Влияние атмосферы на шов, выполненный электродами.
Использование сварочных электродов в процессе создания новых изделий, строительстве, ремонтных работах, кроме большого количества плюсов – мобильность, не высокая стоимость работ, технологичность, простота соединения – имеет и ряд недостатков.
Один из них – попадание в сварочный валик разнообразных газов, которые отрицательно сказываются на характеристиках шва. В частности, отрицательное влияние на свойства наплавленного металла и на характеристики сталей и сварочных швов оказывают азот, водород и кислород, которые попадают в шов при работе сварочными электродами.
При температуре плавления жидкого железа, растворимость кислорода составляет около ноль целых, двух десятых процента. Чем выше температура железа жидкого, тем выше растворимость кислорода. Для сравнения – при комнатной температуре и твердом железе растворимость кислорода составляет около одной тысячной процента. Именно поэтому большая часть сварочных швов, созданных электродами, заполнены оксидными включениями марганца, железа, кремния и других сложных элементов.
Обычно такие включения размещаются по границам сварочных зерен и отрицательно влияют на свойства, в первую очередь, механические металла наплавленного. Именно они придают металлу наплавленному сварочными электродами, хрупкость, уменьшают его пластичность, прочность, в том числе усиливают эти влияния отрицательные температуры.
В свою очередь, растворимость азота в железе находится в прямой зависимости от той части давления, которая приходится на определенную долю азота в смеси с другими газами, это так называемое парциальное давление. Кроме того, растворимость этого газа – азота – зависит от агрегатного состояния и температуры нагрева железа, наплавляемого сварочными электродами. Как известно, азот в железе растворяется при температурах не ниже пятисот градусов Цельсия.
В процессе постепенного остывания и кристаллизации шва, выполненного электродом сварочным, растворимость азота в металле меняется скачкообразно. Это может привезти к образованию пузырьков газовых в шве электродном, что является признаком брака. Со временем присутствие азота в шве приводит к так называемому старению металла.
Если касаться водорода, он так же растворяется при высоких температурах во многих металлах и сплавах. Однако, в железе шва сварочного электрода при температуре до ста – двухсот градусов Цельсия, водород не растворим практически. При сварке электродами покрытыми в кристаллизующемся шве растворимость водорода резко снижается и металл пересыщается водородом после твердения. Изложенные выше исследования «СпецЭлектрода» наглядно демонстрируют необходимость предохранения ванны сварочной от контактов с атмосферой.