Дуговая сварка плавлением широко применяется во многих отраслях хозяйственной деятельности. Для нее характерен высокотемпературный нагрев, сопровождающийся испарением некоторой части основного и электродного материалов. В результате рассеяния образующейся газопаровой смеси из высокотемпературной зоны дугового разряда в окружающую среду с более низкой температурой происходит конденсация паровой фазы с образованием мельчайших твердых частиц, взвешенных в потоке газов. Эта смесь газов и мельчайших твердых частиц является сварочным аэрозолем (СА). Выделяют твердую составляющую сварочного аэрозоля (ТССА) и газообразную.

Установлено, что при сварке покрытыми электродами испаряется 1—3 % электродного материала. Интенсивность испарения металлического и шлакового расплавов, образующихся при плавлении электрода и основного металла, зависит от режимов, техники и пространственного положения сварки, составов электродного покрытия, основного и присадочного металлов. Эти же факторы оказывают влияние и на состав СА. Скорость испарения однофазного расплава определяется площадью его свободной поверхности и давлением насыщенного пара. Чем меньше теплота испарения вещества и больше температура его нагрева, тем интенсивнее идет процесс испарения.

При сварке, как правило, расплавляются не чистые металлы, а сплавы сложного состава. В этих случаях образуется смесь паров компонентов сплава, причем элементы с более низкой теплотой испарения составляют относительно большую часть паров (имеют большее давление). Важнейшей особенностью испарения многокомпонентньгх систем является избирательность. Haпpимep, из железомарганцевых расплавов при нагреве испаряется прежде всего марганец, причем этот процесс развивается тем интенсивнее, чем выше содержание марганца в расплаве.

Пар, образующийся преимущественно при испарении составляющих покрытия и стержня электрода, под воздействием плазменных потоков и давления дуги вытесняется из нижней зоны столба дуги в окружающее пространство с более низкой температурой. Здесь происходит конденсация паровой фазы и окисление некоторых продуктов конденсации (металлов и низших оксидов).

В процессе сварки в паровую фазу могут попадать многие элементы, входящие в состав электрода и свариваемого металла. В результате конденсации пара образуются твердые частицы сложного состава, включающие основные (Мn, Fе, Si, К, Na, Са, Мg, Тi, Аl, Сr, Ni, F) и примесные (Аs, Сu, Rb, Sn, Zr, Sr, Nb, Mo, Ag, Sb, Ва, Рb) элементах. Содержание основных элементов колеблется от нескольких десятых процента до десятков процентов в зависимости от типа сварочного материала. В табл. 1 приведены данные о пределах изменения состава ТССА при сварке покрытыми электродами.

Таблица 1

Рис. 2. Приспособление для изготовления изоляционных втулок

Стальные детали втулки 1 устанавливают на медную оправку 2 и прижимают направляющим цилиндром 3, в полость которого засыпают определенное количество порошкообразной смеси. Пуансоном 4 за один ход поршня пресса смесь спрессовывают. Затем цилиндр и пуансон снимают. С помощью медного кольца 5 и клина 6 изоляционную втулку закрепляют на оправке и помещают в электропечь, где при температуре 850—900 °С спекают в течение 30 мин. После остывания на воздухе изоляционную втулку снимают с оправки и калибруют в ней резьбу.

Рабочее место по изготовлению металлокерамических втулок должно быть оснащено 15—20 оправками, направляющим цилиндром, пуансоном, прессом небольшой мощности и электропечью МП-2У.

Due to the valuable complex of physical and chemical properties analogous to those of the metallurgical slag the solid ingredient of the welding aerosol can be used for production of construction materials, road building, as a pigment for finishing materials production and in agriculture (for deacidification of soil, production of fertilizers etc.).

The solid ingredient of welding aerosol can be also used for the production of separate components of welding equipment and appliances.