Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 7. Шлаковые включения в сварных швах

Состав шлаковых включений в наплавленном металле зависит в основном от применяемых электродов или флюса. При сварке сталей включения возникают в результате застревания частиц кварца Si02 и корунда А1203, присутствующих в некоторых исходных компонентах покрытий и флюсов. Эти включения, в первую очередь Si02, взаимодействуют с находящимися в металле шва окислами (MnO, FeO и др ), образуя более сложные легкоплавкие включения диаметром от нескольких микрон до десятков микрон. Характер шлаковых включений показан на рис. 2.

Характер шлаковых включений
При сварке сталей в металле шва могут возникнуть в сравнительно большом количестве сернистые включения. Сера может переходить в металл шва из покрытий и флюсов, которые иногда загрязнены. В сварочной ванне сера находится в форме сульфида железа FeS, наличие которого повышает склонность металла шва к появлению трещин при высоких температурах.

Одной из форм. неметаллических включений в металле шва при дуговой сварке являются нитриды — химические соединения азота с различными металлами. Наибольшее влияние на свойства металла шва оказывают нитриды железа, образующиеся при дуговой сварке сталей. Нитриды железа обладают высокой твердостью. Пластические свойства металла шва при повышенном содержании азота резко снижаются.

Факторы, влияющие на количество и величину шлаковых включений в наплавленном металле. Величина и количество шлаковых включений зависят от скорости всплывания частиц, их способности к коагуляции, их вязкости, плотности и от механического воздействия на жидкий металл.

Скорость всплывания частиц зависит от их размеров, от плотности жидкого металла и частиц и от вязкости металла. Основное влияние на скорость всплывания имеет радиус частиц, с увеличением которого ускоряется всплывание. Поэтому малые частицы, образующиеся в процессе раскисления, имеют очень малую скорость всплывания.

Способность к коагуляции ведет к укрупнению частиц, облегчает их всплывание. Коагуляция зависит от поверхностного натяжения частиц и от их вязкости.

Наличие в металле посторонних включений представляет собой отрицательное явление, так как включения делают металл неоднородным. В большинстве случаев неметаллические включения имеют высокую температуру плавления, не обладают пластичностью, прочность ихмала, а хрупкость значительна. Отличаясь от наплавленного металла по химическому составу, они способствуют коррозии.

Поэтому при сварке необходимо стремиться к получению более чистого металла шва или наплавки с возможно меньшим количеством посторонних включений.

Для предупреждения появления шлака в наплавленном металле принимают следующие меры:

удаляют загрязнения, ржавчину и окалину с поверхности основного металла в местах сварки;

проводят промежуточную зачистку швов от шлака при многослойной сварке или наплавке;

замедляют остывание наплавленного металла (применяют толстый слой шлака, соответствующий режим сварки и т. п.);

вводят в состав покрытий вещества, которые способствуют понижению температуры плавления окислов и могут образовать соединения, легко удаляемые из металла.

вверх страницы