. Вильдена, С. Джена, С. Райха. В работах этих авторов показано влияние алюминия на свойства металла шва. Результаты исследований процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием приводятся в работах О.И. Стеклова, Н.П. Кармазинова, М.А. Сычевой, Е.Е. Зорина, Й. Кунципала, где также установлено отрицательное воздействие алюминия на механические свойства метала шва.

Для предотвращения попадания алюминия в металл шва перед сваркой сталей с алюминиевым покрытием можно удалять слой покрытия. Однако это значительно повышает трудоемкость процесса, особенно при сварке тонколистового материала. В работе предложено создавать условия для удаления алюминия в процессе сварки, т.е. обеспечивать рафинирование металла сварочной ванны от алюминия.

Актуальность работы подтверждается выполнением ее части в рамках совместной российско-германской программы «Михаил Ломоносов - II».

Целью диссертационной работы является повышение механических свойств сварных соединений из тонколистовой стали с двухсторонним алюминиевым покрытием путем рафинирования металла сварочной ванны от алюминия.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1. Исследован процесс формирования соединения при аргонодуго-вой сварке неплавящимся электродом низкоуглеродистых сталей с алюминиевым покрытием.

2. Исследовано влияние состава рафинирующих флюсов на химический состав и механические свойства сварных соединений из сталей с

алюминиевым покрытием, полученных аргонодуговой сваркой неплавя-щимся электродом.

3. Исследовано влияние состава активных защитных газов на химический состав и механические свойства сварных соединений из сталей с алюминиевым покрытием.

4. Разработана технология сварки тонколистовых сталей с алюминиевым покрытием.

Научная новизна работы заключается в выявлении основных закономерностей взаимодействия алюминиевого покрытия стали с металлом сварочной ванны и зоны термического влияния; в разработке подходов к управлению свойствами сварных соединений.

Вьивлено, что в результате теплового воздействия при сварке сталей с алюминиевым покрытием в зоне термического влияния формируются последовательно расположенные области, разграниченные определенными температурными интервалами и характеризующиеся различным составом и структурой покрытия.

Установлено, что при аргонодуговой сварке в области зоны термического влияния, прилегающей к сварочной ванне и ограниченной температурой 1150°С, происходит коагуляция и стекание алюминия в сварочную ванну, что приводит к повышению содержания последнего в металле шва и снижению прочностных и пластических свойств сварного соединения. При использовании в качестве защитной среды активных газовых смесей этого не происходит из-за образования на поверхности покрытия слоя оксида алюминия.

Показано, что при окислительном рафинировании сварочной ванны от алюминия по слою флюса системы «Ма3А1Р6 - СаР2 - МеО» происходит связывание оксида алюминия в легкоплавкие шлаковые системы с минимальной плотностью и максимальной растворимостью в ней, что позволяет существенно снизить содержание А1 и А1203 в металле шва и повысить механические свойства сварного соединения.

Практическая значимость. Разработан ряд технологических рекомендаций и составов флюсовых систем, позволяющих добиться эффективного рафинирования металла сварочной ванны от алюминия и повысить механические свойства сварных соединений, что послужило основой созданного технологического процесса сварки стали с алюминиевым покрытием.

Для ОАО «Торговый дом «Автотрансформатор» разработан и внедрен технологический процесс изготовления маслоохладителя трансформатора из стали 08кп с алюминиевым покрытием. Внедрение технологии сварки в среде смеси Аг+Ог (70:30) с поддувом обратной стороны этой же смесью для изготовления маслоохладителей силовых трансформаторов позволило получить экономический эффект в размере более 500 ООО рублей. Доля автора в экономическом эффекте составляет 30%.

Апробация работы. Материалы работы докладывались на 9 всероссийских и международных конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». Тольятти, 2004; Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Современные тенденции развития автомобилестроения в России». Тольятти,

2005; Всероссийская научно-техническая конференция с международным участием «Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства». Тольятти, 2006; Четвертая международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышлешюсти». СПб., 2007; II Международная научно-техническая конференция (Резниковские чтения) «Теплофизиче-ские и технологические аспекты управления качеством в машиностроении». Тольятти, 2008; Международная научно-техлическая конференция «Пайка-2008». 10-12 сентября 2008, Тольятти; Пятая международная научно-практическая конференция «Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование». СПб., 2008. ХП Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении», Пенза, 2008; Славяновские чтения «Сварка - XXI век», 4-5 июня 2009. Липецк.

По работе выполнено две хоздоговорные работы на общую сумму 200 000 руб. по темам: «Исследование физико-химических условий рафинирования при аргонодуговой сварке сталей по слою флюса», «Исследование процессов сварки сталей, покрытых алюминием». Получена премия за победу в областном конкурсе «Молодой ученый» в 2008 году и грант на научные исследования в Техническом университете г. Дрезден в рамках совместной российско-германской программы «Михаил Ломоносов - II» в размере 4 875 Евро.

Публикации. По материалам исследований опубликовано 23 работы, в т.ч. 7 статей в журналах, рекомендуемых ВАК; получено 5 патентов РФ на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов по работе, 3 приложений, библиографии, включающей 156 источников. Основной текст составляет \ 69 стр.

Основное содержание работы

Во введении доказана актуальность работы, обоснована ее цель, указана научная новизна, практическая ценность, определены объект и предмет исследования.

В первой главе рассмотрены возможные причины снижения качества сварных соединений из тонколистовых сталей с алюминиевым покрытием. Основное отрицательное влияние оказывает алюминий, который, легируя металл сварочной ванны, растворяется в а-железе, что снижает прочностные и пластические характеристики металла шва и образует интерметаллидные соединения и оксидные включения, что также снижает механические свойства сварного соединения.

Механические свойства сварных соединений определяются конечным содержанием алюминия в металле шва, которое будет зависеть от отношения суммарной толщины алюминиевого покрытия к толщине стали, относительной толщины покрытия, определяемой выражением:

К = ^ (1)

где 5Л1- толщина алюминиевого покрытия с обеих сторон пластины; 5СТ - толщина стальной пластины.

Принимая допущение, что весь объем алюминия попадает в сварочную ванну, содержание алюминия в шве определяется следующим образом:

= - (2)

мА, +мст

где Мм - масса расплавленного алюминия, попадающего с двустороннего покрытия в металл шва; Мст- масса расплавленной стали.

Учитывая, что по данным ряда исследований 0,2% алюминия в металле приводит к снижению его ударной вязкости, можно принять это значение за критическое и определить диапазон толщин, при которых удаление алюминия будет необходимым. Учитывая, что сталь с алюминиевым покрытием выпускается с величиной относительной толщины от 0,02-0,1, содержание алюминия в металле шва во всех случаях будет больше критического значения.

Введение присадочной проволоки увеличивает долю наплавленного металла и соответственно снижает содержание алюминия. При максимальной относительной толщине покрытия расчетное содержание алюминия в металле шва меньше в 3,5 раза, чем в металле шва, полученном аргонодуговой сваркой без присадки. Однако и при введении присадочной проволоки расчетное содержание алюминия намного выше допустимого.

Снизить вредное влияние алюминиевого покрытия на механические свойства металла шва можно, удаляя алюминий из зоны сварки. Механически удалить покрытие с тонколистового материала технологически сложно, поэтому была рассмотрена возможность проведения рафинирования металла сварочной ванны от алюминия непосредственно в процессе сварки.

Рафинирование при сварке сталей с алюминиевым покрытием может обеспечиваться за счет различия физических и химических свойств железа и алюминия. Для отделения алюминия необходимо алюминий связать в соединение, нерастворимое в стали и легкоудаляемое из сварочной ванны. К таким соединениям относятся оксид, хлорид или фторид алюминия.

Учитывая, что для тонколистовой стали в основном применяется аргонодуговая сварка неплавящимся электродом и сварка в активных защитных газах плавящимся электродом, то в первом случае для обеспечения условий рафинирования было предложено сварку проводить по слою активного к алюминию флюса. При втором способе процесс рафинирования сварочной ванны от алюминия будет происходить за счет окисления алюминия активными газовыми средами, например С02, Аг+02, С02+02, С02+Аг+02.

Во второй главе приведена методика исследования влияния алюминия на свойства металла шва и методика исследования процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием.

Эффективность рафинирования при сварке сталей с алюминиевым покрытием оценивалась по результатам микрорентгеноспектрального анализа и количественной оценки химического состава металла шва.

Микрорентгеноспектральный анализ проводился на комплексе сканирующего электронного микроскопа LEO 1455 VP (ZEISS, Германия) с блоками рентгеновского энергетического спектрометра INCA Energy-300 и рентгеновского волнового спектрометра INCA Wave-500. Содержание алюминия по сечению шва определялось дискретно, по направлению от корня шва до его лицевой стороны и по средней линии шва. Металлографический анализ проводился с помощью оптического микроскопа ЕС МЕТАМ-21. Механические свойства определялись испытаниями на статическое растяжение, статический изгиб, измерением твердости по Бринеллю, согласно ГОСТ 6996-66. Микротвердость определялась по ГОСТ 9450-76.

Температуры плавления флюсов, применяемых в процессе аргоно-дуговой сварки, определяли термическим анализом. Электросопротивление твердых флюсов и жидких шлаков измеряли с использованием мегомметра АМ-6000 и микроомметра Ф 4104-М1. Исследование расте-каемости флюса проводили при нагреве стальных пластин с покрытием и без покрытия с навеской флюса до температуры плавления стали.

Расчет процессов распространения тепла при сварке сталей с алюминиевым покрытием проводили по схеме нормально-кругового источника (НКИ) тепла на поверхности плоского слоя, испытывающего ограничивающее влияние нижней плоскости листа.

Третья глава посвящена исследованию влияния технологических параметров на процессы распространения тепла при аргонодуговой сварке сталей с алюминиевым покрытием, влиянию нагрева на структуру покрытий в зоне термического влияния и влиянию алюминия на свойства сварных соединений, получаемых аргонодуговой сваркой.

При аргонодуговой сварке неплавящимся электродом сталей с двухсторонним алюминиевым покрытием ширина лицевой стороны шва несколько больше, чем у стали без покрытия. Ширина обратной стороны шва больше ширины лицевой стороны на 10-15% и больше ширины шва, полученной при сварке стали без покрытия, на 20-22% из-за различия тепловых условий сварки. С лицевой стороны алюминиевое покрытие из-за защиты аргоном практически не окисляется, поэтому и различие в ширине шва при сварке сталей с покрытием и без покрытия несущественное, а с обратной стороны шва расплавленный алюминий активно взаимодействует с воздухом и окисляется, что сопровождается интенсивным выделением тепла.

В зоне термического влияния (ЗТВ) алюминиевое покрытие интенсивно взаимодействует со сталью и кислородом воздуха, что приводит к формированию четырех четко разграниченных областей. Образование этих областей вызвано сложным комплексом физических явлений и химических реакций взаимодействия железа и алюминия, а также реакций окисления.

В зависимости от характера процессов взаимодействия алюминия со сталью и атмосферой можно выделить в зоне термического влияния четыре области: область стекания алюминия; интерметаллидную область; область переплава; окисленную область (рис. 1).

4 3 2 1

Рис. 1. Строение ЗТВ сварного соединения из стали с алюминиевым покрытием, выполненного аргонодуговой сваркой неплавящимся электродом на постоянном токе: 1 - область стекания; 2 - область интерметаллидная; 3 - область переплава; 4 - окисленная область. Режим сварки: 4, = 3 мм, I = 50А, Усв = 0,2 см/с (х4).

В первой области покрытие отсутствует, т.к. алюминий коагулирует и с покрытия стекает в зону максимально высоких температур, т.е. в сварочную ванну. Это подтверждается тем, что при высокотемпературном нагреве сопротивлением стальных пластин с алюминиевым покрытием наблюдается подобный механизм коагуляции алюминия (рис. 2). По проведенным экспериментальным и расчетным исследованиям первая область ограничивается изотермами 1530 -1150°С.

Рис. 2. Внешний вид пластины из стали с алюминиевым покрытием при быстром нагреве до Т = 700°С.

При этом было установлено, что при нагреве обратной стороны металла выше температуры плавления, как и в области стекания в ЗТВ, происходит коагуляция алюминия и образование жидкой алюминиевой ванны с обратной стороны шва. Повышение температуры способствует увеличению размеров этой ванны вследствие растворения стали. Таким образом, общая сварочная ванна формируется путем слияния основной сварочной ванны и ванны с обратной стороны шва (рис. 3 а).

В)

Рис. 3. Микроструктура металла сварного шва, полученного аргонодуговой сваркой. Режим сварки: d, = 3 мм a), L = 50A, V№ =0,2 см/с; б) I = 90 А, VCB = 0,2 см/с; в) I = 50 A, Vca = 0,2 см/с (xl 00)

i Коагуляция алюминия с обеих сторон сварочной ванны приводит к

повышению содержания алюминия в металле шва при аргонодуговой сварке в 2-3 раза по сравнению с расчетным.

Интерметаллидная область характеризуется более низкими температурами перегрева над линией ликвидус, более высокой вязкостью жидкой фазы по сравнению с первой областью. Расплав с этой области не стекает в сварочную ванну. Жидкий алюминий, имея высокую температуру перепева, интенсивно взаимодействует со сталью с образованием интерметаллидного слоя Fe3Al. Данная область ограничена температурами 800-1150 С. Ширина зоны в зависимости от эффективной мощности источника тепла составляет 1,2-5,8 мм при сварке стали толщиной 1,5 мм.

При нагревании покрытия в третьей зоне происходит плавление алюминиевого покрытия и образование слоя интерметаллидов на границе со сталью. Процесс кристаллизации из-за значительных различий в коэффициентах термического расширения алюминия и стали сопровождается короблением алюминия и оксида алюминия на поверхности. Наличие иглообразных включений интерметаллидной фазы FeAl3 делает поверхность шероховатой. На границе железа и алюминия образуется тонкий слой фазы Fe2Al5 (рис. 4).

Рис. 4. Микроструктура области переплава зоны термического влияния сварного соединения из стали с алюминиевым покрытием (хЮО)

Четвертая область отличается более темной поверхностью, чем алюминиевое покрытие, что связано с процессами разложения гидро-ксида алюминия. Температура существования этой области составляет 550-660°С. На границе алюминия и стали выделяется фаза Бе2А15 толщиной 15-20 мкм. В алюминиевом подслое наблюдаются единичные включения интерметаллидных фаз.

Химический анализ показывает, что содержание алюминия по сечению металла шва, полученного аргонодуговой сваркой без присадки, в центре изменяется в пределах 1,4-4,1%. Содержание алюминия понижается около линии сплавления и с обратной стороны шва. Последнее является результатом окисления обратной стороны сварочной ванны кислородом атмосферы.

Зависимость количества алюминия от режимов сварки описывается уравнением:

% А1 =2,40+0,021-1,1ГУсв. (3)

Снижение погонной энергии приводит к уменьшению ширины зоны стекания и соответственно к снижению содержания алюминия (рис. 5). Однако при этом увеличивается градиент концентраций алюминия по сечению шва, что связано с уменьшением времени нахождения металла шва в жидкой фазе и, следовательно, с уменьшением времени диффузии алюминия в стали.

Металлографический анализ показал, что структура металла шва ферритная с незначительными включениями второй фазы с в сличи л ой зерна, соответствующей 1-2 баллу по ГОСТ 5639-82 (рис. 36, Зв), в то время как величина зерна основного металла соответствует 9 баллу. Од-нофазность структуры является следствием влияния алюминия на процессы, протекающие в металле шва при кристаллизации и перекристаллизации. Структура металла шва во многом определяется погонной энергией сварки. Так, при сварке на режимах I = 90 А, Усв = 0,2 см/с формируется столбчатая структура с длиной зерен до 800 мкм и шириной 100-200 мкм (рис. 36). Уменьшение погонной энергии способствует формированию равноосной структуры с размером зерен до 100 мкм (рис. Зв).

Предел прочности соединений из стали с алюминиевым покрытием, полученных аргонодуговой сваркой, не превышает 150-165 МПа, что практически в 1,5-2 раза ниже предела прочности основного металла. Относительное удлинение составляет всего 2-2,5%. Металл шва склонен к образованию трещин, что является следствием снижения прочности и пластичности стали при легировании алюминием.

А1 мас.%

0,2 Т25 03 ^

Рис. 5. Зависимость среднего содержания алюминия в металле шва при ар-гонодуговой сварке от: 1 - силы сварочного тока, при йэ = 3 мм, Усв = 0,2 см/с; 2 - от скорости сварки, при с1э = 3 мм, I = 50 А.

При введении присадочного материала отмечается снижение содержания алюминия в зависимости от режимов сварки до 1,2-2,3%, т.е. в 1,5-3 раза по сравнению со сваркой без присадочной проволоки. Введение присадочного материала уменьшает величину зерна. В связи с этим происходит повышение прочности соединения до 170-180 МПа, относительного удлинения до - 3-5%.

В четвертой главе сформулированы основные критерии выбора рафинирующих флюсов для сварки стали с алюминиевым покрытием и представлены результаты исследований процесса аргонодуговой сварки по слою рафинирующего флюса.

Применение окислительных рафинирующих флюсов при аргонодуговой сварке направлено на создание физико-химических условий для связывания алюминия в оксид и удаления его из сварочной ванны. В качестве активной составляющей флюса при окислительном рафинировании, исходя из сродства к кислороду, физико-химических свойств и характера воздействия на структуру и свойства стали, было предложено применять Ре203, МО, Мп02, 8Ю2, Си20, Сг203.

В качестве основы рафинирующего флюса предложена система ШзАШб - СаР2, которая с оксидом алюминия образует легкоплавкую эвтектическую систему с температурой плавления 910°С и плотностью 1,9 г/см3.

Температура плавления этой системы при добавлении в нее вышеперечисленных оксидов в количестве от 5 до 50 % находится в интервале 900-800°С и незначительно изменяется при увеличении содержания активной составляющей до 25%.

Основным недостатком флюсов на данной основе является низкая пространственная устойчивость горения дуги при токе ниже 40 А.

Исходя из опыта применения при сварке алюминия и высокого содержания криолита, в качестве базовой системы флюса применялся также следующий состав: 20% NaCl-30% Na3AlF6-50% KCl. Для обеспечения окисления алюминия в сварочной ванне в качестве активных составляющих флюса применялись указанные выше в количестве от 5 до 50 % от общей массы флюса.

Применение флюса на основе Na3AlF6-CaF2 с Fe203 в качестве окислителя снижает содержание алюминия до 3,3-3,9%, с Si02 - до 2,2-2,7%, с Мп02- до 2,2-2,5%, с Сг203 - до 2,0%-2,2%, с Си20 - до 1,2-1,7%, с №0 до 0,6-1,9%. Однако одновременно происходит легирование металла шва восстановившимися элементами, что не всегда благоприятно сказывается на механических свойствах металла шва, особенно на ударной вязкости. Поэтому более предпочтительно применение оксида никеля (П) в качестве активной составляющей флюса, т.к. легирование никелем повышает и пластические, и прочностные характеристики металла шва.

В зависимости от содержания NiO во флюсе (от 5 до 50%) обеспечивается снижение содержат«! алюминия от 1,9 до 0,6%, А1203 до 0,02%. Предел прочности повышается до 315-330 МПа, относительное удлинение - до 22-24%.

При использовании флюса на основе NaCl-Na3AlF6-KCl геометрия шва несколько отличается от той, что получается при сварке по слою флюсов с Na3AlF6-CaF2. Характерна меньшая ширина шва с лицевой стороны, объяснимая активирующим действием флюса, содержащего хлористые соединения. При этом устойчивость горения дуги наблюдается даже при силе тока 30-35 А. Наиболее устойчива дуга при использовании флюса с Мп02. Содержание алюминия при применении 5-50% Мп02 находится в пределах 1,4-3% в зависимости от режима сварки.

Флюс с Сг203 способствует снижению пространственной устойчивости дуги. Удовлетворительное формирование шва наблюдается только при силе тока более 70 А. Содержание алюминия при сварке по слою оксида хрома (III) находится в пределах 1,0-2,8%. Увеличение доли окислителя снижает содержание алюминия.

Применение флюсов, имеющих в составе NiO, позволяет снизить содержание алюминия до 0,8-2%. Максимальное снижение содержания алюминия наблюдается при использовании флюса с 15-25% NiO и составляет в среднем по сечению 0,8-0,9%. При использовании 5% NiO количество алюминия снижается до 1-1,3%; а при 50% - до 1,5-2%. Прочность при растяжении металла шва, полученного аргонодуговой сварке по слою флюса с NiO составляет 320-340 МПа, а относительное удлинение - 28-31 %.

В отдельную группу флюсов были отнесены хлориды и фториды, образующие при взаимодействии с алюминием легкоудаляемые хлорид и фторид алюминия. Эти компоненты благодаря своим физико-химическим свойствам могут использоваться в чистом виде. В качестве рафинирующих флюсов использовали NiCl2, MnCl2, FeCl3.

Процесс рафинирования при сварке протекает как в зоне термического влияния перед сварочной дугой, так и в сварочной ванне в связи с

повышением парциального давления хлора над сварочной ванной. Все применяемые хлориды №С12, МпС12, РеС13 привели к заметному снижению содержания алюминия в шве до 1, 1,4 и 1,2% соответственно. Однако высокая токсичность хлористых соединений ограничивает область применения данных флюсов при сварке.

В пятой главе рассматривается эффективность рафинирования от алюминия металла шва при сварке сталей с алюминиевым покрытием в активных газовых средах.

Сварка плавящимся электродом в среде активных газов и смесей обеспечивает снижение содержания алюминия по двум причинам: 1) увеличивается доля основного металла при подаче присадочной проволоки; 2) происходит окисление алюминия С02, 02 и продуктами его диссоциации. Исходя из окислительной способности и распространенности, целесообразно применение следующих сред при сварке плавящимся электродом: С02, С02+30% 02, Аг+30% 02.

Применение С02 приводит по результатам химического анализа металла шва к снижению содержания алюминия до 0,9-1,0% (рис. 6а). Предел прочности при этом составляет 289 МПа, что в 2 раза выше предела прочности соединения из стали с алюминиевым покрытием, полученного сваркой в среде Аг.

Применение газовой смеси С02+30%02 приводит к снижению количества алюминия в шве до 0,40-0,68%, а применение смеси Аг+02 - до 0,27-0,39% в зависимости от режимов сварки (рис. 6 б, в).

Зависимости содержания алюминия в металле шва от режимов сварки описываются следующими уравнениями (соответственно для сварки в С02, С02+02 или Аг+02):

% А1 = 0,97+0,0 Ш-0,12УСВ - 0,12 Уп/п (4) % А1 = 0,21+0,01 и +1,20 Усв - 0,02УПП (5) % А1 = 0,42+0,01 и-0,40Усв -0,06Уап (6)

Однако вследствие разной активности окислительной среды, взаимодействующей с покрытием с лицевой стороны и воздуха, взаимодействующего с обратной, алюминий распределен по сечению шва неравномерно: максимальное содержание наблюдается в нижней области шва, минимальное - в верхней.

Для снижения содержания алюминия в корне шва сварку в углекислом газе предложено проводить на флюсовой подушке, содержащей в качестве окислителей оксид никеля (II), плотность которого больше плотности стали при температурах выше линии ликвидус. Следовательно, применение МО во флюсовой композиции не будет способствовать его всплытию и попаданию в металл шва.

В качестве базовой основы флюса, так же как и при аргонодуговой сварке, предложено применять На3А1Р6-СаР2.

А1 Ж1%

т

ш

А1 жх%

А1 насс, %

:М

и. В

сн/г а У,*, си/с

а) б) в)

Рис. б. Зависимость содержания алюминия от режимов сварки в среде: а -С02; б - С02 +30%02; в - Аг+30%02; 1 - от напряжения Уп.„=2,7 см/с; Усв=0,2 см/с; 2 - от скорости нодачи присадочной проволоки при и=16В; Уса=0,2 см/с; 3 - от скорости сварки при и=16В; Упп=2,7 см/с.

В зависимости от содержания N¡0 во флюсе содержание алюминия в корне шва составляет 0,66-1,00%, а с лицевой стороны - 0,71-1,00%.

Механические свойства сварных соединений при применении флюса с №0 во многом определяются содержанием последнего. Максимальную пластичность обеспечивает флюс с содержанием 5% N¡0 и содержанием № в пределах 0,46-0,76%. При дальнейшем увеличении содержания N¡0 пластические свойства металла шва снижаются в связи с тем, что содержание N1 повышается до 2,65%. Прочностные свойства возрастают при увеличении содержания N10.

При сварке сталей с алюминиевым покрытием функцию флюсовой подушки может выполнять поддув обратной стороны активным (окислительным) газом или газовой смесью.

Химический анализ показал, что применение поддува С02 в зависимости от режимов сварки позволяет снизить содержание алюминия до значений 0,1-0,8%. При этом разница среднего содержания алюминия в металле шва по вертикальному сечению - не более 0,1%. С обратной стороны шва в зоне сопряжения отсутствуют включения интерметал-лидной фазы, которая снижает прочность и пластичность сварного соединения.

Зависимость содержания алюминия в металле шва при сварке в среде С02 с поддувом С02 описывается уравнением: %А1 = - 0,64+0,0711 - 0,5УСВ _ 0,02 УП1, (7)

Как показывает зависимость, увеличение напряжения при сварке приводит к повышению содержания алюминия, что связано с увеличением ширины сварочной ванны и ширины зоны расплавления алюминиевого покрытия (рис. 7 а). Увеличение скорости подачи присадочной проволоки за счет увеличения доли наплавленного металла приводит к сниже-

шло содержания алюминия. Содержание алюминия при увеличении скорости сварки с 2,7 см/с до 3,7 см/с снижается с 0,32 до 0,27% при напряжении 16 В и скорости сварки 0,2 см/с. Влияние скорости сварки на конечное содержание алюминия неоднозначно. С одной стороны, увеличение скорости сварки должно приводить к снижению массы металла, вводимой в шов, что будет способствовать увеличению общего содержания алюминия в шве, с другой - уменьшать ширину сварочной ванны и ширину расплавления алюминиевого покрытия и, тем самым, уменьшать количество алюминия, попадающего в шов. Как показывают эксперименты, на исследуемом диапазоне режимов наблюдается уменьшение содержания алюминия с увеличением скорости сварки (рис. 7а). Снижение скорости сварки приводит к выравниванию концентраций алюминия по сечению шва.

Прочность при растяжении сварных соединений, получаемых по предложенному способу, 330-345 МПа, а относительное удлинение составляет 34-38%.

А1 масс.%

0,7

ни»* С

^„СМ? с

А1 шсс. %

ох

А1 масс.%

0,2

« 18 20

2,7 32 V

02 025 01

Рис. 7. Зависимость содержания алюминия в металле шва от режимов сварки в среде С02 с поддувом: а - С02; б - С02+ 30%02; в -Аг+30%02.1 - от напряжения при Упп. = 2,7 см/с; Усв = 0,2 см/с; 2 — от скорости подачи присадочной проволоки при и = 20 В; Усв = 0,2 см/с; 3 - от скорости сварки при и = 20 В; Упп. = 2,7 см/с.

Применение смесей С02+30%02, Аг+30%02 для поддува обеспечивает более эффективное рафинирование металла сварного шва от алюминия в связи с более высокой окислительной способностью данных смесей. Среднее содержание алюминия при этом на 5-10% ниже, чем при сварке с поддувом С02, причем при использовании газовой смеси Аг+30%02 эти значения ниже. Градиент концентраций алюминия по сечению шва - не более 0,1-0,2%. Зависимости содержания алюминия от режимов сварки с поддувом С02+30%02, Аг+30%02 (рис. 76, в) описываются соответственно выражениями:

% А1 = 0,2+0,0 Ш - 0,18УСВ_0,03УПП (8)

% А1 = 0,1+0,0Ш +0,08УСВ _ 0,04УПП (9)

Относительное удлинение и прочность при растяжении составляют при этом 39-41% и 340-350 МПа соответственно.

Применение в качестве защитной среды смеси Аг+30%0г при сварке стали с алюминиевым покрытием с поддувом обратной стороны этой же смесью так же снижает содержание алюминия до 0,1-0,22%. Значение прочности при растяжении и относительного удлинения образцов соответственно составляют 340-365 МПа и 38-42%.

Проведенные исследования позволили разработать и внедрить на производство ООО ТД «Автотрансформатор» технологию сварки маслоохладителей трансформаторов, изготовляемых из сталей с алюминиевым покрытием.

Маслоохладитель имеет конструкцию радиаторного типа с полостями прямоугольного сечения для подачи охлаждаемой среды. Маслоохладитель состоит из двух частей, получаемых штамповкой. В торцевые части его ввариваются входной и выходной патрубки.

Сварку элементов данной конструкции проводили в среде смеси аргона и кислорода с поддувом обратной стороны этой же смесью. Разделка кромок, согласно требованиям ГОСТ 14771-76 «Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные», для толщины 1,5 мм не требуется. В качестве сварочной проволоки применялась Св-08А диаметром 0,8 мм. Смесь газов подавалась в соотношении 70% аргона, 30% кислорода с обеих сторон. Режимы сварки: и = 20 В, Усв = 0,2 см/с, Уип = 2,7 см/с, 0, = 14-15 л/мин.

После сварки шов и зона термического влияния зачищались на ширину 20 мм. Качество сварного соединения контролировалось визуально-измерительным методом, испытаниями на герметичность, механическими испытаниями и микрорентгеноспектральным анализом. Как показал химический анализ, среднее содержание алюминия в металле шва не более 0,15%.

После сварное соединение и зону термического влияния покрывали алюминием с помощью деформационного плакирования.

Общие выводы

1. Ухудшение механических и технологических свойств сварных соединений из сталей с алюминиевым покрытием наблюдается при содержании алюминия в металле шва более 0,2% и вызвано легированием феррита стали алюминием, а также образованием интерметаллидных фаз и оксидных включений. Содержание алюминия в металле шва при дуговой сварке в инертных защитных газах в зависимости от соотношения толщин стали и покрытия составляет 1-15%. Для снижения содержания алюминия в металле шва предложено проводить рафинирование стали в сварочной ванне в процессе сварки.

2. При аргонодуговой сварке сталей с двухсторонним алюминиевым покрытием из-за превышения работы когезии расплавленного алюминия над работой адгезии к поверхности стали происходит коагуляция алюминия в высокотемпературной области, что приводит с лицевой сто-

роны шва к стеканию перегретого алюминия в сварочную ванну, а с обратной стороны шва — к образованию жидкой алюминиевой ванны, что повышает содержание алюминия в металле шва.

3. В результате теплового воздействия при аргонодуговой сварке сталей с алюминиевым покрытием изменяется состав и свойства покрытия. Зона термического влияния покрытия состоит из четырех областей с

п п п п

граничными температурами 1150 С, 800 С, 660 С, 550 С. Первая область, ограниченная температурой 1150°С, не имеет покрытия вследствие стекания алюминия в сварочную ванну. Вторая область, ограниченная температурой 800°С, состоит из интерметаллида Fe3Al. Третья область, ограниченная температурой 660°С, состоит из слоя интерметаллида Fe2Al5 и алюминиевого слоя, пронизанного иглами FeAl3. Четвертая область, ограниченная температурой 550°С, характеризуется наличием незначительного слоя Fe2Al5 на границе алюминий-сталь и слоя оксида алюминия, образованного при разложении гидроксида алюминия.

4. Установлено, что для окислительного рафинирования сварочной ванны от алюминия при сварке по слою флюса состав флюса выбирается из условий:

— обеспечения протекания реакций окисления алюминия;

- связывания оксида алюминия в легкоплавкие шлаковые системы с минимальной плотностью и максимальной растворимостью в ней.

В качестве такой системы предложено использовать флюсовую систему Na3AlF6 - CaF2 - МеО. При окислении ей алюминия образуется эвтектическая система Na3AlF6 - CaF2 - А1203 с плотностью 1,9 г/см3 и температурой плавления 900°С.

5. Установлено, что в качестве окислительного компонента целесообразно использовать оксид никеля, т.к. обеспечивается снижение содержания алюминия до 0,6-1,9%, а также повышение 0В металла шва 315-330 МПа, S5 - 22-24% при сопутствующем легировании никелем.

6. Применение для сварки стали с алюминиевым покрытием флюсовой композиции Na3AlF6-NaCl-KCl-MeO снижает содержание алюминия в шве с 4,14% до 0,8-0,9% и повышает ав металла шва до 320-340 МПа, 85 - до 28-31 %, обеспечивая пространственную устойчивость горения дуги.

7. Аргонодуговая сварка по слою FeCl3, или МпС12, или NiCl2 обеспечивает снижение содержания алюминия в металле шва в 2,9-4 раза и повышает прочность и относительное удлинение сварных соединений в 1,5-1,9 раза и в 9-10 раз соответственно по сравнению с аналогичными характеристиками сварных соединений, полученных сваркой без применения рафинирующих сред.

8. При сварке сталей с алюминиевым покрытием повышение окислительной способности среды приводит к снижению содержания алюминия в шве. Так, при сварке в С02 среднее содержание алюминия в металле шва - не более 0,9-1,0%; в среде активных смесях С02+02 и Аг+02 - не более 0,40-0,68% и 0,27-0,39% соответственно в зависимости от режимов сварки. Однако вследствие разной активности защитного газа и воздуха алюминий распределен по сечению шва неравномерно: максимальное содержание наблюдается в нижних слоях шва, минимальное — в верхних.

9. Для гомогенизации химического состава металла шва и снижения содержания алюминия при сварке сталей с двухсторонним алюминиевым покрытием предложено применять активную флюсовую подушку или поддув активными газами и их смесями. Применение флюсовой подушки системы Na3AlFe - CaF2 - оксид металла с меньшим сродством к кислороду, чем алюминий позволяет добиться равномерного снижения содержания алюминия по сечению шва до 0,7-1,0 %, применение активного газового поддува обеспечивает снижение содержания алюминия до 0,1-0,6%.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Ковтунов, AJÍ. Особенности рафинирования при сварке стали с алюминиевым покрытием / А.И. Ковтунов, Т.В. Чермашенцева // Современные тенденции развития автомобилестроения в России: сб. тр. Всероссийск. науч.-техн. конф-ции с междунар. участием. Тольятти : TfV, 2005. -С. 110-112.

2. Ковтунов, А.И. Технология ремонта пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, A.C. Климов, В.А. Лабзин, Т.В. Чермашенцева // Проблемы машиностроения и автоматизации. - 2006. - № 3. - С. 92-94.

3. Сидоров, В.П. Исследование процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства : сб. Всероссийск. науч.-техн. конф-ции с междунар. участием. Тольятти : ТГУ, 2006. - С. 167-170.

4. Ковтунов, А.И. Исследования процессов рафинирования при сварке сталей с алюминиевым покрытием / А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева, В.А. Лабзин // Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства: сборник Всероссийской научно-технической конф-ции с международным участием / Тольятгин-ский государственный университет. - Тольятти : ТГУ, 2006. - С. 91-96.

5. Ковтунов, А.И. Исследования процессов рафинирования металла сварного шва при ремонте пресс-форм / А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева, В.А. Лабзин // Современные проблемы повышения эффективности сварочного производства: сб. Всероссийск. науч.-техн. конф-ции. с междунар. участием / Тольятти : ТГУ, 2006. - С. 96-98.

6. Патент № 2279342 РФ, МПК В23 К 35/362. Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, В.А. Лабзин, Т.В. Чермашенцева. - № 2004130790; Заяв. 20.10.2004; Опубл. 10.07.2006.

7. Сидоров, В.П. Исследования процессов рафинирования при сварке сталей с алюминиевым покрытием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Сборка в машиностроении, приборостроении. 2007. № 3. С. 41-42.

8. Сидоров, В.П. Особенности процесса автоматической аргоноду-говой сварки сталей с алюминиевым покрытием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Сварочное производство. -2007.-№7. -С. 26-28.

9. Сидоров, В.П. Технология наплавки износостойких покрытий на основе железо-алюминиевых сплавов / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : сб. тр. четвертой междунар. науч.-практич. конф-ции. Т. 10 / под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. СПб.: Изд-во Политехнического университета, 2007. - С. 306-307.

10. Чермашенцева, Т.В. Технология сварки тонколистовых сталей, покрытых алюминием / Т.В. Чермашенцева, А.И. Ковтунов // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : сб. тр. четвертой междунар. науч.-практич. конф-ции. Т. 10 / под ред. А.П. Куда-нова, Г.Г. Матвиенко. - СПб. : Изд-во Политехнического университета, 2007.-С. 314-316.

11. Сидоров, В.П. О возможности использования наплавок системы железо-алюминий в качестве износостойких покрытий / В.П. Сидоров,

A.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Тяжелое машиностроение. - 2007. - № 12. - С. 12-13.

12. Сидоров, В.П. Технология сварки тонких стальных листов, покрытых алюминием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, Т.В. Чермашенцева,

B.В. Гладуняк // Сварка и диагностика. - 2008. - № 1. - С. 19-22.

13. Ковтунов, А.И. Исследование процессов сварки тонколистовых сталей, покрытых алюминием, в активных газовых средах / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, Т.В. Чермашенцева, В.В. Гладуняк // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование : сб. тр. пятой междунар. науч.-практич. конф. Т. 11 / под ред. А.П. Кудинова, Г.Г. Матвиенко. - СПб : Изд-во Политехнического университета, 2008. -С. 460-461.

14. Sidorov, V.P. Special features of the process of automatic argon-arc welding of steels with an aluminium coating / V.P. Sidorov, A.I. Kovtunov, T.V. Chermashenceva, M.N. Borodin // Welding International. - 2008. - № 5. -335-338 p.

15. Чермашенцева, Т.В. Особенности удаления перед сваркой покрытия с алюминированных сталей / Т.В. Чермашенцева, А.И. Ковтунов, П.Н. Селянин // Пайка-2008 : сб. тр. Междунар. науч.-технич. конф-ции. - Тольятти : ТГУ, 2008. - С. 271-274.

16. Патент № 2327551 РФ, МПК В23 К 9/04. Способ электродуговой наплавки износостойких покрытий / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева. - № 2006128714; Заяв. 07.08.2006; Опубл. 27.06.2008.

17. Сидоров, В.П. Исследование процессов наплавки сплавами на основе алюминия / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева // Сварочное производство. - 2009. - № 1. - С. 15-18.

18. Патент № 2352443 РФ, МПК В23 К 35/362. Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева. - № 2007118328; Заявл. 16.05.2007; Опубл. 20.04.2009.

19. Патент № 2355530 РФ, МПК В23К9/04. Способ электродуговой наплавки / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, М.Н. Бородин, Т.В. Чермашенцева. -№2007122880, Заявл. 18.06.2007, Опубл. 20.05.2009

20. Патент № 2355542 РФ, МПК В23 К 35/362. Флюс для сварки сталей с алюминиевым покрытием / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, Т.В. Чермашенцева, М.Н. Бородин. - № 2007117083/02, Заявл. 07.05.2007, Опубл. 20.05.2009

21. Ковтунов, А.И. Влияние алюминиевых покрытий на структуру и свойства металла шва из алюминированных сталей / А.И. Ковтунов, Т.В. Чермашенцева, C.B. Мямин, О.Г. Убирайло // Славяновские чтения : сб. науч. тр. 4-5 июня 2009 г. Липецк. Кн.1. - Липецк: Изд-во ЛГТУ, 2009. -С. 104-109.

22. Ковтунов, А. И. Влияние алюминиевых покрытий на свойства сварных соединений при аргонодуговой сварке сталей / А.И. Ковтунов, Т.В. Чермашенцева, Д.А. Семистенов // Сборка в машиностроении, приборостроении. - 2009. - № 5. - С. 38-43

23. Чермашенцева, Т.В. Особенности сварки сталей, покрытых алюминием, в активных газовых средах / Т.В. Чермашенцева, А.И. Ковтунов // Сварочное производство. - 2009. - № 7. - С. 3-6.

Личный вклад автора. В представленных работах, выполненных в соавторстве с другими исследователями, автором получены и обобщены научные результаты исследований тепловых процессов при сварке тонколистовых сталей с алюминиевым покрытием, проведены исследования влияния алюминия на структуру и свойства сталей [9, 12, 18, 21, 22] и выявлена связь между режимами сварки, содержанием алюминия в металле шва и механическими свойствами сварпого соединения, .исследовано влияние флюсовых композиций Na3AlF6-CaF2-MeO, и Na3AlF6-NaCl-KCl-MeO на химический состав, прочностные и пластические свойства металла шва, определена зависимость между количественным и качественным составом флюса и механическими свойствами сварных соединений [1, 2, 3,4, 5, 7, 8, 10, 15, 20]. Исследовано влияние активных газовых сред на химический состав, прочностные и пластические свойства металла шва при сварке плавящимся электродом сталей с алюминиевым покрытием [13, 14, 23]; разработаны технологические рекомендации для процесса сварки в среде смеси Аг+30%02 с поддувом обратной стороны шва Аг+30%02 при изготовлении маслоохладителей трансформаторов; разработаны режимы ремонтной сварки пресс-форм для литья под давлением алюминиевых сплавов в среде аргона по слою флюса 10-15 % Сг203, 38-36 % CaF2,42 %-39 % Na3AlF6[l, 2].

Подписано в печать 15.07.2009. Формат 60x84/16.

Печать оперативная. Усл. п. л. 1,1. Уч.-изд. л. 1,65.

Тираж 130 экз. Заказ № 3-156-09.

Тольяттинский государственный университет 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Введение.

1. Особенности сварки биметаллов «алюминий - сталь-алюминий».

1.1. Проблемы сварки сталей с алюминиевым покрытием.

1.2. Физико-химические условия рафинирования стали от алюминия.

1.3. Рафинирование при сварке стали с алюминиевым покрытием.

2. Методики исследования процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием.

2.1. Методика исследования влияния алюминия на свойства стали.

2.2. Исследование процессов сварки стали с алюминиевым покрытием.

2.2.1. Методика исследования процессов аргонодуговой сварки сталей с алюминиевым покрытием по слою флюсов.

2.2.2. Сварка сталей с алюминиевым покрытием в активных газах и газовых смесях.

2.3. Исследование тепловых процессов при сварке сталей с алюминиевым покрытием.

2.3.1. Методика расчета тепловых процессов при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом сталей с алюминиевым покрытием.

2.3.2. Исследование теплосодержания процесса сварки.

2.3.3. Исследование влияния нагрева на характер и свойства покрытия при сварке стали с алюминиевым покрытием.

2.4. Определение механических свойств сварных соединений.

2.5. Определение химического состава сварного шва.

3. Исследование процессов аргонодуговой сварки сталей с алюминиевым покрытием.

3.1. Влияние алюминия на геометрические параметры шва при аргонодуговой сварке плавящимся электродом.

3.2. Исследование влияния алюминия на теплосодержание сварного соединения при аргонодуговой сварке неплавящимся электродом.

3.3. Исследование влияния присадочной проволоки на параметры сварного шва, полученного аргонодуговой сваркой стали с алюминиевым покрытием.

3.4. Исследование влияния алюминия на тепловые процессы, происходящие в зоне термического влияния в процессе аргонодуговой сварки неплавящимся электродом.

3.5. Исследование влияния алюминия на структуру и свойства сварного соединения при аргонодуговой сварке сталей с алюминиевым покрытием.

Выводы по 3 главе.

4. Исследование процессов аргонодуговой сварки неплавящимся электродом сталей с алюминиевым покрытием по слою рафинирующего флюса.

4.1. Синтез флюсов для аргонодуговой сварки сталей с алюминиевым покрытием.

4.2. Влияние состава окислительных флюсов на процесс аргонодуговой сварки неплавящимся электродом сталей с алюминиевым' покрытием.

4.2.1. Исследование процессов сварки по слою окислительного флюса базовой системы Na3AlF6 — CaF2.

4.2.2. Исследование процессов аргонодуговой сварки неплавящимся электродом по слою окислительного флюса базовой системы NaCl-KCl-Na3AlF6.

4.3. Влияние флюсов, на основе соединений галогенидов, на процесс аргонодуговой сварки стали с алюминиевым покрытием.

Выводы по 4 главе.

5. Исследование процессов сварки тонколистовых сталей с алюминиевым покрытием в активных газовых средах.

5.1. Исследование процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием в среде углекислого газа.

5.2. Исследование процессов сварки с применением активной флюсовой подушки.

5.3. Исследование процессов сварки сталей с алюминиевым покрытием на активной газовой подушке.

5.4. Технология сварки маслоохладителей трансформаторов.

Выводы по 5 главе.

В последнее время усилился интерес к сталям с покрытием из алюминия и алюминиевых сплавов. Это объясняется уникальным сочетанием в таком материале высоких механических и эксплуатационных свойств: прочности, твердости и коррозионной стойкости, жаропрочности, окалиностойкости и др. [1,2, 3, 4, 5, 6, 7]. Исходя из этого, основными потребителями стали с покрытием являются самолето-, автомобиле-, судостроение, химическая промышленность. Ее широко применяют для изготовления деталей печей, теплообменников, трубопроводов для отвода горячих продуктов горения, глушителей автомобилей, бензобаков, рефлекторов, нагревательных приборов, газового оборудования, и т.д. [8]. В силу своей высокой коррозионной стойкости алюминиевые покрытия на основе железа и стали приобрели большое значение в связи с заменой таких материалов, как олово и свинец. Алюминированное железо применяют также в производстве радиоламп для замены никеля. Сталь, плакированная алюминием, получила широкое распространение и за рубежом. Исходя из высокой коррозионной стойкости к нефти и нефтепродуктам, возможно также ее применение и для изготовления нефтегазопроводов. Это делает перспективным ее применение в нефтегазодобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности [9, 10]. Использование стали с покрытием в народном хозяйстве позволяет сократить расход дефицитных материалов, расширить возможности конструирования машин и устройств, создает условия для увеличения срока эксплуатации изделий; снижает массу и стоимость изделий [10].

Однако при сварке таких сталей возникает ряд проблем, связанных в основном с попаданием в сварочную ванну алюминия, который приводит к снижению прочностных и пластических характеристик и повышению склонности к образованию трещин металла сварного соединения. Процесс сварки сопровождается окислением алюминия и образованием тугоплавкой окисной пленки, создающей включения в шве, а так же химическим взаимодействием стали с алюминием в зоне термического влияния результатом которого является образование хрупких интерметаллидных фаз.

Сложности, возникающие в процессе сварки сталей с алюминиевым покрытием, в значительной мере ограничивает возможность применения этого материала.

Для снижения вредного влияния алюминия в промышленных технологиях стремятся не допускать попадания алюминия в сварной шов. Для этого предварительно удаляют алюминиевое покрытие из зоны сварки. Чаще всего слой алюминия убирается механически с помощью лезвийной или абразивной обработки. Однако, это значительно повышает трудоемкость и снижает производительность изготовления изделий, особенно из тонколистового материала в массовом производстве.

Химическое стравливание в этом отношении имеет перед механической обработкой преимущества: простоту и высокую производительность в условиях массового производства. К недостаткам следует отнести токсичность данного способа и необходимость применения травильных ванн определенного размера, что ограничивает номенклатуру выпускаемых изделий.

Наиболее перспективным является удаление алюминия в процессе сварки, что снижает трудоемкость подготовительных операций и применимо при различных типах производства и различных размерах листового проката.

Перспективным направлением сварки сталей с алюминиевым покрытием является создание в процессе сварки физико-химических условий для отделения алюминия от стали, т.е. совмещение процесса сварки с рафинированием. В металлургии алюминия разработаны теория и технология рафинирования алюминия от железа с целью повышения механических характеристик изделий из алюминиевых сплавов [11]. Исходя из различия физико-химических свойств железа и алюминия, для отделения алюминия от стали было предложено алюминий связать в соединение, нерастворимое в стали и легкоудаляемое из сварочной ванны.

Целью работы является повышение механических свойств сварных соеди нений из тонколистовой стали с двухсторонним алюминиевым покрытием пу тем рафинирования металла сварочной ванны от алюминия.

Общие выводы

1. Ухудшение механических и технологических свойств сварных соединений из сталей с алюминиевым покрытием наблюдается при содержании алюминия в металле шва более 0,2% и вызвано легированием феррита стали алюминием, а также образованием интерметаллидных фаз и оксидных включений. Содержание алюминия в металле шва при дуговой сварке в инертных защитных газах в зависимости от соотношения толщин стали и покрытия составляет 1-15%. Для снижения содержания алюминия в металле шва предложено проводить рафинирование стали в сварочной ванне в процессе сварки.

2. При аргонодуговой сварке сталей с двухсторонним алюминиевым покрытием из-за превышения работы когезии расплавленного алюминия над работой адгезии к поверхности стали происходит коагуляция алюминия в высокотемпературной области, что приводит с лицевой стороны, шва к стеканию перегретого алюминия в сварочную ванну, а с обратной стороны шва - к образованию жидкой алюминиевой ванны, что повышает содержание алюминия в металле шва.

3. В результате теплового воздействия при аргонодуговой сварке сталей с алюминиевым покрытием изменяется состав и свойства покрытия. Зона термического влияния покрытия состоит из четырех областей с граничными температурами 1150°С, 800°С, 660°С, 550°С. Первая область, ограниченная температурой 1150°С, не имеет покрытия вследствие стекания алюминия в сварочную ванну. Вторая область, ограниченная температурой 800°С, состоит из интерметаллида Fe3Al. Третья область, ограниченная температурой 660°С, состоит из слоя интерметаллида Fe2Al5 и алюминиевого слоя, пронизанного иглами FeAl3. Четвертая область, ограниченная температурой 550°С, характеризуется наличием незначительного слоя Fe2Al5 на границе алюминий-сталь и слоя оксида алюминия, образованного при разложении гидроксида алюминия.

4. Установлено, что для окислительного рафинирования сварочной ванны от алюминия при сварке по слою флюса состав флюса выбирается из условий:

- обеспечения протекания реакций окисления алюминия;

- связывания оксида алюминия в легкоплавкие шлаковые системы с минимальной плотностью и максимальной растворимостью в ней.

В качестве такой системы предложено использовать флюсовую систему Na3AlF6 - CaF2 — МеО. При окислении ей алюминия образуется л эвтектическая система Na3AlF6 — CaF2 — А1203 с плотностью 1,9 г/см и температурой плавления 900°С.

5. Установлено, что в качестве окислительного компонента целесообразно использовать оксид никеля, т.к. обеспечивается снижение содержания алюминия до 0,6-1,9%, а также повышение ав металла шва 315330 МПа, 85 — 22-24% при сопутствующем легировании никелем.

6. Применение для сварки стали с алюминиевым покрытием флюсовой композиции Na3AlF6-NaCl-KCl-MeO снижает содержание алюминия в шве с 4,14% до 0,8-0,9% и повышает ав металла шва до 320-340 МПа, 55 - до 28-31 %, обеспечивая пространственную устойчивость горения дуги.

7. Аргонодуговая сварка по слою FeCl3, или МпС12, или NiCl2 обеспечивает снижение содержания алюминия в металле шва в 2,9-4 раза и повышает прочность и относительное удлинение сварных соединений в 1,51,9 раза и в 9-10 раз соответственно по сравнению с аналогичными характеристиками сварных соединений, полученных сваркой без применения рафинирующих сред.

8. При сварке сталей с алюминиевым покрытием повышение окислительной способности среды приводит к снижению содержания алюминия в шве. Так, при сварке в С02 среднее содержание алюминия в металле шва - не более 0,9-1,0%; в среде активных смесях С02+02 и Аг+02 -не более 0,40-0,68% и 0,27-0,39% соответственно в зависимости от режимов сварки. Однако вследствие разной активности защитного газа и воздуха алюминий распределен по сечению шва неравномерно: максимальное содержание наблюдается в нижних слоях шва, минимальное — в верхних.

9. Для гомогенизации химического состава металла шва и снижения содержания алюминия при сварке сталей с двухсторонним алюминиевым покрытием предложено применять активную флюсовую подушку или поддув активными газами и их смесями. Применение флюсовой подушки системы Na3AlF6 - CaF 2 - оксид металла с меньшим сродством к кислороду, чем алюминий позволяет добиться равномерного снижения содержания алюминия по сечению шва до 0,7-1,0 %, применение активного газового поддува обеспечивает снижение содержания алюминия до 0,1-0,6%.

152

1. Банных, О. А. Перспективы создания жаропрочных и жаростойких сплавов и интерметаллических соединений / О. А. Банных, К.Б. Поварова // Новые металлические материалы. Киев : ИЭС им. Е.О. Патона, 1989. - С. 29 — 33.

2. Hunt, Margaret. The promise of intermetallics / Margaret Hunt // Mater. Eng. -1990.- 107,№3.-P.36-39.

3. Moriss, D.G. Creep resistance in a new alloy based on Fe3Al / D.G. Moriss, M. Mazmy, C. Noseda // Scr. Met et Mater. 1994. - 31, №2. - P. 173-178.

4. Wilden, Johannes. A new technology for processing heat sensitive materials / J. Wilden, S. Jahn, S. Reich // «Пайка-2008»: сб. материалов Междунар. науч.-технмч. конф-ции, 10-12 сентября 2008 г. Тольятти. Тольятти : ТГУ, 2008. -С. 37-45

5. LIU, Feng-xiao. Present status and future prospects of FeAl alloy / LIU Feng-xiao, Bai-yun Huang, Ke-chao ZHOU, Yong LIU, Jian-xun CHEN // Materials Science and Engineering of Powder Metallurgy. 2000 - № 5(3). - P. 193-200

6. SUN, Yang-Shan. Study of Fe3Al-based intermetallics / Yang-Shan SUN, Xin-quan YU, Feng XUE, Jian-ping MEI, Hai-bo ITUANG, Shi-qin Wang // Materials Review. 2000. - № 11(8). - P. 66-67.

7. Кейз, С.Л. Алюминий в чугуне и стали: монография / С.Л. Кейз, К.Р. Ван Горн, Р. Кент. М. : Металлургиздат, 1959. - 491 с.

8. Рябов, В.Р. Применение биметаллических отливок / В.Р. Рябов М. : Металлургия, 1978.-316 с.

9. Голованенко, С.А. Производство биметаллов / С.А. Голованенко, Л.В. Меандров. М. : Металлургия, 1966. - 304 с.

10. Николаев, И.В. Металлургия легких металлов / И.В. Николаев, В.И. Мо-сквитин, Б.А. Фомин. М. : Металлургия, 1970. - 159 с.

11. Справочник химика : в 6 т. Т. I. Общие сведения. Строение вещества. Свойства важнейших веществ. Лабораторная техника / под ред. Б.П. Никольского. — 2-е изд. пер. и доп. «Химия». Ленинградское отделение, 1966. - 605 с.

12. Щипков, М.Д. Сварка сплавов на основе алюминия и тугоплавких высокоактивных металлов / М.Д. Щипков Л. : ЛПИ, 1983. - 80 с.

13. Рябов, В.P. Влияние параметров режима сварки дугой косвенного воздействия на смачиваемость стали расплавом алюминия / В.Р. Рябов, И.С. Дыхно, Г.Ф. Деев, В.В. Карих // Автоматическая сварка. 1988. - № 6. - С. 69-70

14. Рябов, В.Р. Смачиваемость стали ВНС-9 расплавами алюминия в условиях дуговой сварки / В.Р. Рябов, И.С. Дыхно, Г.Ф. Деев // Автоматическая сварка. 1987. - № 6. - С. 23-26

15. Рябов, В.Р. Свойства интерметаллидов системы железо-алюминий / В. Р. Рябов, а. В. Лозовская и в. Г. Васильев // Автоматическая сварка. 1987. - № 4.- С. 69-70

16. Рабкин, Д.М. Сварка разнородных металлов / Д.М. Рабкин, В.Р. Рябов, С.М. Гуревич. — Киев : «Техшка», 1975.- 207 с.

17. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: справ, изд. / О.А. Банных, П.Б. Будберг, С.П. Алисова и др. М. : Металлургия, 1986. - 440 с.

18. Кубашевски, О. Диаграммы состояния двойных систем на основе железа: пер. с англ. / О. Кубашевски. М. : Металлургия, 1985. - 184 с.

19. Морозов, А.Н. Растворимость азота в сплавах железа с элементами, образующими стойкие нитриды / А.Н. Морозов, В.Р. Исаев, Л.Г. Королев // В кн.: Теория и практика металлургии. №5. - Челябинск : НИИМ, 1963.

20. Чуйко, И.М. Термодинамические исследования образования нитридов алюминия в жидкой и твердой стали / И.М. Чуйко, А.Т. Перевязко, Р.Е. Да-ничек // В кн.: Металлургия и коксохимия. № 11. - К. : «Техшка», 1968.

21. Evans, D.B. The aluminium-nitrogen equilibrium in liquid iron / D.B. Evans, R.D. Pehlke // Trans. Metall. Soc. AIME. 1964. - № 7. - P. 264.

22. Nelson, E.C. Approximate Calculation of the change in solubility of nitrogen in molten iron alloys as a function of temperature / E.C. Nelson // Trans. Metall. Soc. AIME. 1963. - P. 227.

23. Виноград, М.И. Включения в стали и ее свойства / М.И. Виноград. — М. : Металлургиздат, 1963. 252 с.

24. Фомин, Б.А. Металлургия вторичного алюминия / Б.А. Фомин, В.И. Моск-витин, С. В. Махов. М. : ЭКОМЕТ, 2004. - 240с.

25. Васильев, В.А. Физико-химические основы литейного производства / В.А. Васильев. М. : Изд-во МГТУ, 1994. - 320 с.

26. Березовский, Б.М. Математические модели дуговой сварки: в 3 т. / Б.М. Березовский Челябинск : Изд-во ЮУрГУ, 2003. - 601 с.

27. Т. 2 : Математическое моделирование и оптимизация формирования различных типов сварных швов. — 267 с.

28. Раскатов, В.М. Машиностроительные материалы: справочник / В.М. Раскатов и др. 3-е изд., перераб., доп. - М. : Машиностроение, 1980. - 511 с.

29. Рябов, В.Р. Алитирование стали / В.Р. Рябов. — М. : Металлургия, 1973. -251 с.

30. Koster, W., Godecke Т. Z. Metallkde, 1980, Bd 71, S. 765-769

31. Fouzdeux A., Brugas H., Weber D. a.o. Scripta met., 1980, v. 14, p. 485

32. Рябов, В.Р. Сварка алюминия и его сплавов с другими металлами / В.Р. Рябов. Киев : Наук, думка, 1983. - 264 с.

33. Потапов, Н.Н. Окисление металлов при сварке плавлением / Н.Н. Потапов. М. : Машиностроение, 1972. — 170 с.

34. Потапов, Н.Н. Основы выбора флюсов при сварке сталей / Н.Н. Потапов. -М. : Машиностроение, 1978. 168 с.

35. Пацкевич, И.Р. Поверхностные явления в сварочных процессах / И.Р. Пацкевич, Г.Ф. Деев. М. : Металлургия, 1974.- 121 с.

36. Якобашвили, С.Б. Поверхностные свойства сварочных флюсов и шлаков / С.Б. Якобашвили. Киев : Техшка, 1970. - 207 с.

37. Никитинский, A.M. Пайка алюминия и его сплавов / A.M. Никитинский. — М. : Машиностроение, 1983. 192 с.

38. Алюминиевые сплавы. Применение алюминиевых сплавов Текст. : справочное руководство / под ред. А. Т. Туманова. — М. : Металлургия, 1973. 407

39. Чермашенцева, Т.В. Особенности удаления перед сваркой покрытия с алю-минированных сталей / Т.В. Чермашенцева, А.И. Ковтунов, П.Н. Селянин // Пайка-2008 : сб. тр. Междунар. науч.-технич. конф-ции. Тольятти : ТГУ, 2008. - С. 271-274.

40. Шредер, А.В. Оксидирование алюминия и его сплавов / А.В. Шредер. М. : Металлургия, 1960. - 220 с.

41. Никитинский, A.M. Подготовка поверхности алюминия и его сплавов под пайку и сварку в кислотных растворах / A.M. Никитинский, В.Б. Челышев, Н.М. Ванюшкина и др. // Сварочное производство. — 1967. № 9. - С. 3335.

42. Тарасов, А.В. Общая металлургия / А.В. Тарасов, Н.И. Уткин. — М. : Металлургия, 1997. 552 с.

43. Куликов, И.С. Раскисление металлов / И.С. Куликов. М. : Металлургия, 1975. - 504 с.

44. Гасик, М.И. Теория и технология электрометаллургии ферросплавов / М.И. Гасик, Н.П.Лякишев. М. : СП Интермет Инжиниринг, 1999. - 764 с.

45. Уткин, Н.И. Металлургия цветных металлов / Н.И. Уткин. М. : Металлургия, 1985. - 440 с.

46. Беляев, А.И. Получение чистого алюминия / А.И. Беляев, Г.Е. Вольфсон, Г.И. Лазарев, Л.А. Фирсанова. М. : Металлургия, 1967. - 260 с.

47. Поволоцкий, Д.Я. Раскисление стали / Д.Я. Поволоцкий. М. : Металлургия, 1972.— 221 с.

48. Лидин, Р.А. Химические свойства неорганических веществ / Р.А. Лидин и др.; под ред. Р.А. Лидина. М. : КолосС, 2006. - 480с.

49. Краткий справочник физико-химических величин / под ред. А. А. Равде-ля, A.M. Пономаревой. СПб. : Иван ФЕДОРОВ, 2003. - 240 с.

50. Вольский, А.Н. Теория металлургических процессов / А.Н. Вольский, Е.М. Сергиевская. М. : Металлургия, 1968. - 344 с.

51. Еремин, Е.Н. Основы химической термодинамики / Е.Н. Еремин. 2-е изд., перераб. и доп. — М. : Высшая школа, 1978. — 391 с.

52. Беляев, А.И. Получение чистого алюминия / А.И. Беляев, Г.Е. Вольфсон, Г.И. Лазарев, Л.А. Фирсанова. — М. : Металлургия, 1967. 260 с.

53. Сычева, М.А. Повышение коррозионно-механической прочности сварных соединений при сварке по металлизационному алюминиевому покрытию / М.А. Сычева, Е.Е. Зорин // Сварочное производство. 1991. - № 4. - С. 1517.

54. Бакалюк, Я.Х. Трубы с металлическими противокоррозионными покрытиями / Я.Х. Бакалюк, Е.В. Проскуркин. 2-е изд. перераб. и доп. - М. : Металлургия, 1985. - 200 с.

55. Стеклов, О.И. Влияние напыленного алюминиевого покрытия на свойства металла шва при механизированной сварке листового проката / О.И. Стек-лов, Н.П. Кармазинов, М.А. Сычева // Сварочное производство. 1988. - № 10. - С. 17-19.

56. Кунципал, И. Технология сварки низкоуглеродистых сталей с напыленным алюминиевым покрытием / Й. Кунципал // Сварочное производство. — 1981.-№8.-С. 12-13.

57. Kuncipal, J. Vliv nametalizovane hlinikove vrstvy ne mechanicke vlastnosti svaroveho kovu a spoje / J. Kuncipal // Zvaranie. 1979. - № 9.

58. Kuncipal, J. Vliv nametalizovane hlinikove vrstvy na materialu 11 373 na structuru svaroveho spoje, navhr vhodhe technologiesvarovani / J. Kuncipal // Zvaranie. 1979. - № 12.

59. A.C. № 1107994. Керамический флюс для сварки / А.Г. Василенко, В.М. Карпенко, М.С. Удовин, Г.Б. Билык.

60. Хренов К.К. Сварка, резка и пайка металлов / К.К. Хренов. — М. : Машиностроение, 1973. 408 с.

61. А.С. № 1054000 от 15.11.1983. Состав порошковой проволоки для сварки открытой дугой стальных конструкций с алюминиевым покрытием/ А.Г. Василенко, В.М. Карпенко, Г.Б. Билык, А.Ф. Власов

62. Шаповалов, С.В. Исследование процесса шовной контактной сварки стальных листов с двусторонним алюмокремниевым покрытием: дис. . канд. тех. наук / С.В. Шаповалов.- Тольятти, 2000.- 182 с.

63. Айхори Пялл, К. Точечная и рельефная сварка сопротивлением стальных листов с покрытием / Айхори К. Пялл, Г. Шнитц // Черные металлы. — 1989.- №21.-С. 24-30.

64. Howe, P. Coating weight effect on the resistance spot weldability of electrogalvanized sheet / P. Howe, S. Kelley // «Absr. Pap. 69th AWS Annu. Meet Apr. 17-22, 1998». Miami, Fla, 1998. - P. 92-93

65. Zum Widerstandspunkschweipen feueraluminierter Feinbleche / Horst Lohbrandt, Hans-Dieter Gall // Thyssen Technischa Berichte. 1981. - Heft 1. - S. 41-47.

66. Soldadura del algafont / Suares Guzman // Rev. soldad. 1987. - № 4 (17).- S. 180-187.

67. Симонов, Ю.В. Исследование контактного взаимодействия электродов и деталей при точечной сварке сплавов алюминия /Ю.В. Симонов // Труды ЦНИИТС. Вып. 56 (1965). - Л. : Судостроение, 1965.

68. Токеси, С. Контактная точечная сварка листовой стали с покрытием / С. Токеси, Т. Ясуо // Отд. вып. «Сварка». 1984. - № 5 (63). - с. 426.

69. Новожилов, Н.М. Основы металлургии дуговой сварки в активных защитных газах / Н.М. Новожилов. М. : Машиностроение, 1972. - 170 с.

70. Ардентов, В.В. Исследование влияния состава защитной газовой среды на характер переноса электродного металла и механические свойства шва / В.В. Ардентов, И.А. Бурашенко // В кн.: Сварка. Вып. 13 (1970). - JL : Судостроение, 1970. - с. 68-74.

71. Козлов, Л.Я. Производство стальных отливок / Л.Я. Козлов и др. М. : Машиностроение, 1972. - 170 с.

72. Галдин, Н.М. Цветное литье: справочник / Н. М. Галдин и др. М. : Машиностроение, 1989. - 519 с.

73. Воскобойников, В.Г. Общая металлургия / В.Г. Воскобойников и др.-6-у изд., перераб. и доп. М. : ИКЦ «Академкнига», 2002. - 768 с.

74. Патент № 2279342 РФ, МПК В23 К 35/362. Флюс для сварки сталей, покрытых алюминием / В.П. Сидоров, А.И. Ковтунов, В.А. Лабзин, Т.В. Чермашенцева. № 2004130790; Заяв. 20.10.2004; Опубл. 10.07.2006.

75. Патент № 2355542 РФ, МПК В23 К 35/362. Флюс для сварки сталей с алюминиевым покрытием / А.И. Ковтунов, В.П. Сидоров, Т.В. Чермашенцева, М.Н. Бородин. -№ 2007117083/02, Заявл. 07.05.2007, Опубл. 20.05.2009.

76. Есенберлин, Р.Е. Пайка и термическая обработка деталей в газовой среде и вакууме / Р.Е. Есенберлин. Л. : Машиностроение, Ленинградское отделение, 1972. - 183 с.

77. Аснис, А.Е. Сварка в смеси активных газов / А. Е. Аснис. Киев : Наукова думка, 1982. - 215 с.

78. Аснис, А.Е. Повышение стойкости против пор и трещин при сварке в смеси углекислого газа и кислорода / А.Е. Аснис, JI.M. Гутман, В.Р. По-кладий, Н.Д. Иванков // Автоматическая сварка. 1971. - № 10. - С. 1-6.

79. Адлер, Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. 2.е изд., перераб. и доп.- М. : Наука, 1976.- 280 с.

80. Адлер, Ю.П. Введение в планирование эксперимента / Ю.П. Адлер. М. : Металлургия, 1968. — 159 с.

81. Бродский, В.З. Введение в факторное планирование эксперимента / В.З. Бродский. М. : Наука, 1976. - 223 с.

82. Шенк, X. Теория инженерного эксперимента: пер. с англ. / X. Шенк. — М. : МИР, 1972.-383 с.

83. Березовский, Б.М. Расчет параметров распределения теплового потока поверхностной сварочной дуги / Б.М. Березовский, В.А. Стихии // Сварочное производство. 1980. - №2. - С. 1-4.

84. Семистенов, Д.А. Стабильность проплавления стыковых швов при возмущениях в процессе аргонодуговой сварки: дис. .канд. тех. наук / Д.А. Семистенов. Тольятти, 2005. - 150 с.

85. Алекин, JI.E. Инерционность расплавления электродной проволоки и проплавления металла изделия при автоматической сварке под флюсом / JI.E. Алекин // Автоматическая сварка. 1963. - №10.-С. 1-7.

86. Олейник, Б.Н. Точная калориметрия / Б.Н. Олейник. М. : Изд-во стандартов, 1973.-208 с.

87. Годовская, К.И. Технический анализ / К.И. Годовская, JI.B. Рябина и др. М. : Высшая школа, 1967. - 202 с.

88. Дымов, A.M. Технический анализ / А. М. Дымов. М. : Металлургия, 1964. - 198 с.

89. Техника электронной микроскопии : пер. с англ. / Под ред. Д. Кея. — М. : Мир, 1965.-407 с.

90. Скотт, В. Количественный электронно-зондовый микроанализ: пер. с англ. / В. Скотт, Г. Лав. М. : Мир, 1986. - 352 с.

91. Криштал, М.М. Сканирующая электронная микроскопия и рентгеноспектральный анализ в примерах практического применения / М.М. Криштал, И.С. Ясников, В.И. Полунин, A.M. Филатов, А.Г. Ульяненков. М. : Техносфера, 2009. - 208 с.

92. Ubhi, H.S. Analysis and representation of electron backscattered diffraction texture data-examples from heat treated Al-Li alloy sheet / H.S. Ubhi, A.W. Bowen // Material Science Technic. 1996. - №12. - P. 880-886.

93. Blackford, J. Deformation and recrystallisation in FeAl intermetallics / J. Blackford // HKL Technology 2001.

94. Dingley D.J. Microtexture determination by electron backscatter diffraction / D.J. Dingley, V. Randle // Journal of Material Science. 1992. - vol 17, №27. -P. 4545-4566.

95. Kobayashi, S. Control of intermetallic compound layers at interface between steel and aluminium by diffusion-treatment J. / S. Kobayashi, T. Yakou // Materials Science and Engineering A. 2002. - № 338 (1/2). - P. 44-53.

96. XT A Yuan. Coating formation process and microstructure during hot dip aluminizing on steel / XIA Yuan, YAO Mei, LI Tie-Fan // The Chinese journal of Nonferrous metals. 1997. - № 7 (4). - P. 154-158.

97. Ахметов, Т.Г. Химическая технология / Т.Г. Ахметов, Р. Т. Порфилъе-ва. М. : Высшая школа, 2002. - 688 с.

98. Походня, И.К. Сварка порошковой проволокой / И.К. Походня, A.M. Суптель, В.Н. Шлепаков- К. : Наукова думка, 1972. 224 с.

99. Справочник по чугунному литью/ под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича. 3-е изд., перераб. и доп. - Л. : Машиностроение. Ленингр. отделение, 1978.-758 с.

100. Пиреевский, Б.А. Структурообразование и свойства чугуна, легированном алюминием, при суспензионном литье / Б.А. Пиреевский, С.С. Затулов-ский, А.С. Корниенко // В кн. : Новые конструкционные материалы. — Киев : Знание, 1975. с. 142-156.

101. Абралов, М.А. Аргонодуговая сварка алюминиевых сплавов / М.А. Аб-ралов и др. — Ташкент : Фан, 1989. 232 с.

102. Плешивцев, Н.В. Катодное распыление / Н.В. Плешивцев. — М. : Атом-издат, 1968.-343 с.

103. Беляев, А.И. Металлургия алюминия и алюминиевых сплавов / А.И. Беляев. М. : Металлургиздат, 1962. - 440 с.

104. Воропай, Н.М. Аргонодуговая сварка сталей неплавящимся электродом с активированной присадочной проволокой / Н.М. Воропай, А.Н. Алимов // Автоматическая сварка. 1980. - № 11. - С. 53-56.

105. Хан, Б.Х. Раскисление, дегазация и легирование стали / Б.Х. Хан. -Металлургиздат, 1960. 240 с.

106. Браун, М.П. Влияние легирующих элементов на свойства стали / М.П. Браун.-Киев, 1962. 192 с.

107. Лейкин, А. Е. Материаловедение / А.Е. Лейкин и др. М. : Высшая школа, 1971. - 221 с.

108. Марукович, Е.И. Износостойкие сплавы / Е.И. Марукович и др. М. : Машиностроение, 2005. - 428 с.

109. Справочник химика : в 6 т. Том II. Основные свойства неорганических и органических соединений / под ред. Б.П. Никольского. 2-е изд. пер. и доп. - М. : Химия. Ленинградское отделение, 1967. - 602 с.

110. Рабкин, Д.М. Металлургия сварки плавлением алюминия и его сплавов / Д.М. Рабкин Киев : Наук. Думка, 1986.- 256 с.

111. Гуревич, С.М. Справочник по сварке цветных металлов / С.М. Гуревич ; отв. ред. Замков В.Н. 2-е изд., перераб. и доп. — Киев : Наук, думка, 1990. -512 с.

112. Подгаецкий, В.В. Сварочные шлаки / В.В. Подгаецкий. — Киев : Нау-кова думка, 1964,- 76 с.

113. Походня, И.К. Некоторые пути улучшения характера переноса металла при сварке электродами с основным покрытием / И.К. Походня, В.Н. Горпе-нюк, С.С. Миличенко // Автоматическая сварка. 1985. № 1. - С. 30-33.

114. Походня, И.К. Влияние отрицательных ионов на приэлектродные падения напряжения в дуговом разряде / И.К. Походня, Л.В. Стародубцев // Автоматическая сварка. — 1986. №11, - С. 4-9.

115. Походня, И.К. Отрицательные ионы в столбе дугового разряда / И.К. Походня, В.И. Швачко // Автоматическая сварка. — 1990. № 8. - С. 1-7.

116. Корицкий, Г.Г. О некоторых силах, действующих на каплю электродного металла при сварке / Г.Г. Корицкий, И.К. Походня // Автоматическая сварка. 1971. - №3. - С. 11-14.

117. Бадьянов, Б.Н. Выбор состава газовой смеси для увеличения проплавляющей способности дуги / Б.Н. Бадьянов, В.Я. Давыдов, В.А. Иванов, Ю.Ф. Колупаев// Сварочное производство. 1977. - №4.— С. 26-28.

118. Замков, В.Н. Влияние состава флюса на процесс сварки титана неплавящимся электродом / В.Н. Замков, В.П. Прилуцкий, С.М. Гуревич // Автоматическая сварка. — 1977. № 4. - С. 22-26.

119. Савицкий, М.М. Механизм влияния электроолтрицательных элементов на проплавляющую способность дуги с вольфрамовым катодом / М.М. Савицкий, Г.И.Лесков // Автоматическая сварка. 1980. - №9 - С. 17-22.

120. Симоник, А.Г. Влияние галогенидов на эффект проплавления при аргонодуговой сварке титановых сплавов / А.Г. Симоник // Сварочное производство. 1974. - № 3. - С. 52-53.

121. Симоник, А.Г. Эффект контракции дугового разряда при введении электроотрицательных элементов / А.Г. Симоник, В.И. Петвиашвили, А.А. Иванов // Сварочное производство. — 1976. № 3. - С. 49-51.

122. Мазель, А.Г. Технологические свойства электросварочной дуги / А.Г. Мазель. М. : Машиностроение, 1969. - 178 с.

123. Походня, И.К. Эмиссионные свойства фторсодержащих шлаков и условия повторного зажигания дуги переменного тока / И.К. Походня, В.И. Швачко // Автоматическая сварка. 1972. - № 11. - С. 1-4.

124. Бадьянов, Б.А. Некоторые характеристики дуги, горящей в аргоне с добавкой галоидсодержащего газа / Б.А. Бадьянов, В.А. Давыдов, А.А.'Иванов // Автоматическая сварка. — 1974. -№11. С. 67.

125. Багрянский, К.В. Сварка никеля и его сплавов / К.В. Багрянский, Г.С. Кузьмин. М. : Машгиз, 1963. - 164 с.

126. Дмитриенко, Н.Н. Некоторые особенности распределения компонентов сварочного флюса в плазме малоамперной дуги / Н.Н. Дмитриенко, В.В. Подгаецкий // Автоматическая сварка. — 1986. №11. - С. 37-40.

127. Паршин, С.Г. Стабилизация формирования сварного шва при ручной аргонодуговой сварке активирующими флюсами / С.Г. Паршин // Сварочное производство. 2002. - № 4. - С. 19-23.

128. Паршин, С.Г. Свойства шлаковых пленок активирующих флюсов при аргонодуговой сварке / С.Г.Паршин // Сварочное производство. 2005.-№ 8. - С. 3-6.

129. Патон, Б.Е. Контракция дуги флюсов при сварке вольфрамовым электродом в аргоне / Б.Е. Патон, В.Н. Замков, В.П. Прилуцкий // Автоматическая сварка. 2000. - № 1. - С. 3-9, 22.

130. Металлургия и технология титана и его сплавов / С.М. Гуревич, В.Н. Замков, В.Е. Блащук и др. Киев : Наукова думка, 1986. - 240 с.

131. Стромберг, А.Г. Физическая химия / А.Г. Стромберг, Д.П. Семчен-ко. 4-е изд., испр. - М. : Высшая школа, 2001. - 527 с.

132. Паршин, С.Г. Технология ручной аргонодуговой сварки труб из стали 12Х1МФ с применением активирующих флюсов : дис. . канд. техн. наук / С.Г. Паршин. Тольятти, 2000. - 171с.

133. Паршин, С.Г. Электродуговая сварка с применением активирующих флюсов / С.Г.Паршин. Самара : Издательство Самарского научного центра РАН, 2005.-380 с.

134. Бадьянов, Б.Н. Использование газообразных галоидных соединений при сварке плавлением (обзор литературы) / Б.Н. Бадьянов, В.А. Давыдов, Ю.Ф. Колупаев // Сварочное производство № 4. 1982. - С. 16-17.

135. Патент США № 3089949. Arc welding and article / H.C. Ludwig.

136. Патент № 48-29025. Способ дуговой сварки алюминия в среде инертного газа / М. Танака.

137. Патент № 48-388. Способ дуговой сварки в среде защитного газа и плавящимся электродом / И. Судзуки.

138. Япон .пат. № 48-29025. Способ дуговой сварки в среде инертных газов / Танака М.

139. А.С. № 499075. Зашитная среда / Балакир Э.А. и др.

140. Новожилов, Н.М. Сварка плавящимся электродом в защитном газе / Н.М. Новожилов и др. М. : Машгиз, 1958. - 231 с.

141. Кнюппель, Г. Раскисление и вакуумная обработка стали. Часть I.

142. Заруба, И.И. Сварка в углекислом газе / И.И. Заруба и др. Киев, 1966. - 291 с.

143. Любавский, К.В. Сварка плавящимся электродом в атмосфере защитных газов / К.В. Любавский, Н.М. Новожилов // Автогенное дело. 1953. - № 1. - С. 24-26.

144. Тюльков, М.Д. Влияние поверхностного натяжения на формирование корня стыковых швов при электродуговой сварке в защитных газах / М.Д. Тюльков // Вопросы дуговой сварки в защитных газах. -М. : Машгиз, 1957. С. 55-71.

145. Тюльков, М. Д. Роль сил поверхностного натяжения в формирований корня стыковых швов / М.Д. Тюльков // Сварочное производство : тр. Ленингр. Политехнического института. Л. : Машгиз, 1957. - Вып. 189. - С. 68-82.

146. Тюльков, М.Д. Влияние сил поверхностного натяжения на формирование корня стыковых швов при дуговой сварке в атмосфере защитных газов : дис. . канд. техн. наук / М.Д. Тюльков Л. : ЛПИ, 1956. - 182 с.

147. Wingerath, J. Die Verwendung von Formiergas als Oxydationsschutz beim Scweissen legierter Stable / J. Wingerath, K. Boeckhaus // 1226, Scweissen und Schneiden. 1958. - Bd. 10. - H. 12. - S. 471 - 475.

148. Сушков, B.H. Сварка алюминиевых сплавов на аргоновой подушке / В.Н. Сушков, А.П. Жандарев, О. Н. Кудряшов // Сварочное производство. 1975. - № 12. - С. 17-19.