сварочной ванны при сварке рутиловыми электродами играет и более высокая массовая доля кислорода по сравнению с условиями сварки электродами с основным покрытием (0,040. 0,090 %) при сварке рутиловыми электродами и 0,030. .0,050 % при сварке электродами с основным покрытием.

При более высоком содержании кислорода в жидком металле обеспечивается лучшая смачиваемость растущих твердых кристаллитов, на поверхности которых зарождаются пузырьки газа. В этом случае образуются сравнительно небольшие почти сферические пузырьки (см. рис. 3.3), которые быстро отрываются и после отрыва не оставляют на поверхности зародышей для новых пузырьков. Таким образом, при высокой концентрации водорода и достаточно высоком содержании кислорода в сварочной ванне образовавшиеся пузырьки газа быстро достигают критического размера, отрываются и всплывают, опережая движение фронта кристаллизации.

Наиболее опасными с точки зрения образования пористости являются концентрации водорода в сварочной ванне в пределах 12.27 см3/100 г, т. е. значения предельной растворимости водорода в твердом и жидком железе при температуре плавления. При малом пересыщении металла газами процесс их выделения из жидкого металла при охлаждении идет вяло и в момент кристаллизации, когда пересыщение возрастает, в металле образуются поры. При более высоких концентрациях водорода в металле, наплавленном рутиловыми электродами, благодаря большому пересыщению металла газом создаются благоприятные условия для дегазации жидкого металла при его охлаждении, при которых ур укр. Однако, как отмечалось выше, и при высоких концентрациях водорода может наблюдаться пористость. Это происходит, когда процесс дегазации сварочной ванны тормозится таким поверхностно-активным элементом, как кремний или сера.

Блокирование поверхности жидкий металл—газ поверхностно-активными элементами приводит к замедлению десорбции газа из «горячей» части сварочной ванны. Вследствие этого при охлаждении ванны до температуры кристаллизации достигается еше большее пересыщение металла газом. Развитие газового пузыря происходит здесь в условиях, когда жидкий металл обладает большой вязкостью. Сопротивление вязкого металла снижает скорость всплывания пузырька, он успевает вырасти до больших размеров и иногда выходит на поверхность шва. В этом случае образуются наружные поры — «свищи».

Электроды с рутиловым покрытием характеризуются малой склонностью к образованию пор в металле швов, они также мало склонны к образованию пор при сварке кромок металла, покрытых ржавчиной, маслом, краской, прочими загрязнениями, поскольку являются дополнительным источником поступления водорода в сварочную ванну, что способствует пересыщению металла газом и созданию благоприятных условий для его последующей дегазации при охлаждении и кристаллизации. Оптимальная температура сушки электродов с рутиловым покрытием перед применением равна 120. 180 °С (в зависимости от состава покрытия). Чрезмерно высокая температура сушки, как отмечалось выше, увеличивает опасность порообразования.

3.5. Поры в швах, сваренных электродами с покрытием руднокислого вида

Основу шлакообразующей части руднокислых покрытий составляют железная или марганцевая руда, а также различные алюмосиликаты (полевой шпат, слюда, каолин, тальк, гранит). При плавлении эти покрытия образуют кислый шлак. Газовая защита расплавленного металла осуществляется за счет разложения органических составляющих (целлюлоза, карбоксиметилцеллюлоза, древесная мука и пр.). Раскисление металла обеспечивается ферромарганцем, содержание которого в покрытии очень большое. Это объясняется необходимостью компенсации высокой окислительной способности руднокислого покрытия за счет содержания в нем железной или марганцевой руды. Металл швов, выполненных электродами с руднокислым покрытием, представляет собой, как правило, полуспокойную сталь. Небольшое количество кремния восстанавливается из покрытия или переходит из основного металла. Наличие органических составляющих в покрытии и невысокая температура прокалки этих электродов (120. 200 °С) обусловливают высокое содержание водорода и паров воды в атмосфере дуги [13]. Обшая массовая доля кислорода в металле швов достаточно высокая и составляет 0,08.0,12 %, а растворенного кислорода — 0,02.0,03 % [2, 38].

При сварке электродами этого типа встречаются поры, равномерно расположенные по сечению шва и часто выходящие наружу (рис. 3.25). Чаще всего наружные поры наблюдаются при введении в покрытия значительного количества активных рас-кислителей (Б!, С, А1 и др.), в случае сварки сталей с повышенным содержанием кремния.