Procesy metalurgiczne przebiegające w czasie spawania powodują, że w wyniku reakcji między topnikiem a ciekłym metalem w jeziorku może wystąpić wzrost lub ubytek Mn i Si w stosunku do zawartości, jaka wynikałaby ze stopienia drutu elektrodowego. Dla niektórych topników zmiany zawartości tych pierwiastków właściwie są niezauważalne. Dlatego też aby można było przewidywać zmiany składu chemicznego spoiny, w normie PN-EN 760 aktywność metalurgiczną topników klasy 1 określono cyframi 1+9. Cyfry 1+4 oznaczają ubytek Mn i Si w spoinie, 6+9 przyrost, a 5 oznacza niewielki przyrost lub ubytek tych pierwiastków. Oznaczenie aktywności metalurgicznej topników podano w tabeli 4.6.
Tabela 4.6
Symbole określające oddziaływanie metalurgiczne topników klasy 1 (według PN-EN 760:1996)
Oddziaływanie metalurgiczne |
Symbol |
Wpływ składników topnika na stopiwo, % |
Wypalanie się składników stopowych |
i |
powyżej 0,7 |
2 |
powyżej 0,5 do 0,7 | |
3 |
powyżej 0,3 do 0,5 | |
4 |
powyżej 0,1 do 0,3 | |
Przechodzenie do stopiwa i (lub) wypalanie się składników stopowych |
5 |
od 0 do 0,1 |
Przechodzenie do stopiwa składników |
6 |
powyżej 0,1 do 0,3 |
stopowych |
7 |
powyżej 0,3 do 0,5 |
8 |
powyżej 0,5 do 0,7 | |
9 |
powyżej 0,7 |
Cyfry wskaźnikowe (1+9) podająjedynie informację o tendencjach dotyczących zmian zachodzących w składzie chemicznym spoiny wywołanych oddziaływaniem topnika. Intensywność reakcji metalurgicznych oraz zmiany w składzie chemicznym ciekłego metalu zależą od składu chemicznego drutu elektrodowego, materiału rodzimego i topnika oraz czasu, temperatury i mas wchodzących w reakcje. Ponadto na zmiany zawartości Mn i Si w spoinie wpływają parametry spawania (rys. 4.61). Dlatego też informacje podane w oznaczeniu topnika są przydatne jedynie przy porównywaniu i wyborze różnych rodzajów topników, nie mogą natomiast być wykorzystane do dokładnych obliczeń składu chemicznego i właściwości mechanicznych spoiny.
Z powyższych rozważań wynika, że zasadowość topnika oraz aktywność jego składników w stosunku do ciekłego metalu determinują skład chemiczny metalu spoiny oraz ilość wtrąceń niemetalicznych. Czynniki te w istotny sposób wpływają na właściwości plastyczne spoin. Dlatego też bardzo ważny jest właściwy dobór topnika i elektrody w celu uzyskania złączy o pożądanych właściwościach. Rysunek 4.62 przedstawia zależność między składem topnika a zawartością tlenu i pracą łamania w temperaturze -20°C.
Zawartość siarki w spoinach zależy od jej zawartości w materiale rodzimym, drucie elektrodowym i topniku oraz wskaźnika zasadowości tego topnika. Najskuteczniej spoiny są odsiarczane przez topniki zasadowe, ale również topniki wysokomanganowe skutecznie wiążą siarkę przez tworzenie nierozpuszczalnego w stali siarczku MnS.
188