68 (137)

4

METALURGIA PROCESÓW SPAWALNICZYCH

Procesy metalurgiczne podczas spawania są podobne do procesów zachodzących podczas przetapiania metalu w piecu elektrycznym lub innym, z tą różnicą, że objętość spoiny jest bardzo mała, a czas reakcji jest nieproporcjonalnie krótszy. Ponadto temperatura łuku i ciekłego jeziorka metalu jest znacznie wyższa niż temperatura topnienia tego metalu, co powoduje intensywny przebieg reakcji metalurgicznych.

Procesy fizyczne i chemiczne (metalurgiczne) zachodzące w łuku między kroplą ciekłego spoiwa a atmosferą łuku oraz w ciekłym jeziorku - między metalem a atmosferą ochronną i/lub żużlem to:

—    dysocjacja gazów oraz związków chemicznych;

—    utlenianie składników metalu i redukcja tlenków;

—    rozpuszczanie gazów (głównie tlenu, azotu, wodoru) przez metal i/lub ich wydzielanie;

—    rafinacja ciekłego metalu przez żużel, usunięcie siarki, fosforu i innych zanieczyszczeń;

—    wprowadzanie składników stopowych do stopiwa;

—    tworzenie się wtrąceń niemetalicznych, porów, pęknięć, segregacji w trakcie krzepnięcia.

Niektóre z tych reakcji lub zjawisk nie występują podczas każdego procesu spawania, zwłaszcza gdy spawanie odbywa się w atmosferze gazów chemicznie obojętnych lub w próżni. Od rodzaju i przebiegu tych zjawisk zależą właściwości złącza spawanego. Pewne procesy zachodzą w ograniczonym zakresie również podczas lutowania, zgrzewania i cięcia termicznego.

4.1. Dysocjacja gazów

W przestrzeni spawania występuje dysocjacja termiczna związków chemicznych i cząsteczek gazów na niniejsze cząsteczki, atomy, jony lub rodniki. Intensyw-