Водород в сварных швах, выполненных электродами с рутиловым покрытием

(Часть V) 

      Однако теоретические расчеты    [13-15]  показывают, что при сварке электродами с рутиловым покрытием парциальное давление водорода     Р_Н2   в атмосфере дуги и насыщенность металла водородом  снижаются с увеличением влажности покрытия. В подтверждение  правильности своих взглядов авторы приводят опытные данные о снижении пористости сварных швов при увлажнении рутилового покрытия. Последнее обстоятельство отмечалось и нами   [16]. Имеются данные о том, что с увеличением влажности покрытия рутиловых электродов уменьшается склонность наплавленного металла к образованию флокенов    [17].

        На наш взгляд, эти косвенные признаки не могут служить достаточным основанием для суждения о содержании водорода в сварочной ванне. Принципиальная ошибка указанных расчетов состоит в том, что содержание водорода в металле шва связывается лишь с парциальным давлением «сухого» водорода в атмосфере дуги. А водяному пару отводится роль газа, разбавляющего атмосферу дуги и снижающего тем самым парциальное давление «сухого» водорода.

      Между тем не учитывается, что при дуговой сварке покрытыми электродами капли расплавленного металла чаще всего покрыты шлаковой оболочкой. Переход водорода в металл в этом случае происходит не при непосредственном контактировании капель металла с атмосферой дуги, а через пленку шлака.

      Процесс насыщения металла водородом через шлак, как известно, не зависит от формы существования водорода в газовой фазе, поскольку в реальных сварочных шлаках, содержащих  легковосстановимые окислы ( FeO, MnO   и др.), могут растворяться и водород, и пары воды    [18, 19]. Поэтому при исследовании влияния состава  атмосферы дуги на содержание  водорода в наплавленном металле нужно учитывать парциальное давление   не только «сухого» водорода, но и паров воды. Суммарное давление водорода и паров воды в атмосфере дуги с увеличением влажности рутилового покрытия повышается, т.е. имеются предпосылки для увеличения содержания водорода в наплавленном металле. Прямые экспериментальные данные, подтверждающие эту точку зрения, нам не известны.

     Указанные предположения проверялись  при сварке электродами АНО-1, с рутилоалюмосиликатным покрытием, АНО-3 и опытными  электродами с рутилокарбонатным покрытием. В состав опытного покрытия входили рутил, алюмосиликаты, доломит и большое количество железного порошка. Коэффициент веса покрытия составлял в этом случае около 100%. Влажность покрытия регулировалась температурой прокалки электродов. Длительность выдержки электродов при каждой температуре составляла 1 ч. Максимальная температура прокалки электродов АНО-1 и АНО-3 не превышала 250°С, чтобы  предотвратить выгорание  органических  составляющих покрытия. Параллельно на отдельных электродах методом вакуумной экстракции при температуре 490°С контролировалась влажность электродных покрытий.

( часть1 - часть2 - часть3 - часть4 - часть5 - часть6 - часть7 - часть8 )