IMG
85

procesów metalurgicznych, mieć odpowiednie właściwości technologiczne, a także posiadać odpowiednią przewodność elektryczną. Na intensywność procesów metalurgicznych podczas spawania elektrożużlowego istotny wpływ mają parametry spawania. Zwiększenie natężenia prądu obniża intensywność reakcji metalurgicznych, natomiast zwiększenie napięcia na żużlowej wannie działa przeciwnie. Na przebieg metalurgicznych procesów podczas spawania żużlowego istotny wpływ wywiera także rodzaj prądu i biegunowość, ponieważ przy elektrożużlowym procesie występuje zjawisko elektrolizy (zwłaszcza przy prądzie stałym). W wypadku spawania prądem stałym (plus na elektrodzie) utlenianie manganu i jego przechodzenie do żużla jest większe niż przy podłączeniu elektrody do bieguna ujemnego. Kiedy elektroda jest katodą (minus na elektrodzie), wskutek elektrolizy przy powierzchni elektrody występuje podwyższona koncentracją jonów manganu, co wstrzymuje utlenianie manganu i jego przechodzenie do żużla. Jednocześnie podwyższająca się koncentracja jonów manganu może się przyczyniać do utleniania innych składników, których tlenki są nieobecne w żużlu. Na przykład w obecności chromu w kroplach metalu elektrodowego zachodzi reakcja:

Cr + Mn"² -> Cr"² + Mn    (4.74)

Ponadto w wypadku spawania prądem stałym o normalnej biegunowości (minus na elektrodzie) anodą jest metaliczna wanna. Ponieważ właściwa powierzchnia metalicznej wanny (tj. powierzchnia odniesiona do objętości ciekłego metalu) jest tutaj znacznie mniejsza niż w kropli na czole elektrody, możliwość utlenienia manganu i węgla w wyniku elektrolizy tlenem jest znaczenie mniejsza niż przy odwrotnej biegunowości.

4.7.5. Żużle stalownicze i spawalnicze

Różnice między właściwościami kwaśnych i zasadowych żużli stalowniczych a ich odpowiednikami spawalniczymi są znaczne. Zasadowe żużle stalownicze są bardziej utleniające niż kwaśne, natomiast spawalnicze żużle zasadowe są znacznie mniej utleniające niż żużle kwaśne. Stal otrzymana z procesu kwaśnego jest stalą wyższej jakości niż stal zasadowa. W spawalnictwie odwrotnie: spoiny „zasadowe” są wyższej jakości niż spoiny „kwaśne”. Różnice te wynikają przede wszystkim z dużej ilości tlenków żelaza w zasadowych żużlach stalowniczych i bardzo małej zawartości tlenków żelaza w spawalniczych żużlach zasadowych. Spawalnicze żużle zasadowe pozwalają na uzyskanie spoin o znacznie mniejszej -w porównaniu z żużlami kwaśnymi - zawartości wodoru, tlenu i azotu, wtrąceń niemetalicznych oraz fosforu i siarki. Spoiny odznaczają się przez to znacznie lepszymi właściwościami plastycznymi, zwłaszcza udarnością w temperaturach ujemnych. Spawane złącza ze stali o dużej wytrzymałości możliwe są do wykonania przy udziale elektrod i topników zasadowych, natomiast nie spełniają wymagań technologicznych i wytrzymałościowych spawane złącza wykonane elektrodami i topnikami kwaśnymi.

Na wspomniane różnice dotyczące właściwości żużli stalowniczych i spawalniczych składa się wiele przyczyn, lecz najważniejsza to różnica w składach chemicznych obu rodzajów żużli. Stalownicze żużle kwaśne zawierają bardzo dużą ilość dwutlenku krzemu (nawet 50%) i mało CaO i MgO. Znajdujący się w żużlu tlenek FeO jest stosunkowo trwale związany w połączeniu FeO-SiO,. W żużlu tym musi być małe stężenie siarki i fosforu, gdyż tylko wtedy możliwe jest otrzymanie stali z małą zawartością tych domieszek.

195