Раскисление
Раскисление связывает растворённый кислород в металлическом расплаве с сильно кислородофильными элементами, такими как кремний, марганец или алюминий. Эти оксиды всплывают и выделяются в виде шлака. Без раскисления в сварном шве образуются поры и хрупкие включения.
Физико-химический механизм действия
В жидкой стали кислород растворён в атомарной форме. При затвердевании растворимость кислорода резко падает. Кислород стремится улетучиться в виде газа или соединяется с железом, образуя оксид железа. И то, и другое повреждает сварной шов. При раскислении добавляют элементы с более высоким сродством к кислороду, например кремний, марганец или алюминий. Эти элементы сразу связывают кислород в твёрдые или жидкие оксиды. Оксиды всплывают из-за меньшей плотности и удаляются в виде шлака. Так в стали почти не остаётся свободного кислорода.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Без достаточного раскисления при затвердевании образуются газовые пузыри. Эти поры ослабляют шов и могут приводить к утечкам. Одновременно возникают твёрдые, хрупкие оксидные включения, которые действуют как надрезы и снижают вязкость. При динамической нагрузке такие швы разрушаются преждевременно. Слишком много раскислителя тоже вредно: избыток кремния или марганца сдвигает структуру к более высокой твёрдости и может способствовать горячим трещинам.
Практика в мастерской и указания к действию
Практики выбирают присадочный материал по основному металлу и поверхности. Для нелегированной стали берут проволоку или стержневой электрод с достаточным содержанием марганца и кремния (например, G3Si1 с 1,5 % Mn и 0,8 % Si). На заржавевших или окалинных листах увеличивают долю раскислителя или предварительно механически очищают кромку шва. Шлак необходимо полностью удалять после каждой смены слоя, чтобы не осталось включений оксидов.