Библиотека


ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДА В ПРОЦЕССЕ СВАРКИ И ПУТИ РЕШЕНИЯ ДАННОЙ ПРОБЛЕМЫ

Маковская Я.И., Штыхно А.П.
Донецкий национальный технический университет, 2008г.
Физика и научно-технический прогресс 22-23 апреля 2008 г. / Материалы научно-технической конференции молодых ученых и студентов. — Донецк, ДонНТУ — 2008.

Многочисленными исследованиями как в области производства сталей, так и в области сварки установлено вредное влияние повышенного содержания водорода на свойства стали и сварных швов. При сварке же процессы расплавления и затвердевания протекают настолько быстро, что выделение водорода и его удаление из шва затруднены.Электродные покрытия или флюсы могут содержать много водорода, а также влаги, диссоциирующей в зоне электродуги на водород и кислород.

Основным фактором, определяющим наличие флокенов в стали, является содержание в ней водорода. Экспериментально установлено, что с увеличением содержания водорода в стали флокеночувствительность ее возрастает. Вероятнее всего, что на образование флокенов влияют все перечисленные факторы, и, в первую очередь, как уже отмечалось ранее, содержание водорода. При этом непосредственной причиной образования внутренних трещин-флокенов является наличие избыточного водорода в металле и создание зон высокой его концентрации. Причиной появления таких трещин в сварных соединениях является действие водорода, находящегося в металле шва и в зоне термического влияния основного металла, а также наличие внутренних напряжений, превышающих предел прочности металла. Необходимо так же упомянуть о порах, образующихся при выделении газов, в том числе и водорода при кристаллизации металла шва. Причиной выделения водорода в данном случае является скачкообразное снижение его растворимости в металле в момент затвердевания.

Основными источниками насыщения металла шва водородом является гигроскопическая и кристаллизационная влага, содержащаяся в электродных покрытиях и флюсах, а так же влага ржавчины на кромках свариваемых поверхностей. Многочисленными исследованиями было установлено, что при сварке высокопрочных низколегированных сталей электродами, содержащими в покрытии органические вещества, в металле шва и в зоне термического влияния растворяется значительное количество водорода, и в сварных швах образуются трещины.

Водород, растворившийся в расплавленном металле сварного шва в процессе сварки, частично удаляется при затвердевании металла, а так же при последующем охлаждении. Чтобы снизить количество водорода в свариваемом металле, прибегают к разным способам. Например: отказываются от применения многопроходных швов, удаляют следы ржавчины и применяют флюсы, изготовленные способом «сухой грануляции», применяют для сварки постоянный ток обратной полярности, прокаливают электроды и т.д.