Легирование и раскисление металлов через шлак при сварке

Вязкость шлаков.

Вязкость шлаков связана с технологией сварки и влияет на интенсивность металлургических процессов, на очистку металла от продуктов раскисления, условие формирования наплавленного металла.

Для сталей вязкость при составляет

Шлаки, состоящие из простых ионов , обладают малой вязкостью и резко её меняют при затвердевании. Такие шлаки называют «короткими». 2 на диаграмме. Это характерно для основных шлаков.

Шлаки, содержащие в большом количестве ионы или , склонные к полимеризации, обладают повышенной вязкостью при высоких температурах и медленно её меняют в процессе затвердевания. Такие шлаки называют «длинными». Они обычно кислые.

Свариваемость металлов: физическая и технологическая.

Монолитность сварного соединения обеспечивается образованием межатомных и межмолекулярных связей на границе контакта.

Различают две группы связей, обладающих электрической природой:

1. Физические

2. Химические

Свариваемость – комплексная характеристика, определяющая реакцию металла на физико-химическое воздействие процесса сварки и способность образовывать соединения, отвечающие эксплуатационным условиям.

Основными критериями свариваемости принято считать:

1. Окисляемость

2. Сопротивление образованию горячих и холодных трещин

3. Рост зерна при нагреве, фазовое превращение в металле и шве

4. Газопоглощение и склонность к образованию пор

5. Эксплуатационная надёжность (прочность, пластичность, выносливость, коррозионная стойкость)

Технологическая свариваемость – возможность получения сварного соединения с удовлетворительными эксплуатационными свойствами с применением существующего оборудования при наименьших затратах труда и времени.

Физическая свариваемость – это способность образовывать монолитные соединения с химической связью в результате сварки каким-либо способом.

Углерод и легирующие элементы ухудшают свариваемость.

Легирование и раскисление металлов через шлак при сварке.

По температуре можно выделить две зоны при сварке: высокотемпературную (более 2300 К) и низкотемпературную (менее 2000 К) – хвостовая часть ванны.

Направление окислительно-восстановительных реакций в указанных зонах может меняться на противоположное.

· Распределение марганца между металлом и шлаком.

В сварочных флюсах марганец находится в виде , а в сварочных покрытиях в виде .

При высокой температуре оксиды марганца восстанавливаются железом.

В низкотемпературной зоне марганец сам восстанавливает железо и связывает серу.

· Распределение кремния между металлом и шлаком.

Кремний в состав флюсов и покрытий входит в виде . В высокотемпературной зоне кремний восстанавливается железом, но в меньшей степени по сравнению с марганцем.

Переход из шлака в металл других компонентов в заметных количествах маловероятен.

В низкотемпературной зоне кремний раскисляет железо.