Влияние кислорода, водорода и азота на качество сварного шва. Пути проникновения их в сварочный шов

В расплавленном состоянии металл шва активно взаимодействует с газами кислородом, азотом и водородом. В жидком металле водород растворяется, тогда как азот и кислород вступают с ним в химическое взаимодействие.

Кислород (О₂) в металле шва проникает из окружающего воздуха и образует в металлах окислы (FeO, Fe₂O₃, Fe₃O₄), что приводит к понижению механических свойств металла. При охлаждении металла окислы железа образуют шлаковые прослойки между зернами металла, неметаллические включения. Окислы железа приводят к коррозии металла.

Азот (N₂) в металле шва проникает из окружающего воздуха и образует в металле нитриты марганца MnN и кремния SiN. При больших скоростях охлаждения азот не успевает полностью выделится, и составляет с металлом пересыщенный твердый раствор, что со временем является причиной процесса старения металла, при котором значительно снижаются механические свойства стали. Азот является вредной примесью стали, так как, повышает прочность и твердость, значительно снижая пластичность и вязкость металла.

Водород (H₂) в зону сварки, попадает из окружающего воздуха, влаги электродных покрытий и ржавчины. Молекулярный водород распадается на атомарный, который хорошо растворяется в расплавленном металле. При высоких скоростях охлаждения водород переходит из атомарного состояния в молекулярное состояние, не полностью выделится из металла сварочной ванны, что вызывает образование пор и трещин и снижает пластичность металла шва.

Азот, кислород и водород являются вредными примесями для металла. Для того чтобы предотвратить, защитить сварочную ванну от их влияния необходимо производить раскисления металла при помощи элементов содержащихся электродном покрытии, таких как алюминий, марганец, кремний.