Окисление металла при сварке.

Металл сварочной ванны может окисляться за счет кислорода, содержащегося в газовой среде и шлаках в зоне сварки или за счет оксидов (окалины, ржавчины), находящихся на кромках деталей и поверхности электродной проволоки.

При нагреве имеющаяся в ржавчине влага испаряется, молекулы воды диссоциируют, а получающийся кислород окисляет металл.

Окалина при плавлении металла превращается в оксид железа также с выделением свободного кислорода.

Кислород с железом образует оксиды:

FeO, (22,3% О2), Fe₃O₄ (27,6% О2), Fe₂O₃(30,1% О2).

Наибольшую опасность для качества шва представляет оксид FeO, способный растворяться в жидком металле. Этот оксид обладает температурой плавления меньшей, чем у основного металла. Поэтому при кристаллизации металла шва он затвердевает в последнюю очередь. В результате он располагается в виде прослоек по границам зерен, что вызывает снижение пластических свойств металла шва.

Высшие оксиды железа не растворяются в жидком металле и, если они не успевают всплывать на поверхность сварочной ванны, остаются в металле шва в виде шлаковых включений.

Железо может окисляться также за счет кислорода, содержащегося в СО₂ и парах воды Н₂О:

В процессе сварки кроме железа окисляются и другие элементы, находящиеся в стали при переходе жидкого металла в сварочную ванну - углерод, кремний, марганец:

С + О= СО, Мn + О= MnO, Si + 2O= SiO2.

В сварочной ванне элементы окисляются при взаимодействии их с оксидом железа:

Окисление этих элементов приводит к уменьшению их содержания в металле шва. Но образующиеся оксиды могут оставаться в шве в виде различных включений, снижающих механические свойства сварных соединений - пластичность и ударную вязкость металла шва.