ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 26 № 2 2024 86 ТЕХНОЛОГИЯ на крупную и отделяемость шлака стала хуже. Следует также отметить, что шлак темно-синего цвета имел тенденцию отслаиваться большими кусками от металла шва, а коричневые шлаки разбивались на мелкие кусочки при выбивании сварного валика и оставляли некоторое количество шлака, прилипшего к поверхности металла шва. По внешнему виду при наблюдении за разрушенными шлаками зафиксировано, что шлак электродов ЦУ-5 производства ЗАО «Электродный завод», г. Санкт-Петербург, был очень плотным и при визуальном осмотре не было замечено видимых пор. Однако шлаки электродов ЦУ-5 других производителей имели визуально наблюдаемую пористость. Эти наблюдения показали, что отделяемость шлака ухудшается по мере увеличения его пористости. Известно [4, 5, 8], что отделимость шлака находится в очень тесной связи как с физическими, так и с химическими свойствами сварочного флюса после расплавления электродного покрытия [4–8]. Одним из механизмов прилипания шлака к металлу шва является химическая связь за счет образования тонкого слоя оксидов элементов металлической фазы на поверхности металла шва [6]. Эту химическую связь можно ослабить или устранить, если использовать шлаковую систему с минимальной окислительной способностью (например, основную флюсовую систему) [4–6]. На отделимость шлака влияют различия между коэффициентами термического расширения шлака и металла шва, а также фазовые превращения в шлаке при охлаждении [8]. Возникает вопрос, почему при нормированном отношении компонентов в стандартных марках электродов, но от разных производителей, зафиксирована различная отделимость шлака. Постулируем, что отделимость шлака зависит от границы раздела «металл шва – шлак» и разницы теплофизических свойств металла и шлака. Как правило [4–12], четкая граница раздела «металл – шлак» соответствует хорошей отделимости шлака, в противном случае раз мытая граница раздела, несомненно, соответствует плохой отделяемости шлака. По мере увеличения основности шлака окислительная способность шлака снижалась. CaСO3, CaF2 и SiO2 составляют основу электродного покрытия основного типа, но первые два компонента являются типичными щелочными соединениями [5], а SiO2 – сильный кислотный оксид, и соотношения (CaO+CaF2)/SiO2 прямо указывают на показатель основности [5, 8]. Поэтому с увеличением отношения (CaO+CaF2)/SiO2 окислительная способность шлака снижается, т. е. снижается склонность к образованию химической связи (повышается отделяемость шлака). Очевидно, что в случае исследуемых электродов окислительная способность не снижается, что отражается на отделимости шлака и указывает на нарушение компонентных отношений (CaO+CaF2)/SiO2 при изготовлении электродных покрытий ТМУ-21У и ЦУ-5. В ходе проведенных исследований установлено различие в химическом составе наплавленного металла и механических свойствах электродов ТМУ-21У от разных производителей, что не позволяет на практике гарантировать высокие показатели качества сварного шва. При детальном анализе вопроса гарантированных свойств выявлено несоответствие между нормативными требованиями к характеристикам электродов, размещенными на сайтах производителей, и реальными химическими и механическими свойствами наплавленного металла. Производители сварочных электродов указывают на сайте и упаковке изделий химические и механические свойства, взятые из нормативных документов. Твердость наплавленного металла не является основным показателем электродов, но даже для одной марки от разных производителей она сильно отличается. Так, например, для ТМУ-21У производства ООО «Судиславский завод сварочных материалов» твердость составляет НВ 224– 238 ед., для электродов ЗАО «Электродный завод», г. Санкт-Петербург, – НВ 168–179 ед., для электродов завода ЭСАБ – НВ 202–210 ед. Непопадание в нормативные показатели по относительному удлинению всех исследуемых электродов и минимально допустимые значения ударной вязкости не обеспечивают необходимые высокие механические свойства и хорошую вязкость разрушения при низких температурах для деталей энергетического оборудования согласно требованиям [1]. Оценка диффузионно-подвижного водорода в наплавленном металле показала, что производители электродов ТМУ-21У и ЦУ-5 ЗАО «Электродный завод», г. Санкт-Петербург,
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1