Общие сведения о составе сварочных материалов и содержании водорода в металле швов
Электроды с фтористо-кальциевым видом покрытия
Основу такого покрытия составляют карбонат кальция (мрамор, известняк, мел), фторид кальция (плавиковый шпат, флюоритовый концентрат), кремнезем (кварцевый песок) и небольшие количества диоксида титана.
Газовую защиту расплавленного металла осуществляют газы, образующиеся при диссоциации карбонатов. В качестве раскислителей используются ферромарганец, ферросилиций, ферротитан и т.д. Газовая атмосфера, образующаяся при разложении карбонатов, имеет сравнительно высокий окислительный потенциал. Введение в покрытие ферротитана и ферросилиция обеспечивает глубокое раскисление металла шва.
Низкое содержание водорода в наплавленном металле достигается прежде всего за счет максимально возможного ограничения содержания водорода в самом покрытии, где ограничивается содержание органики и рудо-минеральных веществ, содержащих кристаллизационную влагу; температура прокалки электродов равна 350...450 °С. При этих температурах не только удаляется большая часть влаги, содержащейся в связующем и минералах, но и разлагаются водородсодержащие органические материалы, которые часто применяются в качестве пластификаторов.
Ограничение содержания водорода в металле шва обеспечивается путем регулирования парциального давления водорода в атмосфере дуги за счет диссоциации карбонатов, а также связывания водорода во фтористые соединения, нерастворимые в стали.
Электроды с рутиловым видом покрытия
В качестве основных шлакообразующих компонентов в рутиловое покрытие вводят рутиловый концентрат, полевой шпат, слюду, мрамор или магнезит. В отдельных марках электродов содержится небольшое количество гематита.
Газовая защита расплавленного металла осуществляется с помощью газов, образующихся при диссоциации карбонатов и целлюлозы. Раскислителем служит ферромарганец.
В покрытия рутиловых электродов вводят компоненты, содержащие значительное количество водорода. Поэтому содержание водорода в наплавленном металле высокое.
При плавлении рутиловых покрытий образуются кислые шлаки. Различают два вида рутиловых покрытий: 1) рутил-алюмосиликатное, содержащее кроме рутила большую долю алюмосиликатов; 2) рутил-карбонатное, которое наряду с рутилом содержит значительное количество карбонатов.
Электроды с рудно-кислым видом покрытия
Основу шлакообразующей части такого покрытия составляют марганцевая (или железная) руда, титановый (ильменитовый) концентрат и алюмосиликаты. Алюмосиликаты — гранит, полевой шпат, слюда и тальк, пегматит — содержат кристаллизационную воду. Остаточная влажность покрытия находится в пределах 0,2...0,6 %. Газовая защита расплавленного металла происходит за счет разложения органических составляющих (крахмал, целлюлоза). Раскисление металла обеспечивается ферромарганцем. Содержание водорода в наплавленном металле высокое.
Электроды с органическим покрытием
В покрытия электродов органического вида вводят органические материалы (оксицеллюлоза, крахмал), которые, разлагаясь в дуге, образуют газы (Н2О, Н2, СО, СО2), защищающие расплавленный металл от воздуха. В покрытие вводят также шлакообразующие компоненты — рутил, титановый концентрат, марганцевую руду, силикаты. Раскисление осуществляется ферромарганцем. В металле, наплавленном электродами с органическим покрытием, содержится много водорода.
Порошковые проволоки
Самозащитные порошковые проволоки карбонатно-флюоритного вида содержат в сердечнике газошлакообразующие материалы — карбонаты кальция, магния, натрия, флюоритовый и рутиловый концентраты, алюмосиликаты. Раскисление металла сварочной ванны выполняют ферромарганцем и ферросилицием. В наплавленном металле содержится до 10 см3/100 г водорода.
Сердечник самозащитных порошковых проволок рутил-органического вида состоит в основном из рутилового концентрата и алюмосиликатов (полевой шпат, слюда, гранит и др.). В качестве раскислителя используется ферромарганец. Газообразующим материалом является крахмал или целлюлоза. Содержание водорода в наплавленном металле высокое.
Сердечник газозащитных порошковых проволок рутил-флюоритного вида вмещает в себя рутиловый и флюоритовый концентраты, соединения щелочноземельных металлов, алюмосиликаты. Как раскислители используют ферромарганец и ферросилиций. Содержание водорода в наплавленном металле до 5 см3/100 г.
В сердечнике газозащитных порошковых проволок рутилового вида имеются рутиловый и ильменитовый концентраты, алюмосиликаты, руды. Раскисление наплавленного металла осуществляется ферромарганцем и ферросилицием. Для снижения содержания водорода иногда вводят небольшое количество фтористых соединений.
Данные о содержании диффузионного водорода в металле, наплавленном сварочными материалами различного вида, представлены на рис. 1.19. Наличие фтористых соединений в сочетании с ограничением влажности сварочных материалов обусловливают низкие содержания водорода. Для этих материалов недопустимы ржавчина и загрязнения кромок свариваемого металла, увлажнение покрытий или сердечника проволок из-за увеличения содержания водорода в швах, возможности образования пор и холодных трещин.
Рис. 1.19. Содержание диффузионного водорода в металле, наплавленном электродами (а) и порошковыми проволоками (б) различных видов: а — 1 — фтористо-кальциевый; 2 — рутил-карбонатный; 3 — руднокислый; 4 — органический; б — 1 — карбонатно-флюоритный; 2 — рутил-флюоритный, СО2; 3 — рутиловый, СО2; 4 — рутил-органический
Источник: Металлургия дуговой сварки. Взаимодействие металла с газами. Под редакцией академика НАН Украины И.К. Походни. Киев. Наукова Думка. 2004
Twitter
Вконтакте
Livejournal
Facebook
Мой Мир
Google Buzz
Gmail