В процессе сварки расплавленный металл сварочной ванны взаимодействует со сварочным пламенем. Это вза­имодействие определяется свойствами свариваемого ме­талла и составом сварочного пламени. Сварочная ванна характеризуется малым объемом расплавленного ме­талла, высокой температурой в месте сварки и большой скоростью расплавления и кристаллизации металла.

Сварку производят восстановительной зоной пламе­ни, состоящей в основном из окиси углерода и водорода. Расплавленный металл ванны вступает во взаимодей­ствие с газами сварочного пламени, в результате чего происходят реакции окисления и восстановления. Взаи­модействие газов с различными металлами различно. Наиболее легко окисляются металлы, обладающие боль­шим сродством к кислороду. Окисление расплавленного металла происходит как за счет окислов, находящихся на поверхности свариваемого металла и присадочной проволоки, так и за счет кислорода окружающего возду­ха. С увеличением содержания кислорода в свариваемом металле ухудшаются механические свойства сварного соединения. Поэтому при газовой сварке для большин­ства металлов и сплавов для устранения окислительных процессов в присадочные материалы и флюсы вводят специальные раскислители.

Раскислители — это такие вещества, которые имеют большее сродство к кислороду, чем металл шва. При сварке стали раскисляющее действие оказывают угле-

род, окись углерода и водород, образующиеся при горе­нии газовой смеси, подаваемой в сварочную горелку. Поэтому углеродистые стали можно сваривать без флюсов

В процессе сварки окисление железа кислородом идет по следу ющей реакции

2Fe + 02 її 2FeO

Закись железа (FeO) растворяется в расплавленном металле и взаимодействует с элементами, находящимися в сварочной ванне В первую очередь закись железа вступает во взаимодействие с углеродом, кремнием, * марганцем и окисляет их

FeO + С 5? Fe + СО
2FeO + Si 2Fe + Si02
FeO + Mn ї” Fe — r MnO

Таким образом углерод, кремний и марганец выполняют функции раскислителя

Образующаяся в процессе реакции окись углерода вызывает кипение и разбрызгивание металла. Кипение сварочной ванны до начала кристаллизации способствует удалению посторонних металлических включений. Ес­ли металл кипит во время кристаллизации шва, то обра­зующиеся пузыри окиси углерода не успевают выде­ляться и остаются в шве в виде газовых пор. Для умень­шения образования окиси углерода в сварочную ванну вводят раскислители (марганец и кремний).

На процесс окисления при сварке металлов большое влияние оказывает состав сварочного пламени.

Образующиеся в процессе реакций окиси кремния и марганца не растворяются в металле, всплывают на поверхность жидкого металла и переходят в шлаки.

В жидком металле шва находится много разнородных окислов, между которыми происходят химические реак­ции В результате этих реакций образуются соединения с более низкой температурой плавления, чем сами окис­ли, чю облегчает удаление окислов из расплавленною металла в виде шлака При сварке меди, алюминия ла­туни и дрчгих металлов вводят флюсы, в состав которых входят компоненты, способствующие образованию лег­коплавких соединений Раскисление сварочной ванны частично осуществляется углеродом, окисью углерода и водородом, имеющимися в сварочном пламени. При этом сварочное пламя не только восстанавливает окислы, но н защищает расплавленный металл от кислорода и азота’ воздуха.

Нормальное ацетилено-кислородное пламя в средней (восстановительной) зоне содержит 60% окиси углерода, 20% молекулярного и 20% атомарного водорода. Вос­становителем железа из закиси железа в основном явля­ется атомарный водород. Он растворяется в расплавлен­ном металле, а с понижением температуры стремится выделиться из сварочной ванны. Если затвердение про­исходит достаточно быстро, то водород в виде газовых пузырей может остаться в сварном шве.

Следовательно, водород с одной стороны защищает расплавленный металл от окисления, а также восстанав­ливает его из окислов, а с другой стороны может явиться причиной образования пористости и трещин. Процесс газовой сварки характеризуется относительно медлен­ным охлаждением металла, поэтому водород и другие газы успевают выделиться из сварочной ванны и металл шва получается без пор. Поступающий в сварочную ван­ну азот воздуха снижает пластические свойства свари­ваемого металла, а также вызывает пористость в метал­ле шва.