30. Легирование металла при сварке.

Раскисление не обеспечивает равно прочности и близости по химическому составу наплавленного и основного металлов. Для выполнения этих требований необходимо, чтобы в процессе сварки было осуществлено легирование наплавленного металла, компенсирующее выгорание специальных элементов основного металла, или легирование элементами, не содержащимися в основном металле.

Легирующие элементы (Сг, Mo, V, W, Тi и др.) могут быть введены в состав электродного металла и в шихту электродного покрытия или флюса. Коэффициент усвоения легирующего элемента, находящегося в электродном металле, несколько выше, чем введенного в покрытие.

Коэффициент усвоения, или перехода, легирующего элемента представляет собой отношение содержания легирующего элемента в металле шва к суммарному содержанию его в электродном металле, покрытии, а также в той доле основного металла, которая войдет в состав металла шва.

Так как некоторая часть легирующего элемента все же окисляется, коэффициент усвоения (перехода) его всегда меньше единицы. Численное значение коэффициента усвоения зависит от степени сродства легирующего элемента с кислородом, от условий протекания процесса сварки и др. Чем выше степень сродства легирующего элемента с кислородом, тем меньше, при прочих равных условиях, коэффициент его усвоения наплавленным металлом.

Наиболее легко осуществить легирование стали медью или никелем. Коэффициент усвоения таких элементов практически близок к единице. Значения коэффициента усвоения при сварке некоторых сталей с применением электродного металла различного состава приведены в табл. 6. Средние значения коэффициентов перехода элементов из покрытия в металл шва при сварке низкоуглеродистым электродом.

Величина коэффициента усвоения (перехода) увеличивается при увеличении растворимости элемента в металле и уменьшении концентрации данного элемента в электроде (в покрытии и стержне). Коэффициент усвоения тем больше, чем лучше раскис лен расплавленный металл. Кроме того, имеется еще ряд факторов, которые также могут изменять величину коэффициента усвоения легирующих элементов. К ним относят: степень помола компонентов покрытия, род сварочного тока и его полярность, силу тока, длину дуги и др.

Легирование осуществляется с соблюдением двух важных требований:

1. в качестве раскислителя следуют применять элементы родство которых к кислороду больше, чем сродство легирующего элемента;

2. наряду с легирующим элементом целесообразно вносить в зону сварки и его оксид, наличие которого сохраняет легирующий элемент от выгорания.

Принципиально возможно легирование металла как через металлическою, так и через шлаковую фазу. Легирование через газовую фазу возможно, но не применяется.

Легирование через металлическую фазу.

Это основной способ легирования Ме шва при сварке. Легирование происходит в результате:

поступление легирующего элемента из расплавляющегося при сварке основного металла;

поступление легирующего элемента из присадочного металла (электродная проволока, стержень, мундштук);

поступление легирующего элемента из состава покрытия при сварке штучного электрода или при сварке под слоем керамического флюса при механизированной сварке.

Легирование наплавленного Ме и Ме шва в результате обменных реакций.

Этот способ легирования используется если необходимо ввести небольшое количество легирующего элемента. Наиболее распространённой в этом случае является обменная реакция с окислением

– легирующий элемент.

Легирование воздействием газовой фазой на Ме.

При газовой сварке (углеводороды) посредством соответствующего регулирования пламени можно науглераживать Ме, если он растворяет углерод.