Металлургические процессы при работе сварочными электродами.

Часть 3

В период, когда зарождалась ручная дуговая сварка, в качестве электродов служили голые стержни из  низкоуглеродистой стали. В дальнейшем для повышения стабильности горения сварочной дуги на стержни стали наносить тонкий слой (1 – 4% от массы стержня) стабилизаторов дуги – чаще всего мел, замешанный на жидком стекле малой плотности.

Такое количество, облегчая повышение сварки, практически не влияет на ход металлургических процессов. Как и при использовании голых стержней с 0,09% углерода, 0,42% марганца и 0,04% кремния содержание этих элементов в наплавленном металле соответственно составляет около 0,03; 0,020 и 0,01%. При этом содержание вредных примесей, таких как сера и фосфор, возрастает на 10 – 15% по сравнению с их исходным содержанием в проволоке. Поскольку сварку практически выполняют без какой-либо защиты образующихся капель и сварочной ванны от воздействия атмосферы воздуха, то наплавленный металл насыщается кислородом и азотом.

В таблице 1 приведены данные о содержании таких газов в металле, наплавленным голыми электродами различного диаметра с исходным содержанием в стержнях кислорода ≤0,02% и азота ≤0,01%.

Заметно, что концентрация кислорода и азота в металле швов при сварке голыми электродами резко возрастает по сравнению с их исходной концентрацией в проволоке. Большее содержание этих газов в швах, выполненных электродами меньших диаметров, связано с более высокой относительной поверхностью взаимодействия жидких капель с атмосферой воздуха. Однако при больших диаметрах стержней концентрация газов остается недопустимо высокой.

Таблица 1.       

Содержание газов в металле сварочного шва, %
Газ	Диаметр стержня, мм
	2	4	5
Кислород	0,55	0,302	0,14
Азот	0,18	0,13	0,105

Вредное влияние кислорода, азота и водорода на рабочие характеристики конструкционной стали и сварных швов общеизвестна, и причины этого изложены ниже.

 

часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 - часть7 - часть8 - часть9