Взаимодействие металла с водородом при сварке электродами с рутиловым покрытием.

(Часть 4 )  

Велико содержание [Н]_ост, в металле, наплавленном электродами Ø 3 мм на токах 100-150 А (см. рис.1, а, б). Скорость кристаллизации сварочной ванны в этом случае также значительно выше, чем при сварке электродами Ø 4 – 6 мм на токах 220-340 А.

            В настоящее время общепризнано, что водород диффундирует в металлах в ионизированном состоянии в форме протона [11,  13].  По мнению Н.А.Галактионовой [13],  диффузия водорода в значительной мере определяется энергетическим состоянием атомов металла, т.е. различиями в интенсивности, напряженности и направленности электрических полей, создаваемых атомами металла. Если энергетическое состояние атомов металла таково, что протон не может быть удержан их электрическим полем, то водород перемещается в решетке (диффундирует) от одного атома к другому под действием их тепловых колебаний. Если аллотропическое  превращение связано с увеличением растворимости водорода, т.е. с увеличением количества протонов водорода, которые могут быть удержаны электрическим полем атомов металла в данных условиях, то одновременно должен замедляться процесс диффузии водорода. Типичным примером, подтверждающим эту точку зрения, служит система водород-железо. При переходе  Fe_ά→  Fe_γ   растворимость водорода в металле существенно увеличивается, а диффузия уменьшается.

            Диффузионные характеристики металла весьма чувствительны к нарушениям регулярности его решетки. Появление в решетке развитой сетки дислокаций, дробление и разворот блоков существенно уменьшает подвижность водорода. При большой скорости кристаллизации сварочной ванны изменение структуры и степени напряженности решетки, по-видимому, способствует удержанию больших количеств водорода в металле наплавки. Поэтому необходимо проявлять осторожность при сравнении концентраций диффузионного и остаточного водорода, полученных по разным методикам. Следует поддерживать постоянную скорость кристаллизации и оценивать результаты исследований по суммарному содержанию водорода. В табл.2 приведено содержание диффузионного и остаточного водорода в металле, наплавленном электродами ЦМ-7 и АНО-4 Ø 4 мм, полученное с помощью разных методик. Данные таблицы подтверждают, что большая  скорость охлаждения металла при наплавке в медную изложницу приводит к перераспределению диффузионного и остаточного водорода и получению значительно меньшего количества диффузионного водорода по сравнению с методом наплавки на охлаждаемый образец. Определение одного лишь диффузионного водорода может привести к ошибочным выводам. Поэтому при исследованиях необходимо определять общее содержание водорода.

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 )