Электрогазосварка. Электросварка. Газосварка

§ 2. Сварочные шлаки

При дуговой сварке одновременно с расплавлением электродного и основного металла образуется жидкая фаза неметаллического характера — шлак. Источники его образования — покрытие электродов или флюсы, плавящиеся при сварке, а также непосредственное окисление металла кислородом в результате реакции взаимодействия в самом металле.

Шлаки при сварке стали могут иметь различный химический состав, определяемый составом покрытия или флюса, а также условиями сварки. Обычно шлаки состоят из окислов (Si02, ТЮ2, P2Os> СаО, МпО, FeO, BaO, MgO, NiOи др.) и солей различных кислот (CaS, MnS, CaF2и т. п ).

Окислы Si02, Ti02 и Р205 — кислотные, остальные окислы имеют основный характер. Все шлаки в зависимости от соотношения в их составе кислых и основных окислов делят на кислые и основные.

Отношение массы всех кислых окислов данного шлака к массе всех основных окислов (в грамм-молекулах) * называют степенью кислотности шлака. У кислых шлаков степень кислотности больше единицы, основных — меньше единицы. Степень кислотности определяет физические свойства шлака и механизм взаимодействия между шлаком и металлом.

Химический состав сварочных шлаков приведен в табл. 4.
Химический состав наплавленного металла, %
Шлак, окружающий капли электродного металла при переносе их через дуговой промежуток, и шлаковый покров на сварочной ванне улучшают свойства наплавленного металла: защищают металл от действия воздуха; химическое взаимодействие между металлом и шлаком раскисляет и легирует металл шва, в шлаке растворяются вредные соединения; увеличивает запас тепла в наплавленном металле и замедляет его охлаждение.

При наличии в составе шлака стабилизирующих компонентов улучшается устойчивость горения дуги. К шлакам предъявляют следующие основные требования:

температура плавления шлака должна быть несколько ниже температуры плавления металла; применение тугоплавких шлаков затрудняет правильное формирование шва и способствует возникновению в нем шлаковых включений; FeO значительно понижает температуру плавления шлака; MgO в тех небольших количествах, в каких обычно бывает в шлаках, также понижает температуру их плавления;

плотность шлака в жидком состоянии должна быть ниже плотности расплавленного металла, что обеспечивает всплывание шлака в верхнюю часть сварочной ванны;

шлак должен обладать хорошей жидкотекучестью, т. е. незначительной вязкостью; чем меньше вязкость шлака, тем выше его активность, тем быстрее протекают в нем химические реакции и процессы растворения, тем легче выделяются из металла газы; с увеличением кислотности шлака увеличивается его вязкость; при избытке Si02 шлак становится густым; для разжижения основных шлаков применяют плавиковый шпат CaF2;

шлак должен хорошо растворять различные соединения; количество вредных примесей в шлаке должно быть минимальным;

в твердом состоянии шлак должен легко отделяться от наплавленного металла.

вверх страницы