3.2. Легированные стали

В качестве легирующих элементов в сталях могут находиться: Ni, W, Mо, Cr, Mn, Si, V, Ti, Cо и др. Так как большинство из указанных легирующих элементов имеет сродство к кислороду больше, чем железо, они в легированных сталях, практически, не окисляются.

При сварке сталей, легированных несколькими элементами, обычно образуются поверхностные оксидные пленки сложного состава, т.к. окислы легирующих элементов в сталях, практически, не растворяются. Задача раскисления легированных сталей при сварке сводится к промывке металла шлаком или к удалению продуктов реакции (при сварке в защитных газах).Здесь нужно отметить, при сварка легированных сталей в среде СО₂ затруднена тем, что оксидные пленки часто бывают тугоплавкими. Поэтому иногда в сварочную ванночку вводят некоторое количество флюса. Обычно флюс наносят на обратную сторону шва в виде суспензии. Даже при сварке в чистом аргоне (без добавления кислорода), в ряде случаев может возникнуть необходимость применения некоторого количества флюса, т.к. тугоплавкие оксиды удаляются с трудом. Особенно это необходимо, если в стали содержатся такие легирующие компоненты как Al, Cr, Ti, V.

Большинство окисляющихся легирующих элементов сталей дают кислые оксиды (SiO₂, Cr₂O₃, TiO₂, V₂O₅ и т.п.). Поэтому для получения хорошо раскисленного металла в шве необходимо использовать шлаки, имеющие основной характер (для низкоуглеродистых сталей - наоборот). При наличии во флюсе или покрытии электрода SiO₂ и MnO в сварочной ванне обязательно развиваются кремне - марганцевосстановительные процессы

MnO+FeMn+FeO,

SiO₂+2FeSi+2FeO.

Развитие таких реакций в данном случае нежелательно, т.к. это приводит к окислению металла и понижению содержания некоторых легирующих элементов (например: Cr; Ti и т.п.), которые выступает в роли раскислителей. Чтобы исключить возможность таких реакций при автоматической сварке легированных сталей предпочтительно применение флюсов на основе фтористых и хлористых солей. Например, флюс АНФ5 содержит 75…85% CaF₂ и 15…25% NaF.

3.3. Особенности раскисления меди

При сварке и окислении меди возникает закись меди. В жидкой меди кислород растворяется. С повышением температуры растворимость увеличивается. В твердой меди растворимость кислорода ничтожна, поэтому при охлаждении закись меди выделяется из раствора. Как известно для обработки меди при сварке используют шлаковые системы на основе борных соединений. Например, при взаимодействии с бурой (Na₂ В₄О₇) закись меди (Cu₂O) переходит с понижением температуры в окись (СuO) с образованием сложного комплексного соединения, которое и переходит в шлак.

CuO + Na₂B₄O₇ = Cu(BO₂)₂  2NaBO₂,

Большинство легирующих элементов в сплавах на основе меди имеют сродство к кислороду больше, чем сама медь. Поэтому при окислении медных сплавов возникают оксиды легирующих элементов. Эти оксиды в металле не растворяются, что облегчает их удаление в шлак. При сварке медных сплавов используют те же шлаковые системы, что и при сварке меди. Например, при сварке латуней преимущественно возникает окись цинка.

Взаимодействуя с бурой, окись цинка связывается в комплексное соединение

ZnO + Na₂B₄O₇ = Zn (BO₂)₂  2NaBO₂.

При сварке бронз (легирующий компонент – Si) образуется SiO₂. В качестве флюса могут быть использованы силикатные шлаковые системы.