Исследование условий обеспечения низких содержаний диффузионного водорода при сварке электродами основного типа

Abstract

В работе рассмотрены механизмы предотвращения поглощения водорода с участием СаF₂ и SiO₂ при сварке под флюсом и покрытыми электродами, которые приводят к образованию НF, базирующиеся на термодинамических расчетах. Экспериментально установлено образование SiF₄ и HF в пробах воздуха в зоне дуги. По мнению исследователей HF является термически стойким соединением в дуговом промежутке и, таким образом, снижающим Рн в зоне дуги. Критерием эффективности данного механизма служило снижение и устранение пористости швов при сварке под флюсом. Дальнейшие работы и точные данные о термических свойствах газов HF, Н₂, Н₂О, N₂ и др. при высоких температурах, а также результаты экспериментов с измерением содержания [H]диф в швах показали, что указанный выше механизм не обеспечивает сверхнизкие содержания [H]диф. В настоящей работе проведены исследования по влиянию СаF₂ и влагосодержания в покрытии на содержание [H]диф, определено содержание примесей воды в компонентах электродных покрытий при нагреве до 1000 °С. Показано, что предварительная термообработка компонентов обеспечивает снижение уровня [H]диф ≤ 3-2 мл/100 г в зависимости от состава покрытия.

In this work the mechanisms for prevention of hydrogen absorption at the participation of СаF₂ и SiO₂ in submerged arc welding and welding with covered electrodes resulting in formation of HF, based on thermodynamic calculations, are considered. The formation of SiF₄ and HF was experimentally established in the air samples in the arc zone. In the opinion of researchers, HF is a thermally resistant compound in the arc gap and, thus, it facilitates the decrease of PH in the arc zone. As the criterion for the efficiency of this mechanism the reduction and elimination of weld porosity in submerged arc welding were served. The further works and accurate data on thermal properties of HF, Н₂, Н₂О, N₂ and other gases at high temperatures, as well as the results of experiments with measurement of [H]diff content in welds showed that the above-mentioned mechanism does not provide the ultra-low [H]diff content. In the present work the investigations on the influence of CaF₂ and moisture content in the coating on [H]diff content were carried out, the content of water impurities was determined in the components of electrode coatings at heating up to 1000 °C. It is shown that the preliminary heat treatment of the components provides reduction of the level of [H]diff to ≤3–2 ml/100 g depending on the coating composition.