НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В МЕТАЛЛЕ СВАРНОГО ШВА

Неметаллические включения, как правило, всегда присутствуют в металле сварных швов. Их состав, количество, размер, форма и распределение в металле шва могут оказать заметное влияние на механические свойства сварных соединений. Поэтому, несмотря на то что сварные швы вследствие малого объема сварочной ванны неудобны для изучения неметаллических включений, данному вопросу посвящено довольно много работ. Одними из первых, кто занимался исследованием неметаллических включений в сварных швах, были Н. Ф. Русаневич и Л. Рив. Однако более тщательные и более обширные исследования начали проводиться лишь в 50—60 годах.

Важное значение имели работы, проведенные А. А. Аловым, К. Борном, К- В. Любавским, Н. М. Новожиловым, В. В. Под-гаецким и др. Результаты этих исследований показали, что состав неметаллических включений во многом зависит от применяемых сварочных материалов и способа сварки.

Однако в большинстве работ, как правило, констатируются конечные результаты процесса образования неметаллических включений, т. е. рассматриваются состав включений, их форма, характер расположения и т. д., а вопросы кинетики зарождения, укрупнения и удаления включений не отражены. Между тем совершенно очевидно, что без изучения этих вопросов трудно определить пути снижения содержания неметаллических включений в сварном соединении или получения таких включений, форма и размеры которых не влияли бы существенно на качество шва. Поэтому рассмотрим некоторые стороны кинетики процесса образования неметаллических включений в сварочной ванне.

Указанные вопросы исследуем на примере оксидных и сульфидных включений, чаще встречающихся в сварных швах и в наибольшей мере влияющих на работоспособность сварного соединения.

1. Включения в сварных швах

Неметаллические включения, находящиеся в металле сварного шва, можно разделить на две группы: 1) включения, которые образуются в сварочной ванне в результате различных физико-химических процессов, т. е. имеющие эндогенное происхождение; 2) включения, которые вносятся в сварочную ванну извне, т. е. имеющие экзогенное происхождение. В зависимости от состава неметаллические включения могут быть оксидными, сульфидными, нитридными и карбидными. Большая часть неметаллических включений, образующихся в сварном шве, эндогенного происхождения. При этом образованию неметаллических включений в сварочной ванне будут способствовать обогащение жидкого металла примесями вследствие ликвационных явлений и понижение совместной растворимости примесей при охлаждении металла сварочной ванны. Экзогенное образование неметаллических включений может происходить в результате перехода в сварочную ванну части расплавленного покрытия в виде отдельных капель или вместе с электродным металлом за счет перехода оксидов, находя-

Таблица 1. Состав оксидных неметаллических включений при сварке электродами и в среде С02 [5, 6, 125, 163]

» Включения содержат 4.3 % ТЮа. •* Сварка в среде СО,.