74 (119)

74 4. METALURGIA PROCESÓW SPAWALNICZYCH

4.6. Rola żużli w procesie spawania

Żużle spawalnicze powstają podczas spawania i napawania elektrodami otulonymi i proszkowymi, pod topnikiem, elektrożużlowego, w osłonie gazów aktywnych (MAG), a także przy stosowaniu topników, past i proszków do lutowania. Żużle znajdują się w bezpośredniej styczności z jeziorkiem ciekłego metalu lub lutu i w procesie spawania:

—    chronią ciekły metal przed nasyceniem gazami, głównie tlenem, azotem i wodorem;

—    spowolniając szybkość chłodzenia, wydłużają czas reakcji metalurgicznych w ciekłym jeziorku metalu i ułatwiają wydzielanie z niego gazów i wtrąceń niemetalicznych, a także wpływają na mikrostrukturę i właściwości mechaniczne złącza;

—    reagują z ciekłym metalem, w wyniku czego wpływają na stężenie pierwiastków w spoinie;

—    wpływają (niektóre składniki) na potencjał jonizacyjny i na stabilizację łuku spawalniczego;

—    wpływają na możliwości spawania w różnych pozycjach oraz warunkują kształt lica spoiny.

Skład żużli, złożonych głównie z tlenków i w mniejszej ilości z fluorków, jest dobierany (pośrednio - przez dobór otuliny i topników) ze względu na aktywność spawanego metalu do tlenu, temperatury topnienia metalu oraz wymagań dotyczących zasadowości procesu między metalem i żużlem. Główne składniki żużli (przez analogię i bezpośrednie powiązanie - również otulin i topników) dzieli się pod względem aktywności chemicznej na:

—    kwaśne: SiC>2, TiC>2, P2O5;

—    zasadowe: FeO, MnO, CaO, MgO, Na₂0, K2O;

—    obojętne: A1₂0₃, Fe20₃, B₂0₃.

Ważną cechą żużla jest jego zasadowość, którą określa się stosunkiem procentowej zawartości tlenków zasadowych do kwaśnych

(4.5)

^ _ CaO + MgO -t- MnO + FeO + Na2Q + K2O

Si0₂+Ti0₂

Jeżeli B > 1, to żużel jest zasadowy, jeżeli B < 1 - kwaśny, a gdy B = 1 -obojętny.

Do spawania stali korzystniejsze są żużle zasadowe. Otuliny elektrod i topniki dające żużle zasadowe z reguły stosuje się do spawania stali wysokostopowych oraz trudno spawalnych. Żużle kwaśne najlepiej nadają się do spawania stali łatwo spawalnych. Żużle mogą mieć charakter i działanie redukujące i utleniające.