Пори, які спостерігаються в зварних швах. пов'язані з процесами виділення газів в макро- і мікрооб'ємах.
При об'ємному пересиченні металу зварювальної ванни газами, викликаному зменшенням розчинності через зниження температури металу, в основному утворюються макропори. Зростання бульбашок газу в цьому випадку відбувається в основному в результаті конвективної дифузії газу з навколишніх обсягів металу. Швидкість зростання бульбашок визначається ступенем пересичення ванни газами і швидкістю десорбції газів в зародок.
При локальному пересиченні рідкого металу у фронту кристалізації зародження і розвиток бульбашок найбільш ймовірно на стадії зупинки росту кристалів. Бульбашки в цьому випадку в основному розвиваються внаслідок дифузії атомів (іонів) газу з прилеглих мікрооб'ємів металу. Розміри бульбашок визначаються в основному тривалістю зупинок в зростанні кристалів. При кристалізації перших шарів і тривалості зупинок 0,1. 0,2 с, характерних для найбільш уживаних режимів зварювання, можливе утворення дрібних пор у лінії сплавлення. Роль азоту в утворенні великих пір при відсутності конвективного массопередачи газу невелика.
Отримання щільних швів при зварюванні покритими електродами і порошковими дротами може бути досягнуто шляхом зниження вмісту газів в зварювальної ванні нижче межі розчинності в твердому металі при температурі плавлення. У цьому випадку утворення бульбашок газу в момент кристалізації не відбувається. Цей спосіб забезпечення щільних швів реалізується в електродах з покриттям основного виду.
Пори. виявляються в швах при зварюванні довгою дугою електродами з карбонатно-флюорітним покриттям, викликані виділенням азоту. Погане змочування крапель електродного металу і ванни шлаками електродів цього виду створює умови для безпосереднього контакту металу з газовою фазою і підвищеної абсорбції азоту.
Газом, що викликає пористість швів при зварюванні електродами з рутиловим і Руднокислі покриттями. в основному є водень. Виділення оксиду вуглецю і азоту відіграє другорядну роль.
Отримання щільних швів при зварюванні цими електродами досягається шляхом створення сприятливих умов для підвищеної абсорбції водню на стадії краплі і інтенсивного зростання і швидкого видалення утворилися бульбашок газу з зварювальної ванни до моменту її кристалізації. Така ситуація реалізується при забезпеченні змісту водню в зварювальної ванні, значно перевищує межу його розчинності в рідкому залозі при температурі плавлення, т. Е. Набагато більше 27 см 3/100 г.
Введення в рутилові і Руднокислі покриття матеріалів, що містять кристалізаційну вологу, сприяє інтенсивної абсорбції водню краплями електродного металу і високотемпературної областю зварювальної ванни, що створює згодом сприятливі умови для зародження, зростання і видалення бульбашок газу до моменту кристалізації зварювальної ванни.
Збільшення сили струму при зварюванні електродами з рутиловим і Руднокислі покриттями підвищує ймовірність утворення пор в металі шва, що обумовлено перегрівом другої половини електрода, зменшенням вмісту вологи в перегрітому покритті і вмісту водню в металі шва, виконаному перегрітої частиною електрода до небезпечного концентраційного рівня (12. 27 см 3/100 г).
При введенні значних кількостей алюмінію, титану, кремнію в покриття рутилових і Руднокислі електродів зростає ймовірність утворення пор, обумовлена зростанням концентрації кремнію в металі зварювальної ванни.
Будучи поверхнево-активним елементом, кремній гальмує десорбції водню, дегазація ванни йде мляво, в металі утворюються пори. Подібний вплив може чинити сірка та інші поверхнево-активні елементи.
Придушення кремневосстановітельного процесу шляхом підвищення основності шлаку, введення карбонатів в покриття і окислення кремнію водяною парою сприяє збільшенню швидкості виділення водню. Запропонований метод інтенсифікації виділення водню використаний при створенні промислових марок рутил-карбонатних електродів серії АНО.
Менш відмінкова захист металу від повітря при зварюванні порошковими дротами відкритою дугою призводить до більшої (в порівнянні з електродами) абсорбції азоту металом, тому виділення азоту з ванни має суттєвий, а в ряді випадків вирішальне, вплив на пористість. В дротах карбонатло-флюорітного типу попередження виділення азоту у вигляді газової фази досягається легуванням металу титаном і алюмінієм. Ефективно знизити абсорбцію азоту можна, зашита зону зварювання вуглекислим газом, сумішами газів на основі аргону або використовуючи дріт двошарової конструкції.
← Освіта гарячих тріщин при зварюванні
Способи оцінки зварюваності металів та їх сплавів →