Metallarni payvandlash asoslari payvandlashning maxsus yollari

Payvandlash alangasi

A langaning tashqi ko‘rinishi, temperaturasi va suyuqlangan metallga ta’siri yonuvchi gaz aralashmasining tarkibiga bog‘liq.payvandlashda tubandagi uch ko‘rinishdagi payvandlash alangalarini uchratish mumkin:

1. 
   Normal alanga (5.5-rasm, 1).
   
2. 
   Oksidlovchi alanga (5.5-rasm, 2).
   
3. 
   Uglerodlantiruvchi alanga (5.5-rasm, 3). Ko‘pchilik metallarni payvandlashda normal alangadan foydalaniladi. Bunday alanga olish uchun nazariy jixatdan aralashmada bir hajm atsetilenga bir hajm
   

5.5-rasm. Gaz alangasi xillari: kislorod aralashtirilmog‘i lozim. Bu bosqichda 1 _– normal alanga; 2 _– oksidlovchi atsetilenning kislorod hisobiga tubandagi reaksiya alanga; 3–uglerodlantiruvchi alanga bo‘yicha yonishini ko‘ramiz:
S₂N₂ + O₂ = 2SO + N₂
Keyingi bosqichda esa bu gazlar havo kislorodi hisobiga tubandagi reaksiya bo‘yicha yonadi:

2SO + N₂ + 1,5 O₂ = 2SO₂ + N₂O

Alangada hosil bo‘lgan SO va N₂ gazlari payvandlashda metallni oksidlardan qaytaradi. Payvandlashda bu zonada chok metali bir xil, zich, sifatli chiqadi. Amalda normal alanga olish uchun aralashma tarkibidagi kislorodning miqdorini nazariy miqdordan 30 % gacha orttiriladi. SHunday qilib, atsetilenning kislorodga nisbati: 1:1-
1,3 oralig‘ida olinadi. Normal alangada tiniq o‘zak (yadro), bir muncha qoraroq qaytaruvchi zona va mash’ala (fakel) bo‘ladi.

5. 
   6-rasmda normal atsetilen-kislorod alangasining hosil bo‘lish sxemasi va uning temperaturalar grafigi keltirilgan.
   

5.6 -rasm. Me’yordagi atsetilen-kislorod
alangasi sxemasi.

Gaz alangasida payvandlashdagi metallurgik jarayon

Payvandlashdagi metallurgik protsess metall vanna hajmining kichikligi, issiqlik konsentratsiyasining yuqoriligi, metallning katta tezlikda suyuqlantirilishi, vannaga chokbop simning intensiv erib o‘tishi va ralashtirib turilishi oksidlanish va qaytarilish reaksiyalarining borishi kabi hususiyatlari bilan xarakterlanadi.
Kuzatishlar ko‘rsatadiki, payvandlashda magniy, alyuminiy elementlari birinchi navbatda oksidlanib, bu oksidlar N₂, SO gazlari bilan qaytarilmaydi. SHuning uchun bu metallarni payvandlashda maxsus flyuslardan foydalanish zarur. Temir va nikel oksidlari, aksincha SO, N₂ gazlari bilan yaxshi qaytariliish sababli bu metallarni payvandlashda flyusga ehtiyoj bo‘lmaydi. Payvandlashdagi alanganing xarakteri oksidlovchi bo‘lsa, bunda G‘e, S, Mn va Si elementlari oksidlanadi.

2 G‘e + O₂ = 2G‘eO

Mn, Si va S elementlari metalldagi G‘eO bilan tubandagi reaksiya bo‘yicha oksidlanishi ham mumkin.
Mn + FeO = MnO + Fe; Si + 2FeO = SiO₂ + 2Fe
Hosil bo‘lgan margenets va kremniy oksidlari shlakka o‘tgani uchun metalldagi qaytaruvchilar (Mn, Si) ning miqdori kamayadi. Bu esa chok metalida kislorod ortishiga, binobarin, uning mexanikaviy hossalarining yomonlashishiga ham olib kelishi mumkin.
Uglerodning oksidlanishiga kelsak, u Fe₃C + FeO = 4Fe + CO. Vannadan uglerod oksidining ajralishida vanna qaynashida metall sachrashi ham mumkin.
Payvandlashda alanga normal bo‘lsa, unda SO, N₂ gazlalri qaytaruvchi bo‘lib, vannada tubandagi reaksiyalar boradi: G‘eO + CO = Fe + CO₂ FeO + H₂ = Fe + H₂O
Vodorod suyuq temirda yaxshi eriganligi sababli chokning tez sovishida u chokda mayda gaz pufakchalari ko‘rinishida qolishi mumkin. Uglerodli po‘latlarni gaz alangasida payvandlashda chok elektrik yoy bilan payvandlashdagiga nisbatan sekin sovishi sababli vannada erigan vodorod to‘la ajralib ulguradi. SHuni qayd etish kerakki, mis va latunlarni payvandlashda vodorod chokda g‘ovaklar hosil qilib ba’zan yorilishga olib keladigan katta havf tug‘diradi (“vodorodaviy kasallik”). Agar payvandlash alangasida S₂N₂ ko‘p bo‘lsa, uning erkin uglerod bilan vodorodga parchalanishidan
(S₂N₂ → 2S + N₂) vodorod hosil bo‘ladi. Unda alanga chokni uglerodlantiruvchi bo‘lib, uglerodga metallga o‘tishi tubandagi reaksiya bilan ifodalanadi:

3G‘e + C = Fe₃C; 3G‘e + 2CO = Fe₂C + CO₂

Metallarni gaz alangasida payvandlashda payvandlangan metall strukturasining o‘zgarishi elektrik yoy bilan payvandlashdagidan birmuncha farq qiladi. Jumladan, metall sekin qizdirilishi sababli issiqlikning ta’sir zonasi katta (o‘rtacha qalinlikdagi metallarni payvandlashda chokdan 20-25 mm narigacha) chok metali va asosiy metallning payvandlash zonasiga yondoshgan qismi ham qizigan bo‘lib, yirik donlarga ega bo‘ladi. Qayta kristallanish uchastkasi ham yirik donli struktura beradi. Keyingi uchastkalar mayda donlar beradi. Metallarni gaz alangasida payvandlashda issiqlikning ta’siri zonasida struktura o‘zgarishi xarakteri qotishmaning tarkibiga va payvandlashdan avvalgi holatiga bog‘liq. CHok metallining va issiqlikning ta’sir zonasi strukturasini yaxshilash uchun bu zonalarni qizigan holda mahalliy bog‘lanadi yoki termik ishlamoq kerak.