Во второй серии экспериментов наплавку проводили электродами СМ-1 ] диаметром 4 мм в различных искусственных атмосферах. Режим наплавки; /(В = = 160 А, ил = 27,5.28 В, уа= - 9 м/ч; ток постоянный обратной полярности. Суммарный расход газовых смесей во всех опытах составлял 0,22 10"3 м3/с При сварке на воздухе на данном напряжении дуги всегда образовывалось большое количество пор.

Результаты опытов, приведенные в табл. 3.5, показывают, что пористость при удлинении дуги вызвана насыщением металла азотом. С увеличением 1}а содержание азота в наплавленном металле увеличивается (рис. 3.9).

Высокое содержание кремния в металле предупреждает окисление углерода, и выделение оксида углерода в этом случае не может служить причиной пористости.

Опыт использования электродов с покрытиями рутилового и руднокислого видов свидетельствует, что при сварке указанными электродами удлинение дуги практически не вызывает образования пор в сварных швах. Объяснение причин этого явления следует искать в условиях защиты металла от газов при разных типах покрытия.

Таблица 3.5. Влияние состава атмосферы на пористость швов

Массовая доля [С], [Зі]. [Мп], %

Массовая доля [К], %

Рис. 3.9. Влияние напряжения дуги на химический состав металла многослойной наплавки; электроды СМ-11 с диаметром стержня 4,0 мм, обратная полярность, /„ = 180 А, уси = 9 м/ч

3.3. Поры в швах, сваренных электродами с покрытием основного вида

Рис. 3.10. Микрофото торца электродов АНО-4 с рутиловым покрытием (капля покрыта шлаком)

Рис. З.П. Микрофото торца электродов ЦМ-7 с руднокислым покрытием (капля полностью покрыта шлаком)

Рис. 3.12. Микрофото торца электродов УОНИ-13/55 с карбонатно-флюо-ритным покрытием (капля не покрыта шлаком)

Шлаки рутиловых и руднокислых покрытий содержат большие количества оксидов железа. Поверхностное натяжение таких шлаков и межфазное натяжение на границе с расплавленным металлом значительно меньше чем основных шлаков [18, 37|. Чем меньше значение межфазного натяжения, тем лучше шлак смачивает металл, а следовательно, тем меньше вероятность непосредственного контакта металла с газовой фазой.

Исследования процесса переноса металла с помощью скоростной рентгенокиносъемки и процесса кристаллизации ванны с помощью оптической киносъемки показали, что шлаки рутиловых и руднокислых покрытий хорошо покрывают каплю (рис. 3.10 и 3.11). Шлаки же карбонатно-флюоритных покрытий покрывают капли металла не полностью (рис. 3.12). Ванна также плохо защищена шлаком, расплавленный металл контактирует непосредственно с атмосферой дуги, чем и объясняется более интенсивное насыщение металла азотом при сварке электродами с карбо-натно-флюоритным покрытием удлиненной дугой.

В табл. 3.6 приведены ориентировочные данные, средние из двенадцати измерений для каждого электрода, характеризующие степень защиты капель и ванны шлаком в серии электродов с карбонатно-флюоритным покрытием с различным соотношением СаС03—СаР2 в покрытии. С увеличением содержания СаР2 в покрытии шлак лучше покрывает металл.

Образованию пор при удлинении дуги, вызванных повышенной абсорбцией азота, способствует также высокое содержание кремния и марганца в металле ванны. Кремний и марганец сни-