30_Osnovnye_fiziko-khimicheskie_protsessy_pri_svarke_pod_flyusom_elektroshlakovoy_svarke_svarke_v_srede_inertnykh_aktivnykh_gaza (1)

Оболочка расплавленного флюса, окружающего зону сварки, высокая концентрация тепловой энергии и равномерное перемещение дуги вдоль свариваемых кромок обусловливают следующие особенности металлургических процессов при сварке под флюсом, отличающие ее от сварки открытой дугой покрытыми электродами:
1) Более эффективная защита зоны сварки от воздействия воздуха;
2) Более определенная зависимость между режимом сварки и химическим составом металла шва;
3) Более значительный объем сварочной ванны.
Технологические процессы при сварке под флюсом

При сварке низкоуглеродистых сталей под марганцовистыми высококремнистыми флюсами обычно восстанавливаются кремний и марганец, находящиеся во флюсе, и переходят в металл шва.
Вместе с тем окисляется и углерод, содержащийся в электродной проволоку и свариваемой стали. Закись железа FeO частично переходит в шлак, а частично растворяется в жидком металле сварочной ванны.

Окисление кремния и марганца приводит к образованию комплексных соединений — силикатов марганца, часть из которых всплывает на поверхность ванны и переходит в шлак, а часть в виде весьма мелких включений остается в шве.

Технологические процессы при газовой сварке
В отличие от дуговой газовая сварка происходит с более низкими скоростями нагрева и охлаждения металла шва и сварного соединения, что способствует слиянию мелких зерен в крупные и более длительному протеканию химических реакций в сварочной ванне и между расплавленным металлом и газами сварочного пламени.
При избытке в пламени кислорода происходят интенсивные реакции окисления железа, кремния, марганца, углерода и других элементов, входящих в состав стали.
Оксиды MnO, SiO2 могут оставаться в металле шва при его охлаждении или в лучшем случае всплывать наверх и переходить в сварочный шлак.

При уменьшении в сварочной ванне кремния, марганца и углерода удаление растворенного оксида железа FeO может приостановиться, а избыток кислорода в наплавленном металле поведет к ухудшению его механических свойств. Другим недостатком применения окислительного пламени является разбрызгивание металла при сварке из-за выхода из сварочной ванны образовавшегося газа СО.
При сварке нормальным пламенем сварочная ванна и присадочный металл контактируют с газами СО и Н2, образующимися во второй зоне пламени. Оксид углерода СО не успевает химически взаимодействовать с элементами стали ввиду ее малого количества.

При сварке науглероживающим пламенем сварочная ванна контактирует с газами СО, Н2 и углеродом С. В этом случае как газ СО, гак и твердый углерод С реагируют с железом, образуя карбиды железа, т. е. происходит науглероживание металла шва.
Особенно рекомендуется применять науглероживающее пламя при сварке чугунов. При газовой сварке околошовный металл изменяет свою микроструктуру на ширине от 8 до 25 мм в обе стороны от шва.