Оксидное включение
Оксидные включения — это твёрдые неметаллические кислородные соединения (например, Al₂O₃, SiO₂), которые образуются в сварочной ванне и остаются запертыми в затвердевшем шве. Они действуют как внутренние концентраторы напряжений: нарушают поток усилий, снижают вязкость и могут привести к трещинам.
Физико-химический механизм действия
Оксидные включения образуются, когда кислород в сварочной ванне реагирует с такими элементами, как алюминий, кремний, марганец или титан. В результате этой реакции образуются твёрдые частицы оксидов. Обычно эти частицы всплывают на поверхность в виде шлака. Если расплав затвердевает слишком быстро или шлак удаляется не полностью, частицы остаются в шве. Они хрупкие и имеют другое тепловое расширение, чем сталь. Из-за этого на границах частиц возникают пиковые напряжения.
Металлургическая значимость и риски при сварке
Оксидные включения действуют как внутренние надрезы. Они снижают ударную вязкость и предел выносливости сварного шва. При динамической нагрузке от этих включений могут пойти трещины. Особенно опасны линейные или плоскостные включения, потому что они ослабляют поперечное сечение. В высокопрочных сталях оксидные включения могут привести к хрупкому разрушению. Также снижается коррозионная стойкость, потому что включения становятся точками атаки для локальной коррозии.
Практика в мастерской и указания к действию
Избегай оксидных включений за счёт чистых кромок шва: тщательно удали ржавчину, окалину, жир и краску шлифовкой или щёткой. Используй подходящий защитный газ с достаточным расходом (например, аргон или смешанный газ, 10–15 l/min), чтобы предотвратить доступ кислорода. Веди электрод или проволоку равномерно, чтобы шлак мог всплыть. При многопроходной сварке удаляй шлак после каждого прохода полностью шлакоотбойным молотком и проволочной щёткой. Держи температуру предварительного подогрева и температуру между проходами в предписанном диапазоне, чтобы избежать слишком быстрого затвердевания. После сварки проверь шов визуально и неразрушающими методами контроля на включения.