IMG
42

spawania łukiem krytym, elektrodami otulonymi lub w atmosferze gazów ochronnych możliwości utleniania są znacznie ograniczone, niemniej jednak proces ten zachodzi. Źródłem tlenu reagującego z płynnym metalem spoiny mogą być:

-    otaczające powietrze (na skutek niedostatecznego zabezpieczenia jeziorka metalu),

-    reakcje rozkładu niektórych związków chemicznych wchodzących w skład otuliny i topników, na przykład:

CaC03 <-» CaO + CO0	(4.24)
2C02 <-> 2CO + 0,	(4.25)
h2o<->h2+ !o2 2	(4.26)

-    tlenki znajdujące się na powierzchni spawanego materiału,

-    tlenki znajdujące się w aktywnym chemicznie płynnym żużlu, które mogą przechodzić

do stopiwa (zagadnienie to zostanie omówione w rozdziale 4.7).

Utlenianie zachodzi w przestrzeni łukowej, w kąpieli metalowej lub na granicy metal - żużel. Utlenianiu podlegają wszystkie składniki stopowe w zależności od ich ilości i powinowactwa chemicznego do tlenu. Utlenianie żelaza może zachodzić wskutek działania tlenu cząsteczkowego lub atomowego zgodnie z reakcją egzotermiczną:

2Fe + 0,-> 2FeO + Q    (4.27)

Fe + O -» FeO + Q    (4.28)

,1

Powstający tlenek żelaza FeO w wysokich temperaturach rozpuszcza się dobrze w płynnej stali, natomiast w procesie krzepnięcia i stygnięcia z powodu zmniejszającej się rozpuszczalności wydziela się ze stali i pozostaje w postaci wtrąceń niemetalicznych. Tlen znajdujący się w stali w postaci rozpuszczonej lub tlenków FeO jest domieszką bardzo szkodliwą, gdyż pogarsza właściwości mechaniczne stali (rys. 4.29, 4.30).

Jednak niewielkie ilości drobnych tlenków mogą funkcjonować jako miejsca zarodkowania dla ferrytu drobnoplytkowego (acicularnego), a przez to mogą polepszać ciągliwość spoiny (zagadnienie to zostanie wyjaśnione w rozdziale 8).

Wpływ tlenu na właściwości stopiwa zależy od rodzaju związków chemicznych, w jakich występuje on w stopiwie. W wypadku elektrod gołych i spawania gazowego występuje on w postaci tlenków żelaza. Natomiast stopiwo z elektrod o otulinie celulozowej nie zawiera tlenków żelaza, a tlen w tym wypadku jest związany w tlenkach krzemu i manganu. Oprócz tego ilość, rodzaj, kształt i rozmieszczenie tlenków wpływają na właściwości mechaniczne stopiwa. Na zawartość tlenu w stopiwie mają wpływ warunki spawania. Rośnie ona wraz ze wzrostem długości łuku, gdyż wydłuża się droga przepływu ciekłego metalu i czas oddziaływania tlenu z powietrza. W podobny sposób na zawartość tlenu wpływa natężenie prądu spawania, ponieważ zwiększa się liczba drobnych kropel przenoszonych z elektrody do jeziorka, a tym samym i powierzchnia styku metalu z tlenem zawartym w powietrzu.