Опубликовано: 12.12.2017
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ДУГОВОЙ СВАРКИ НЕРЖАВЕЮЩИХ СТАЛЕЙ
Современные нержавеющие стали, даже не подвергнутые специальному металлургическому улучшению — вакуумному, электрошлаковому, плазменно-дуговому переплавам,— отличаются хорошей раскисленностью и высокой чистотой по кислороду и вредным примесям. Поэтому с целью приблизить свойства металла шва к свойствам основного металла при сварке стали стремятся ограничить насыщение сварочной ванны кислородом, серой, фосфором, а в ряде случаев — углеродом и даже кремнием и, кроме того, обеспечить хорошее раскисление жидкого металла, а также измельчить структуру шва. Все это тем более важно, что литой металл шва, как правило, по пластичности и вязкости несколько уступает основному катаному металлу. Засорение же шва указанными примесями может привести ухудшению его свойств и снижению работоспособности сварных изделий. Кроме того, несмотря на большую растворимость и полезность азота в высоколегированном металле по сравнению с углеродистым нелегированным или низколегированным, чрезмерное насыщение жидкого металла сварочной ванны азотом за счет воздуха (при сварке без защиты) может вызвать пористость шва особенно при многослойной сварке. Подтверждением этого является образование пор в многослойном шве в местах, где нарушалась защита зоны сварки из-за плохой подачи флюса или газа.
Контактирование жидкого металла с воздухом при сварке тем более нежелательно, так как одновременно с азотом в металл шва может попадать в большом количестве также и кислород. Причем кислород, попавший в большом количестве в металл вместе с азотом, остается в нем как в растворенном виде, так и в виде оксидных включений, ухудшая механические свойства. В последнее время установлено, что азот при контактировании с жидким металлом в чистом виде или в смеси с инертной средой (аргоном, гелием) растворяется в нем в значительно меньшем количестве, чем в присутствии кислорода [206, 26, 28]. Раньше считали [157, 61, 62], что присутствие кислорода в зоне сварки, например при сварке в углекислом газе, уменьшает насыщение металла шва азотом вследствие нерастворимости закиси азота в жидком металле. В. И. Дятлов полагает, что образовавшаяся при высоких температурах закись азота хорошо адсорбируется поверхностью жидкого металла капель электрода, затем при понижении температуры диссоциирует на поверхности, и атомы азота и кислорода растворяются в металле. Естественно, что при этом значительная часть азота и тем более кислорода образуют оксиды и нитриды.