IMG21

austenitu, a tym samym dostarczają dużo miejsc do zarodkowania ferrytu poligonalnego na granicach ziaren, zmniejszając udział objętościowy ferrytu drobnopłytkowego. Występuje zatem określona zawartość tlenu w spoinie (200+300 ppm), która zapewnia optymalny (75+80%) udział ferrytu drobnopłytkowego w strukturze spoiny. Istnienie optymalnej zawartości tlenu w spoinie potwierdziły badania Onsoiena i wsp. [141] (rys. 8.43).

Rolę tlenu można również wyjaśnić na schemacie przedstawionym na rysunku 8.41. Rozważmy krzywą chłodzenia nr 3. Z chwilą gdy zmniejsza się równoważnik tlenu w gazie osłonowym, a tym samym zawartość tlenu w spoinie, krzywe CTPc przesuwają się z lewej strony (linia A) do środka (linia B). Powstała struktura zawiera zatem dużą ilość ferrytu drobnopłytkowego. Gdy jednak równoważnik tlenu w gazie osłonowym jest nadal zmniejszany, krzywe CTPc mogą się przesunąć w prawo (krzywa C), w rezultacie przeważającą strukturą nie będzie ferryt drobnopłytkowy, lecz na przykład bainit górny, co pogarsza właściwości plastyczne spoiny. Pojęcie równoważnika tlenu w mieszance osłonowej Ar-CO_; oznacza taką ilość dwutlenku węgla w gazie osłonowym, która gwarantuje uzyskanie w spoinie takiej samej ilości tlenków, jakie uzyskuje się, stosując w osłonie mieszankę Ar-O,.

Inne czynniki, które zwiększają udział ferrytu drobnopłytkowego w spoinie, to wzrost zasadowości topnika przy spawaniu lukiem krytym oraz wzrost zawartości w spoinie takich pierwiastków, jak tytan, mangan i nikiel [16].

Z przedstawionej analizy wynika, że najbardziej pożądaną strukturą w spoinie jest ferryt drobnopłytkowy. Mała wielkość płytek ferrytu drobnopłytkowego zapewnia maksymalną odporność spoiny na pękanie. Powstawanie ferrytu poligonalnego na granicach ziaren oraz ferrytu płytkowego (Widmanstattena) lub górnego bainitu obniża ciągliwość spoiny, ponieważ te składniki strukturalne sprzyjają kruchemu pękaniu. Badania Onsoiena i wsp. [141] wykazały, że w wypadku spawania metodą GMAW minimalna temperatura przejścia w stan kruchy zależy od zawartości tlenu w gazie osłonowym i występuje przy spawaniu w mieszance Ar + 2% objętości tlenu (rys. 8.44). Przy tej zawartości tlenu otrzymuje się maksymalną ilość ferrytu drobnopłytkowego (rys. 8.43). Rysunki te dowodzą korzystnego wpływu ferrytu drobnopłytkowego na ciągliwość spoin.

Równoważnik tlenu w gazie osłonowym, %

Rys. 8.44. Wpływ równoważnika tlenu w mieszance osłonowej na temperaturę przejścia w stan

kruchy przy kryterium pracy łamania 35 J [141]

431