การกำจัดออกซิเจน

กลไกทางกายภาพ-เคมี

ในเหล็กหลอมเหลว ออกซิเจนละลายในรูปอะตอม เมื่อแข็งตัว การละลายของออกซิเจนลดลงอย่างรวดเร็ว ออกซิเจนต้องการระเหยเป็นก๊าซหรือรวมกับเหล็กเป็นเหล็กออกไซด์ ทั้งสองอย่างทำลายแนวเชื่อม ในการกำจัดออกซิเจนจะเติมธาตุที่มีความไวต่อออกซิเจนสูงกว่า เช่น ซิลิคอน แมงกานีส หรืออะลูมิเนียม ธาตุเหล่านี้จับออกซิเจนทันทีเป็นออกไซด์แข็งหรือของเหลว ออกไซด์ลอยขึ้นเนื่องจากความหนาแน่นต่ำและถูกตักออกเป็นสแล็ก ดังนั้นจึงเหลือออกซิเจนอิสระในเหล็กน้อยมาก

ความสำคัญทางโลหะวิทยาและความเสี่ยงในการเชื่อม

หากไม่มีการกำจัดออกซิเจนอย่างเพียงพอ จะเกิดฟองก๊าซเมื่อแข็งตัว รูพรุนเหล่านี้ทำให้แนวเชื่อมอ่อนแอและอาจทำให้เกิดการรั่วไหล ในขณะเดียวกันก็เกิดสิ่งเจือปนออกไซด์แข็งและเปราะซึ่งทำหน้าที่เป็นรอยบากและลดความเหนียว เมื่อรับแรงแบบไดนามิก แนวเชื่อมดังกล่าวจะแตกก่อนเวลา การกำจัดออกซิเจนมากเกินไปก็เป็นอันตรายเช่นกัน: ส่วนเกินของซิลิคอนหรือแมงกานีสจะเปลี่ยนโครงสร้างให้มีความแข็งสูงขึ้นและอาจส่งเสริมการแตกร้าวขณะร้อน

การปฏิบัติในโรงงานและคำแนะนำในการปฏิบัติ

ช่างเชื่อมเลือกวัสดุเติมตามวัสดุฐานและผิวหน้า สำหรับเหล็กไม่ผสมใช้ลวดหรืออิเล็กโทรดที่มีแมงกานีสและซิลิคอนเพียงพอ (เช่น G3Si1 ที่มี 1.5 % Mn และ 0.8 % Si) สำหรับแผ่นที่เป็นสนิมหรือเป็นตะกรัน ให้เพิ่มปริมาณการกำจัดออกซิเจนหรือทำความสะอาดขอบแนวเชื่อมด้วยเครื่องมือก่อน ต้องเอาสแล็กออกให้หมดหลังการเชื่อมแต่ละชั้นเพื่อไม่ให้มีออกไซด์ถูกกักไว้