Гшва /. Взаимодействие мешпалла с водородом

Таблица Г. 14. Массовая доля химических соединений в мраморе различных месторождений, %

(массовая доля Н20 0,19 ?%), рутиловом концентрате — 490 см3/100 г (массовая доля !!20 0,4 ^%). Опыты с температурной остановкой при 400 °С показали наличие кристаллизационной воды в этих компонентах, которая удаляется при температуре выше 400 °С и может попадать в газовую фазу дуги при сварке.

Влияние типа и хяражтсристик жидких стекол на содержание потенциального водорода в покрытии электродов основного вида. Традиционными связующими для изготовления покрытых электродов являются шелочгжые гидросиликаты Ыа, К и Ыа—К комбинированные гидросилмкаты или жидкие стекла. Сухой остаток жидких стекол в покрытии электродов содержит связанную влагу и есть источником водорода в металле шва.

Согласно современным представлениям [120] жидкие стекла представляют собой растворы электролитов, в той или иной степени диссоциированные на катионы шелочных металлов и крем-некислородпые анионы. Последние, имея такие же параметры структурной ячейки, как и вода, встраиваются в квазирешетку воды, не искажая ее, и соединяются с ней связями, сила которых близка к водородно»1. Степень гидратации кремнекисдородных анионов незначительна. Катионы же щелочных металлов обладают мощным электростатическим полем и поэтому сильно гидратированы в растворе. Размер гидратиой оболочки зависит от катиона щелочного металла. Следовательно, и абсолютное количество связанной в киде гидратных оболочек воды в жидком стекле определяется видом и количеством катионов шелочных металлов. Исследования структурно-фазовых превращений щелочных силикатов при нагревании |121, 122] показали, что состав жидкого стекла не влияет на процесс его высокотемпературной дегидратации.

Авторы работы [ 123] исследовали водородсодержащую способность шелочных сил икатов при нагреве и ее влияние на де-

1.7. Водород в компонентах сварочных материалов

Рис. 1.31. Кривые потерь массы натрис-во-калиеиого (/) и калиево-натриевого (2) силикатов в процессе нагрева

гидратацию электродных по- Ат- М| крытий. Динамику удаления влаги изучали Ф. Паулик, Й. Паулик, Л. Эрдей с использованием дери ватографа модели М 103 системы. Установлено, что водородо-удерживаюшая способность моношелочньгх силикатов возрастает от Li к Cs в ряду Li, Na, К, Rb, Cs.

Комбинированные Na— К силикаты при повышенной (400 °С) температуре отдают влагу в зависимости от доли К20 и обеспечивают минимальную остаточную влажность в случае молярной доли К,0, равной 0,3 в обшем содержании Na20 + КгО. При модуле силиката М 3 остаточная влажность комбинированного силиката при температуре прокалки 400 °С является минимальной. Влияние модуля на остаточную влажность [123| объясняется изменением доли двух видов влаги. При увеличении модуля доля влаги, связанная с кремнекислородными комплексами, возрастает, а с катионами шелочных металлов уменьшается. Результирующий эффект представлен кривой с минимумом, приходящимся на оптимальный модуль, близкий к 3. Результаты термогравиметрического анализа Na—К, К—Na силикатов показали, что полная дегидратация натриево-калиевого стекла происходит при температуре порядка 450 °С, а калиево-натриевого при 500. 550 °С (рис. 1.28). Вследствие этого существует различие между содержаниями остаточной влаги в^покрытии электродов.

В работе [124] приведены результаты исследований влияния характеристик и типа жидких стекол на остаточное содержание влаги в покрытии. В качестве объекта исследования были выбраны электроды марки УОНИ-13/55, не содержащие в покрытии минералов со связанной влагой. Как пластификатор применялась карбоксиметилцеллюлоза в количестве 2 % массы сухой шихты. При приготовлении обмазочных масс количество вводимого жидкого стекла было постоянным (массовая доля 27 %). Электроды сушили при 180 °С в течение 1 ч и прокаливали при 400 °С в течение 0,5 ч. Остаточное содержание влаги в покрытии