Процессы металлургии при сварке электродами.

Часть 6

В процессе плавления электрода элементы, обладающие повышенным сродством к кислороду, частично реагируют с кислородом атмосферы дуги и расплавленным шлаком, частично – переходят к капли жидкого металла, образующиеся на торце электрода, и в небольшом количестве переходят непосредственно в сварочную ванну.

При взаимодействии активных элементов с кислородом атмосферы дуги и кислородом шлака происходит их окисление, в результате чего содержание кислорода, как в атмосфере дуги, так и в шлаке снижается, и скорость окисления жидкого металла будет уменьшаться.

В связи с малым временем контакта атмосферы дуги и шлака с жидким металлом, последний в меньшей степени насыщается кислородом, чем при отсутствии раскислителей.

Таким образом, в процессе плавления электродов в расплавленный металл одновременно переходят как кислород, так и раскислители. Их взаимодействие между собой в жидком металле будет происходить только в том случае, если при имеющийся температуре содержание кислорода в жидком металле окажется больше, чем равновесного для данной концентрации раскислителя.

Например, при температуре капли 1950 оС и содержании в ней кремния 0,3% равновесное содержание кислорода составляет 0,15%. Поэтому реакция между кислородом и кремнием 2FeO + Si = 2Fe + SiO2 будет протекать в том случае, если содержание кислорода превышает эту цифру.

Эта реакция будет очевидно протекать до тех пор, пока не установится определенное равновесие между содержанием кислорода, кремния и оксида кремния. Если содержание кислорода в жидком металле будет равно или меньше 0,15%, то при указанных температуре и концентрации кремния (0,3%) кислород и кремний будут сосуществовать, не вступая в реакцию.

Степень раскисления жидкого металла другими элементами-раскислителями определяется сродством этих элементов к кислороду, температурой и концентрацией раскислителя.

 Результатом реакции будет снижение содержания кислорода, растворенного в металле (восстановление металла), и окисление элемента-раскислителя до определенной концентрации.

Вместе со снижением температуры жидкого металла раскисляющая способность всех раскислителей возрастает. Поэтому раскисление металла происходит вплоть до его кристаллизации.

Образующие оксиды элементов-раскислителей имеют температуру плавления более высокую, чем температура плавления железа. Поэтому они выпадают в виде твердых мелкодисперсных включений, которые отрицательно влияют на пластические свойства металла шва, особенно при низких температурах.

С целью уменьшения количества оксидных включений и для их укрупнения в некоторых случаях применяют комплексное раскисление наплавленного металла двумя или тремя раскислителями, чаще всего кремнием и марганцем.

Для этого в покрытие сварочных электродов вводят ферросилиций и ферромарганец или ферросиликомарганец в количествах, обеспечивающих в наплавленном металле содержание марганца, в 3 – 4 раза превышающее содержание кремния.

 MnO · SiO2 или (MnO)2 · SiO2, которые имеют температуру плавления ниже, чем температура плавление металла. Это способствует укрупнению включений, что повышает механические свойства наплавленного металла.

Раскисление металла углеродом имеет свои особенности, так как в процессе взаимодействия кислорода с углеродом по реакции FeO + C = Fe + CO образуется газообразный оксид углерода.

В зависимости от температуры жидкого металла, содержания в нем углерода, кислорода и других элементов в металле сварочного шва могут образоваться газовые включения (поры).

Электроды МР-3С Арсенал, СЭОК-46, СЭОК-48, АНО-21 Стандарт, СЭЛБ-52, ТМУ-21У, Т-590, НР-70, ЦЛ-11, ЦЛ-39,  ЦУ-5, ТМЛ-1У.

Капилляры в покрытии сварочных электродов.

Нагрев и транспортировка электродов сварочных.

Как заварить врезку трубы электродами МР-3С.

Выставка Металл - экспо 2021.

Успешный поставщик 2021 года – СпецЭлектрод.

Открылся очередной ПМЭФ.

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 )