Рис. 3.23. Равновесное содержание углерода и кислорода в железе при 1550 °С (сплошная линия), а также содержание [С1 и (О) в металле, наплавленном электродами АНО-4 на разных режимах: / — плотные швы, 2— пористые швы

1,см3/100 I

Массовая доля РеЭ], %

Рис. 3.24. Зависимость содержания водорода в металле шва от количества ферросилиция марки Си-75 в покрытии электродов АНО-4: / — диффузионный водород; 2— остаточный водород; 3 — суммарное содержание водорода; 4 — плотность шлаковой корки

альных давлений СО, N2 и Н3,

(3.8), (3.10) и (3.11) на основании экспериментальных данных (табл. 3.И), показывает (табл. 3.12), что пористость швов, сваренных электродами с рутиловым покрытием на повышенных токах, в основном вызывает водород.

Рассмотрим роль чрезмерного раскисления сварочной ванны в образовании пор в металле швов, выполненных электродами с рутиловым покрытием. Как отмечалось выше, при плавлении ру-

талла, наплавленного электродами АНО-4 с рутиловым покрытием на различных токах.

Н апла вку вы пол нял и постоянным током обратной полярности на образцы сечением 12 х 8 мм из стали Ст.З.

Анализ данных табл. 3.11 показывает, что металл, наплавленный рутиловым и электродами, содержит большое количество водорода, как правило, превышающее его растворимость в жид-" ком железе при температуре плавления.

Если принять содержание растворенного кислорода [0|р= 0,15[Оиш, то произведение [С][0] во всех опытах по сварке электродами АНО-4 на различных токах (см. табл. 3.11) значительно ниже чем при 1550 °С в условиях равновесия.

Как видно из данных рис. 3.23, определенной связи между массовыми долями кислорода, углерода и пористости швов нет.

Расчет скрытых парци-выполненный по уравнениям

Таблица 3.\2. Результаты расчета скрытого давления газов (электроды АНО-4)

тиловых электродов образуются кислые шлаки, содержащие большое количество Т102 и БЮ;. При введении в рутиловые покрытия активных раскислителей (кремния, титана, алюминия) или попадании их в сварочную ванну из основного металла начинает развиваться кремневосстановительный процесс [27], вследствие этого содержание кремния в металле шва возрастает. В присутствии кремния водород в жидком железе поверхностно неактивен, что затрудняет дегазацию сплавов, содержащих кремний [9, 36]. Это может быть причиной снижения скорости десорбции водорода из сварочной ванны и образования пор.

Для подтверждения тормозящей роли кремния в выделении водорода была проведена специальная серия опытов. В покрытие электродов АНО-4 вводили ферросилиций Си-75 в количестве 3; 5 и 8 %. Опытными электродами проводилась наплавка валиков на составной образец. Результаты исследований приведены в табл. 3.13 и на рис. 3.24.

Повышение содержания кремния в сварочной ванне приводит к увеличению содержания водорода в металле шва. Это свидетельствует о торможении десорбции водорода из стальной сварочной ванны при легировании ее кремнием.

О полноте выделения газов из сварочной ванны можно косвенно судить по плотности шлаковой корки. Чем больше газов выделилось из ванны, тем пористее шлаковая корка, тем меньше ее плотность.

Исследовали влияние ферросилиция на плотность шлаковой корки. В покрытие электродов ОСЗ-4 рутил-алюмосиликатного типа вводили ферросилиций марки Си-75 в количестве 3 и 8 %.