В покрытиях электродов основного вида, как правило, используют плавиковый шпат, который является шлакообразую-щим компонентом. Его массовая доли в покрытии находится в пределах 5.30 %. В сердечниках порошковых проволок содержание фтористых соединений меньше для обеспечения приемлемых сварочно-технологических свойств.

Технология изготовления порошковых проволок позволяет применять комплексные фтористые соли в небольших количествах. Сравнительные исследования использования фторидов в сердечниках порошковых проволок были выполнены в работе [61].

Показано, что вероятность взаимодействия фторидов калия, натрия, кальция, магния и паров воды с образованием фтористого водорода по следующим реакциям увеличивается от фтористого калия к фтористому магнию (рис. 1.15):

2КР + Н20 -» КгО+ 2НР,(1.33)

2№Р + НгО ^ N3,0 + 2НР,(1.34)

СаР2 + Н20 о СаО + 2НР,(1.35)

Ы%?2 + НэО - НьО + 2НК(1.36)

Эффективным является использование комплексных фтористых солей, например гексафтортитанов, тетрафторида циркония. В процессе сварки гексафториды разлагаютси с выделением газообразных тетрафторидов. При высоких температурах образование летучих тетрафторидов может происходить также при наличии в сердечнике порошковых проволок фтористого кальция и кремнезема или диоксида титана (циркония) по следующим реакциям взаимодействия влаги с тетрафторидами и реакциям

образования тетрафторидов, рис. 1.16:

2СаРг + ггОг «- 2СаО + Ъх¥л,(1.37)

2СаР2 + ЗТЮ2 -» 2СаТЮ3 + ТіР4,(1.38)

2СаР2 + ЗйіО. «-» 2Са5іОі + Бір*,(1.39)

ТіР4 + 5і02 -» ТЮ2 + 8ІР4,(1.40)

5іР4 + 2Н20 - БІО, + 4НР,(1.41)

ТіР4 + 2Н20 - Ті02 + 4НР,(1.42)

А(і. ккіі.ї/моль

Д(7, ккал/моль

20

-20

Рис. 1.15. Изменение энергии Гиббса для реакций взаимодействия различных фторидов с парами воды, Номера реакций: /— формула (1,33); 2 — (1.34); 3 — (1,35); 4- (1,36)

Рис. 1,16. Изменение энергии Гиббса для реакций взаимодействия алаги с тетрафторидами и реакций их образования, Номера реакций: / — формула (1,37); 2- (1.38); 3 — (1,39); 4~ (1,40); 5- (1,41); 6- (1.42); 7- (1.43); 8 — (1.44)

2гР4 + 2Н20 ЪхОг + 4НР,(1.43)

ЪхЪА + Ъ\02 - ггОг + 81Р4.(1.44)

По данным расчетов до температуры порядка 1000 К наибольший термодинамический потенциал имеет реакция взаимодействия паров воды с тетрафторидом титана, при более высоких температурах — с тетрафторидом циркония. Для процессов образования тетрафторидов наиболее вероятным является образование газообразного тетрафторида кремния. Кроме того, выше температуры порядка 400 К вероятно взаимодействие кремнезема с тетрафторидами титана и циркония с образованием оксидов титана, циркония и тетрафторида кремния.

Экспериментально эффективность фторидов проверяли при сварке порошковыми проволоками, содержащими одинаковое количество фтора, введенного фторидами калия, натрия, кальция, магния, тетрафторидами циркония, титана, кремния; кроме фторидов в сердечник вводили железный порошок и раскисли-тели — ферромарганец и ферросилиций. При этом использовали