Рис. ¡.59. Зависимость содержания водорода в наплавленном металле от напряжения дуги; / - [Н]еуи; 2 - [Н]двф

Рис. ¡.60. Зависимость содержания водорода в наплавленном металле от силы тока: /- [Н]„и; 2- [Н]анф

держание водорода в металле наплавки. В табл. 1.35 приведены данные о содержании водорода в металле наплавок, выполненных проволокой рутил-органического типа с разным содержанием ферросилиция и графита в сердечнике. Содержания [Н]л„ф в металле наплавок различаются незначительно. Это говорит о том, что решающую роль в процессе насыщения металла газом в этом случае играет концентрационный фактор, остающийся неизменным. Вместе с тем с повышением содержания кремния и углерода в металле заметно возрастает доля остаточного водорода в общем его содержании. Такое перераспределение связано с влиянием этих элементов на скорость десорбции газов из металла. Оба элемента тормозят выделение водорода.

Таблица 1.35. Влияние массовой доли углерода и кремния, %, на содержание водорода, смVI00 г, в наплавленном металле

Примечание. См. примечание к табл. 1.9.

При сварке порошковой проволокой рутил-органического типа не было обнаружено существенного влияния напряжения дуги на содержание водорода в наплавленном металле [141]. На рис. 1.59 представлена зависимость содержания водорода в металле наплавки от напряжения дуги. Сварка производилась порошковой проволокой ПП-АН1 диаметром 2,8 мм. Влияние силы тока проявляется в более значительной степени (рис. 1.60).

При увеличении силы тока от 200 до 350 А наблюдается снижение содержания водорода в металле наплавки. Параметры плавления и переноса электродного металла с возрастанием сварочного тока существенно изменяются: сокращается время взаимодействия металла с газами на стадии капли тк, уменьшается параметр взаимодействия а. Эти изменения влияют на содержание водорода в наплавленном металле. При сварке на токах более 250 А температура капель электродного металла уже находится в диапазоне, соответствующем максимальной растворимости водорода в железе (128]. Повышение температуры металла н степени диссоциации водорода в дуге при увеличении тока должны способствовать большему насыщению металла водородом. Отметим, что с возрастанием силы тока увеличиваются также размеры и время существования сварочной ванны, вследствие чего большее количество водорода успевает выделиться при кристаллизации ванны. Как показывают результаты исследований, содержание водорода в металле, наплавленном проволокой рутил-органического типа, высокое и определяется преимущественно потенциальным содержанием водорода в самой проволоке и условиями его выделения из жидкого металла. Металлургические пути снижения содержания водорода в металле шва при сварке проволокой этого типа ограничены.

Содержание водорода можно уменьшить либо уменьшая количество водород£одержащих компонентов в проволоке (что не всегда допустимо), либо за счет водородного кипения сварочной ванны при высоких температурах. А регулировать содержание водорода в металле шва можно изменяя параметры, оказывающие наибольшее влияние на скорость кристаллизации ванны, сварочного тока и скорости сварки.

Выводы к главе 1

Результаты исследований особенностей взаимодействия расплавленного металла с водородом при дуговой сварке позволяют заключить следующее:

I. При контакте железа с водородом в условиях термодинамического равновесия максимум растворимости наблюдается при