Odgazowanie (odtlenianie)
Odgazowanie (odtlenianie) wiąże rozpuszczony tlen w ciekłym metalu z pierwiastkami o wysokim powinowactwie do tlenu, takimi jak krzem, mangan czy aluminium. Powstałe tlenki wypływają na powierzchnię i są usuwane jako żużel. Bez odgazowania powstają pory i kruche wtrącenia w spoinie.
Fizykochemiczny mechanizm działania
W ciekłej stali tlen jest rozpuszczony atomowo. Podczas krzepnięcia rozpuszczalność tlenu gwałtownie spada. Tlen chce ulotnić się jako gaz lub łączy się z żelazem w tlenek żelaza. Oba zjawiska szkodzą spoinie. Przy odtlenianiu dodaje się pierwiastki o większym powinowactwie do tlenu, np. krzem, mangan lub aluminium. Te pierwiastki natychmiast wiążą tlen jako stałe lub ciekłe tlenki. Tlenki wypływają na powierzchnię z powodu mniejszej gęstości i są zbierane jako żużel. Dzięki temu w stali prawie nie pozostaje wolny tlen.
Znaczenie metalurgiczne i ryzyka podczas spawania
Bez wystarczającego odtlenienia podczas krzepnięcia tworzą się pęcherze gazowe. Te pory osłabiają spoinę i mogą prowadzić do nieszczelności. Jednocześnie powstają twarde, kruche wtrącenia tlenkowe, które działają jak karb i obniżają ciągliwość. Przy obciążeniu dynamicznym takie spoiny pękają przedwcześnie. Zbyt dużo środka odtleniającego jest również szkodliwe: nadmiar krzemu lub manganu przesuwa strukturę w kierunku większej twardości i może sprzyjać pęknięciom gorącym.
Praktyka warsztatowa i instrukcje postępowania
Praktycy wybierają materiał dodatkowy w zależności od materiału podstawowego i powierzchni. Do stali niestopowej stosuje się drut lub elektrodę otuloną z wystarczającą ilością manganu i krzemu (np. G3Si1 z 1,5 % Mn i 0,8 % Si). Przy zardzewiałych lub zgorzelinowych blachach zwiększa się udział odtleniaczy lub najpierw mechanicznie czyści się brzeg spoiny. Żużel trzeba całkowicie usunąć po każdej warstwie, żeby nie zostały uwięzione tlenki.