Prigor in odgor elementov	DK:
(silicija in mangana) pri varjenju	asm/sla: Kie, K9n pod praškoma EP 10 in EP 50
Rajko Kejžar
Taljeni silikatni visoko manganski prašek EP 10 je primeren za varjenje v kombinaciji z nizko legi-ranimi žicami (EPP1 in EPP 2), taljeni visoko silikatni prašek EP 50 pa je primeren za varjenje v kombinaciji z visoko legiranimi žicami (EPP 3).
Pri varjenju pod varilnimi praški (1,2) potekajo med raztaljeno žlindro in talino vara oksidacij-sko redukcijske reakcije, ki teže k vzpostavitvi ravnotežja. Potek omenjenih reakcij je odvisen od kemične sestave žlindre in vara ter odločilen za prigor in odgor elementov med varjenjem.
UVOD
600 A, U = ca. 35 V in hitrostjo varjenja ca. 50 cm v minuti).
Kemične analize žic, ki smo jih uporabljali pri varjenju, so podane v tabeli 1, čistih varov v tabeli 2, varilnih žlinder pa v tabeli 3.
Tabela 1: Kemična analiza žic
	% C	% Si	% Mn
EPP 1	0,08	0,14	0,60
EPP 2	0,11	0,18	1,18
EPP 3	0,10	0,17	1,61
Vzpostavljanje ravnotežja med talino žlindre in vara poteka v skladu z naslednjo ravnotežno enačbo3' n.
a/o/ =
_ a(FeO) _
a(MnO)
K
Fe
K
Mn
. a
/Mn/
4-
a(Si02) _ __ _
KSi ■ a/Si/ Kc
> 1
(en. 1)
• a/c/
Tabela 2: Kemična analiza čistih varov
% Si
% Mn
Zaradi kratkega časa, ki je med varjenjem pod varilnimi praški na razpolago za potek reakcij (ko sta varilna žlindra in kovina vara v raz-taljenem stanju), te ne potečejo do konca — med žlindro in varom se vzpostavi navidezno ravnotežje.
I. ZAKONITOSTI PRIGORA, OZ. ODGORA Si IN Mn MED VARJENJEM POD VARILNIMA PRAŠKOMA EP 10 IN EP 50
1. Varjenje ter kemične analize žic, čistih varov in varilnih žlinder
Vzpostavljanje navideznega ravnotežja med žlindro in varam smo raziskali za varjenja z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3 pod varilnima praškoma EP 10 in EP 50.
Vsa varjenja smo izvedli z žicami, dimenzije 0 4 mm, pod približno enakimi pogoji (I = ca.
Avtor je doktor metalurških znanosti in raziskovalni svetnik na Zavodu za varjenje SRS v Ljubljani.
Naloga je bila izdelana, ko je bil avtor še v železarni Jesenice.
EPP 1/EP 10	0,03	0,32	1,17
EPP 1/EP 50	0,03	0,50	0,42
EPP 2/EP 10	0,04	0,36	1,45
EPP 2/EP 50	0,06	0,68	0,67
EPP3/EP 10	0,05	0,35	1,64
EPP 3/EP 50	0,06	0,61	0,71
2. Računanje ravnotežne vsebnosti Mn in Si (»Ce«)"
Oksidacijsko redukcijske reakcije, ki potekajo med talino žlindre in vara, teže k vzpostavitvi ravnotežja. H kateri količini Mn in Si v varu pa v izbranem primeru teže, sem izračunal iz naslednjih enačb:
K'
Mn, Fe —
a(MnO)
in K'si;Fe =
a(FeO) • /% Mn/
a(Si02) a2(FeO, . Si/'
ki sem jih izpeljal iz enačb4:
a(FeQ) _ 6320 _ 2 73
/% O/ T
a(MnO)
log K'Fe = log log KJto = log
12760
log K'Si = log
/% Mn/ . /% O/ T a(Sio2) _ 28300
(en. 2) 5,68 (en. 3)
/% Si/ . /% O/2
10,6 (en. 4)
Tabela 3: Kemična analiza varilnih žlinder
	% Si02	% AIA	% FeO	% Fe203	% Mn O	% CaO	% MgO	% CaF2
EPP 1/EP 10	38,40	6,45	4,30	0,74	29,38	6,15	4,04	8,20
EPP 1/EP 50	47,00	3,00	3,00	0,31	3,96	27,33	6,66	6,00
EPP 2/EP 10	37,20	6,40	4,38	0,50	29,59	6,02	4,45	7,60
EPP 2/EP 50	47,20	3,10	2,43	0,64	4,33	26,89	6,26	7,00
EPP 3/EP 10	37,40	6,76	4,38	1,12	28,64	6,27	4,64	7,80
EPP 3/EP 50	47,70	3,8;	2,86	0,63	4,26	26,91	6,70	7,00
Ravnotežne vsebnosti »Ce« sem izračunal pri srednji temperaturi varjenja 2050° K5-6
log KW, Fe = log K'Mn — log K'Fe =
= —--2,95; K'Mn Fe = 1,55
T
Ce = /% Mn/ = XMnO • 1-MnO (2050° K)	(eQ 5)
XFeO • ^FeO (2050° K) -1,55
log K'Si, F, = log K'Si — 2 . log K'Fe = - 5,14;
KSi,Fe = 316
Ce = /% Si/ = Xsi°2 ' ^SiOž (2050° K)	(en 6)
X2peO • f2FeO (2050» k) • 316
Op.: V izpeljanih enačbah nista upoštevana koeficienta termodinamične aktivnosti fMn in fsi. Za temperaturo 1600° C jih lahko izračunamo s po-
(j)
močjo konstant medsebojnega vpliva »e; «7.8
(C)	(Si)
fjMn = ca. 1; log fsi = eSi (% C) + esi (% Si) = —2
= 10 (24 . % C + 32 . % Si). Ker pa je v našem primeru temperatura višja (2050°K) se vrednosti za koeficient aktivnosti približajo vrednosti 1. Temperaturna odvisnost konstant medsebojnega vpliva je
naslednja9:
ejU) = A (j) exp. (—)
Ut J
XpeQ, XMn0 in XSi02 so ionski ulomki komponent FeO, MnO in Si02 v varilni žlindri. Računal sem jih po naslednji splošni enačbi10-11:
V- TI-
=	(en. 7)
i = 1
vj — število kovinskih atomov v molekuli izbrane ,kom-
ponente
nj — koncentracija izbrane komponente varilne žlindre
v g - molih
Koeficiente termodinamične aktivnosti kompo-
nent varilne žlindre »f Fe0 «, »fMnO« in »fsio2 Pri
temperaturi 1600° C sem računal po naslednjih enačbah, ki sem jih izpeljal na osnovi ionske teo-
rije in termodinamike žlinder v skladu s teoret-
skimi izpeljavami Kožeurova10. n:
log fFeO = XSio2 [l.l6 XMn0 + 3,15 (XCa0 -f
+ XMgo) ] + 0,268 (2 XSi02 — XFeQ — XMn0 —
—	Xcao — xMgQy — 2 (2 Xsi02 — XFeo — XMno
—	XcaO — XMgo) . (3Xsio2 + XAiJOi + Xpe2o3 +
+ XCaFj). [0,268 XFe0 + 0,606 XMn0 +
+ 0,734 (XCa0 + XMg0)]	(en. 8)
log f MnO = log f FeO — 1,16 X si02 + 0,338 (2 X Si02 —
—	XFeo — XMn0 — XCa0 — XMg0 )2 (en. 9)
log f Si02 = log f FeO — 1,16 XMn0 — 3,15 (XCa0 + + XMg0) — 0,268 . (2 XSiC)2 — XFeQ — XMn0 — XCa0 —
—	XMgo )2 + 6 (2 XSi02 — XFe0 — XMnQ — XCa0 —
—	XMg0). [0,268 XFe0 + 0,606 XMn0 +
+ 0,734 (XCa0 + XMg0)]	(en. 10)
Enačbe 8, 9 in 10 veljajo za kisle žlindre, to je v našem primeru, ko velja pogoj: 2 XSi02 > (XFe0 + + XMn0 + XCa0 + XMg0 ). Ce ta pogoj ni izpolnjen (bazične žlindre), pa odpadejo členi, ki upoštevajo polimerizacijo, in enačbe 8, 9 in 10 preidejo v naslednje oblike:
log fFeo = XSi02 [1,16 X MnO + 3,15 (XCa0 +
+ XMg0)]	(en. 11)
log f MnO = log f FeO — 1,16 XSio2	(en. 12)
log fSiOi = log fFeO — 1,16 XMnO —
— 3,15(XCa0 + XMgo)	(en. 13)
Enačbe za izračunavanje koeficientov termodinamične aktivnosti za naš sistem varilnih žlinder sem izpeljal z naslednjimi poenostavitvami11:
—	CaF2 z ostalimi sestavinami ne tvori spojin
—	Vpliv A1203 in Fe^ je zanemarljivo majhen (izraz za količino vezi Me—O—Me, ki je pomembna za upoštevanje polimerizacije, sem izpeljal s predpostavko, da oksida Fe203 in A1203 ne oddajata, pa tudi ne vežeta O2— ionov — vpliv polimerizacije Fe203 in A1203 je v primerjavi z vplivom polimerizacije Si02 na koeficiente aktivnosti zanemarljiv).
—	Med vplivom CaO in MgO na koeficiente aktivnosti ni bistvene razlike.
Enačbe od 8 do 13 so izpeljane za računanje koeficientov termodinamične aktivnosti pri temperaturi 1600° C. Ce bi jih izpeljal za katero drugo temperaturo, bi se spremenili v podanih enačbah
le izračunani falktorji-
Qii
in-

, to je šte-
4,575 T 4,575 T vilke 1,16; 3,15; 0,268; 0,606; 0,734 in 0,338 (Qij — toplote mešanja: QFe0,MnO = QFeO,CaO =
= QFeO, S1O2 = QMnO, CaO = O, QMnO, SiOi =
= — 10 000 kail, QCa0_ Si02 = — 27 000 kal; qi — toplote polimerizacije: qFe0 = 2300 kal, qMn0 = 5200 kal, qCaG = 6300 kal)10
Splošna enačba za izračun koeficienta termodinamične aktivnosti izbrane komponente v talini žlindre je naslednja:
L- 1
logfL=ZjXi
Qi,
i = i
4,575 . T
+
K
L
i = L + 1
X,.
QLi
4,575 . T
K—1
-L
i = 1
J]
j = i + l
Q.j
4,575 . T
(velja le za bazične žlindre — pri kisilih žlindrah moramo upoštevati še povečanje notranje in proste energije zaradi polimerizacije).
Za računanje koeficientov aktivnosti komponent varilne žlindre pri srednji temperaturi varjenja 2050° K nisem postavljal posebnih enačb, temveč sem iz splošne enačbe za izračunavanje koeficienta aktivnosti izpostavil T (temperaturo) ter dobil naslednjo temperaturno odvisnost:
T . log fL = const.
1873 . log f MS:[0y (18730 K) = 2050 . log fMex0) (20500 K)
Koeficiente termodinamične aktivnosti, ki sem jih po enačbah od 8 do 13 računal za temperaturo 1600° C, sem preračunal na temperaturo 2050° K po naslednji enačbi11:
log ^Me1Oy (2050« K) = • log f Me,0, (1873» K) (en. 14)
V tabeli 4 in diagramih na slikah od 1 do 4 je prikazan potek vzpostavljanja ravnotežja med raz-taljeno žlindro in kovinsko talino vara pri varjenju pod varilnimi praški. Vsebnosti Mn in Si v varilni žici in čistem varu so analizirane, ravnotežne koncentracije Mn in Si pa izračunane iz analiz žlinder (tabela 3) po enačbah 5 in 6.
Op.: Dejanska ravnotežna vsebnost Si je med obema izračunanima vrednostima (višja od Ce* in nekoliko nižja od Ce — glej tabelo 4).
Iz tabele 4 in diagramov na slikah od 1 do 4 je razvidno, da je vsebnost Mn in Si v čistem varu »Cv« vedno med vsebnostjo Mn in Si v žici »Cž« in ravnotežno vsebnostjo Mn in Si »Ce«. To dokazuje, da reakcije med žlindro in kovino vara niso dokončane ter da bo nastopil odgor elementa v tistih primerih, ko je ravnotežna vsebnost elementa »Ce«, ki je izračunana iz analize varilne žlindre, nižja od vsebnosti elementa v žici »Cž«.
Ce < Cž — odgor elementa Ce > Cž — prigor elementa
3. Računanje ravnotežne aktivnosti kisika v talini kovine vara pri srednji temperaturi varjenja 2050° K
Potek oksidacijsko redukcijskih reakcij med raztaljeno žlindro in talino vara pri varjenju pod varilnimi praški je lepo viden tudi iz primerjave ravnotežnih aktivnosti kisika, ki so izračunane na osnovi vsebnosti FeO v žlindri (s pomočjo konstante K® ), na osnovi vsebnosti MnO v žlindri in
Fe
Mn v varu (s pomočjo konstante Kj^) in na osnovi vsebnosti Si02 v žlindri in Si v varu (s pomočjo
konstante Ki).
Si
Konstante Kpe, Kj^in K*, sem za temperaturo 2050° K izračunal iz enačb 1, 3 in 4, ki sem jih pisal v obliki aktivnosti, ker so količine Si v varu
Tabela 4: Prikaz smeri, kako poteka vzpostavljanje ravnotežja med talino žlindre in kovine vara pri varjenju pod varilnima praškoma EP 10 inEP 50 za reakciji: /Mn/ + (FeO) t~, /FeO/ + (MnO) in /Si/ + 2 (FeO) ^ 2 /Fe/ + (Si02)
	Reakcija:	Reakcija:	
	/Mn/ + (FeO) ji /Fe/ + (MnO)	/Si/ + 2 (FeO) jI /Fe/ + (SiOJ	
	C. C C z v e	C. C C ž v e	(Ce*)
EPP 1/EP 10	0,60 -> 1,17 -> 1,83	0,14->0,32->0,58	(0,43)
EPP 1/EP 50	0,60 -> 0,42 -> 0,31	0,14 -> 0,50 -> 0,65	(0,46)
EPP 2/EP 10	1,18 -> 1,45 -> 1,82	0,18 —> 0,36 —> 0,46	(0,36)
EPP 2/EP 50	1,18 —> 0,67 —> 0,44	0,18 -> 0,68 -> 1,14	(0,69)
EPP 3/EP 10	1,61->1,64->1,77	0,17->0,35->0,45	(0,35)
EPP 3/EP 50	1,61->0,71->0,37	0,17 -> 0,61 -> 0,80	(0,54)
Cž— vsebnost Mn in Si v varilni žici (ut. °/o) Cv — vsebnost Mn in Si v čistem varu (ut. °/o) C* — ravnotežna vsebnost Mn in Si (ut. %); računana Cc — ravnotežna vsebnost Mn in Si (ut. %); računana
s predpostavko, da je fsi = 1 s ^Si (1600° C) = ■ 0/0
2Jj-\
1,8 'fi
1,4 1,2 1,0 0,6 0,6 0,4 02 0
Legenda■■
x - Ci	t vsebnost Mn v varilni žici)
o - Cv	(vsebnost Mn v varil )
4 - Ce	I ravnotežna vsebnost Mn)
Vrsta
vcrilnežice: EPP1
EPP3
EPP2
Slika 1
Vzpostavljan je navideznega ravnotežja reakcije: /Mn/ + + (FeO) JŽ /Fe/ + (MnO), pri varjenju pod praškom EP 10 z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3
Fig. 1
Established quasi-equilibrium of the reaction /Mn/ + + (FeO) JŽ /Fe/ + (MnO) in submerged are vvelding using EP 10 powder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 vvires
2,0-7.8 -7,6 1,4
V 1,0-0,8 0,6-0,4 0,2
Leoenda.-
x - Cz	(vsebnost Mn v varilni žici)
o - Cv	t vsebnost Mn v varuj
4 - Ce	I ravnotežna vsebnost Mn)
M-sta
varilne žice: EPP1
EPP3
EPP2
Slika 2
Vzpostavljan je navideznega ravnotežja reakcije: /Mn/ + + (FeO)jl/Fe/ + (MnO), pri varienju pod praškom EP 50 z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3
Fig. 2
Established quasi-equilibrium of the reaction /Mn/ + + (FeO) /Fe/ + (MnO) in submerged are vvelding using EP 50 povvder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 vvires
znatne ter jih moramo zato kljub visoki srednji temperaturi varjenja upoštevati.11
kf =
Fe
K =
Mn
K* =
Si
■•FeO
• fpeO
(2050° K)
■■ 2,26 = 3,47
a/o/
Xy|nQ ■ f MnO (2050° K) a o/ ■ /0/° Mn/
XsiQ2 • fsiOa (2050» K) a2/O/ • /0/o Si/ • fsi (2050« K)
= 1585
>1°■ 0,9-0,8-0,7 0,6-0,5-0,4-0,3
o^H 0.1
Legenda:
x - Ci	(vsebnost Si v varilni Iti)
o - Cv	(vsebnost Si v varu )
4 - Ce	( ravnotežna vsebnost Si )
VMa
varilne žice: EPP1
EPP2
EPP 3
Slika 3
Vzpostavljanje navideznega ravnotežja reakcije: /Si/ + + 2 (FeO) zl 2 /Fe/ + (Si02), pri varjenju pod praškom EP 10 z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3
Fig. 3
Established quasi-equilibrium of the reaction /Si/ + + 2 (FeO) 2 /Fe/ + (Si02) in submerged are vvelding using EP 10 povvder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 wires
7,2-1
v-
7,0-Q9-0,8-0,7-
Q6-^
0,4-0,3
s Q2 0,1
x - Cž Ivsebnost Si v varilni žici) o - Cv (te-^sf Si v varu ) 4 - Ce (ravnotežna vsebnost Si )
Vrsta
varilne žice: EPP1
EPP2
Slika 4
EPP 3
Vzpostavljanje navideznega ravnotežja reakcije: /Si/ + + 2 (FeO) jI 2 /Fe/ + (Si02), pri varjenju pod praškom EP 50 z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3
Fig. 4
Established quasi-equilibrium of the reaction /Si/ + + 2 (FeO) 2 /Fe/ + (SiO,) in submerged are vvelding using EP 50 povvder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 vvires
enačbe (en. 1), ki jo lahko pišemo v naslednji obliki:
a/o/ =
_ XFcQ . fFe0 (20500 K) _ XMn0 ■ fMn0 ( 2050° K: _
2,26
3,47. /% Mn/
Študij poteka reakcij na osnovi primerjanja ravnotežnih aktivnosti kisikov izvira iz ravnotežne
-Y
^SiO; • fsiO; (2050° K)
1585./% Si/, f Si (2050° K)
(en. 15)
V tabeli 5 in diagramih na slikah 5 in 6 so podane izračunane ravnotežne aktivnosti kisikov v talini kovine vara pri temperaturi 2050° K.
Tabela 5: Primerjava ravnotežnih aktivnosti kisikov v talini kovine vara (2050° K), ki so izraču-
nane s pomočjo konstant Kpe,
K L in K:
Mn
Si
0,0300-
0,0250
0,0200
	a(FeO)	a(MnO)	[ a(Si02)		
	Fe	KMn" a/Mn/	V Ksi-a/Si/		0,0150
EPP 1/EP 10	0,0188	0,0298	0,0256 (0,0227)		
EPP 1/EP 50	0,0169	0,0125	0,0194 (0,0158)		0,0100
EPP 2/EP 10	0,0202	0,0256	0,0230 (0,0200)		
EPP 2/EP 50	0,0131	0,0087	0,0171 (0,0131)	C a	0,0030-
EPP 3/EP 10	0,0202	0,0219	0,0233 (0,0202)	1	
EPP 3/EP 50	0,0151	0,0081	0,0175 (0,0138)		
a(FeOJ
Op.: Ravnotežne aktivnosti kisikov v talini kovine vara (2050° K) s pomočjo konstante K*, sem računal tako, da sem enkrat predpostavljal, da je fSi = 1, drugič pa sem računal kar z fsi(1600°C) (podatek v oklepaju). Dejanska ravnotežna aktivnost kisika je med obema izračunanima vrednostma.
0,0300-,
0,0250
0,0200
0,0150
0.0100
0,0050 ■
Legenda-•
* - "
O - a/o/ = 4 - °/Q/ =
°!FeO) "h °t MnO) Kj^/KMn/
"(SiPi) K°/%Si/
Vt^sta
varilne žce:
EPP1
EPP2
EPP3
Slika 5
Izračunane ravnotežne aktivnosti kisikov v talini kovine vara (2050° K) pri varjenju pod praškom EP 10 z žicami EPP1, EPP2 in EPP3
Fig. 5
Calculated equilibrium oxygen activities in the metal melt of the weld (2050 K) in submerged are vvelding using EP 10 povvder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 vvires
Vrsta
varilne žice:
EPP1
EPP2 Slika 6
EPP 3
Izračunane ravnotežne aktivnosti kisikov v talini kovine vara (2050° K) pri varjenju pod praškom EP 50 z žicami EPP 1, EPP 2 in EPP 3
Fig. 6
Calculated equilibrium oxygen activities in the metal melt of the weld (2050 K) in submerged are vvelding using EP 50 povvder and EPP 1, EPP 2, and EPP 3 vvires
Ravnotežne aktivnosti kisikov, ki so izračunane s pomočjo različnih konstant (Kpe, in K|.), se v istem primeru varjenja med seboj razlikujejo zato, ker oksidacijsko redukcijsko reakcije med raztaljeno žlindro in talino kovine vara ne utegnejo poteči do konca, žlindra in var zamrzneta pred vzpostavitvijo ravnotežja — vzpostavi se navidezno ravnotežje.
Prigor Si in Mn med varjenjem nastopi v primeru, če ju železo reducira iz varilne žlindre (glej sliko 5 in tabelo 5 —primeri varjenja EPP 1/EP 10, EPP 2/EP 10 in EPP 3/EP 10):
X?eQ • ^FeO KFe a
^FeO • W>
<
^MnO • ^MnO KMn "/%Mn/
m
K:
<
Fe
Y
^SlOz • fsiO; . /% Si/ . fsi
V opisanem primeru redukcije z železom je koncentracija MnO, oziroma Si02 v varilni žlindri večja, koncentracija Mn oziroma Si v varu pa manjša, kot bi odgovarjalo ravnotežnim pogojem.
Prigor Si in odgor Mn med varjenjem pa nastopi, če Mn reducira Si iz varilne žlindre (glej sliko 6 in tabelo 5 — primeri varjenja EPP 1/EP 50, EPP 2/EP 50 in EPP 3/EP 50):
Tabela 6: Mehanske vrednosti čistih varov
	meja raztezanja (kp/mm2)	trdnost (kp/mm2)	raztezek %	kontrakcija (%)	žilaivost po V Notch (kpm/cm2) + 20° C 0° C — 20" C	
EPP 1/EP 10	39,3	48,9	28,0	64,0	10,7	7,8 4,9
EPP 1/EP 50	40,4	49,2	18,0	28,5	6,3	4,5 4,2
EPP2/EP 10	41,7	53,0	30,0	64,1	9,2	7,2 4,7
EPP 2/EP 50	43,0	54,3	28,0	53,0	8,1	5,3 3,7
EPP 3/EP 10	40,8	52,2	26,0	52,5	9,1	2,8 1,3
EPP 3/EP 50	41,5	52,2	30,0	66,4	9,7	5,0 4,3
X
MnO • f MnO
KMn ' M"/
<
V
X
SiOi
.f,
S1O2
Kg.. /% Si/ . f
Si
V tem primeru reducira Mn poleg Si tudi Fe iz varilne žlindre:
^MnO • ^MnO
K^./o/0Mn/
<
X
FeO • ^ FeO
K;
Fe
težnih vsebnosti kisika, ki so izračunane s pomočjo različnih konstant (K^e , in K^ ) za isti primer varjenja. Te se zaradi nedokončanega poteka oksidacijsko redukcijskih reakcij med seboj razlikujejo.
Prigor Si in Mn med varjenjem nastopi v primeru, če ju železo reducira iz varilne žlindre:
XpeQ • fFeO ^ XMn0 . fjvlnO
V primeru redukcije varilne žlindre z Mn je koncentracija Si02, oziroma FeO v varilni žlindri večja, koncentracija Si v varu pa manjša, kot bi odgovarjalo ravnotežnim pogojem.
II. FIZIKALNE LASTNOSTI ČISTIH VAROV, VARJENIH Z ŽICAMI EPP 1, EPP 2 IN EPP 3 POD VARILNIMA PRAŠKOMA EP 10 IN EP 50
Čistim varom vseh opisanih kombinacij varjenj smo določili fizikalne lastnosti. Rezultati mehanskih preiskav so podani v tabeli 6.
Iz mehanskih vrednosti je razvidno, da sta za varjenje pod taljenim silikatnim visoko maingan-skim praškom EP 10 primerni žici EPP 1 in EPP 2, za varjenje pod taljenim visoko silikatnim praškom EP 50 pa žica EPP 3. Solidne mehanske vrednosti dobimo pri varjenju pod praškom EP 50 tudi z žico EPP 2.
ZAKLJUČEK
1.	Oksidacijsko redukcijske reakcije med raz-taljeno varilno žlindro in kovinsko talino vara pri varjenju pod varilnimi praski ne potečejo do konca. Žlindra in var zamrzneta pred vzpostavitvijo ravnotežja — vzpostavi se navidezno ravnotežje.
2.	Vsebnost Mn in Si v čistem varu »Cv« je vedno med vsebnostjo Mn in Si v žici »Cž« in ravnotežno vsebnostjo Mn in Si »Ce«, ki je izračunana iz analize varilne žlindre.
Odgor elementa bo nastopil, če bo: Ce < Cž, prigor pa v primeru, če bo Ce > Cž.
3.	Potek oksidacijsko redukcijskih reakcij med raztaljeno žlindro in talino vara pri varjenju pod varilnimi praški je viden tudi iz primerjave ravno-
K
<
Fe
^FeO • *FeO
K*
K* ./»/»Mn/
Mn
m
<
V
X
■SiOz • fsiO;
K* . /% Si/ . fsi
"Fe	* Si
Prigor Si in odgor Mn med varjenjem pa nastopi, če Mn reducira Si iz varilne žlindre:
^MnO
■ 4ln0
KMn * /%
<
f
X
SiOj • 'siCh
Kg. . /% Si/ . fSi
V tem primeru reducira Mn poleg Si tudi Fe iz varilne žlindre:
^MnO • ^MnO ^ XFeo • fpeO
K^./%Mn/
<
^e
4. Taljeni silikatni visoko manganski prašek EP 10 je primeren za varjenje v kombinaciji z nizko legiranima žicama EPP 1 in EPP 2, taljeni visoko silikatni prašek EP 50 pa je primeren za varjenje v kombinaciji z visoko legirano žico EPP 3.
Literatura
1.	Kock: »Handbuch der Schweisstechnoilogie Lich-tbogen-schweissen« — Diisseldorf 1961
2.	D. Seferijan: »Metalurgija zavarivanja« — Beograd 1969
3.	J. H. Palm: Welding Journal 51 (1972), št. 7, str. 358-S/360^S
4.	A. A. Kazakov: »Kislorod v židkoj stali« — Moskva 1972
5.	A. A Erohin: Fizika i hemija obrabotki materialov (1969), št. 5, str. 56/61
6.	L. Limpel: Varilna tehnika 22 (1973), št. 1 str. 1/5
7.	J. F. Blldott, M. Gleiser: »Thermochemistry for Steel-making — II« — London 1960
8.	D. Ja. Povolockij: »Razkislenie stali« — Moskva 1972
9.	V. I. Javojskij: »Theorie der Stahlerzeugung« — Leipzig 1969
10.	V. A. Kožeurov: »Termodinamika metallurgičeskih šla-ikov« — Sverdlovsik 1955
11.	R. Kejžar: »Vpliv dezoksidantov na prenos kisika pri varjenju z oplaščenimi elektrodami« (Disertacija — Fakulteta za NT Univerza v Ljubljani, Ljubljana 1974)
ZUSAMMENFASSUNG
Beim Unterpulverschvveissen verlaufen zvvischen der Schweissschlacke und der Schweissgutschmelze Oxyda-tions-reduktionsreaktionen, welche zu der Einstellung des Gleichgewichtes neigen. Der Verlauf der genannten Reak-tionen ist von der chemischen Zusammensetzung der Schlacke und des Schweissgutes abhangig und entscheidend fiir den Zubrand und Abbrand der Legierungselemente vvahrend des Schweissens.
Der Gehalt von Mn und Si ist im Schweissgut »Cv« immer zwischen dem Mn und Si Gehalt im Draht »Cž« und dem Gleichgevvichtsgehalt des Mn und Si »Cc«, welcher aus der chemischen Zusammensetzung der Schvveisschlacke ausgerechnet ist (Abbrand: Ce < Cž, Zubrand: Cc > Ct)
Ein Zubrand von Si und Mn vvahrend des Schvveissens tritt auf im Falle, wenn diese durch den Eisen aus der Schweisschlacke reduziert werden:
XFeO fFeO
K
Fe
XFeO fFeO .
X
MnO fMnO
und
K /% Mn/ Mn
K
Fe
v-
X
Si02 Si02

i Si/E
Si
Ein Zubrand von Si und Abbrand von Mn vvahrend des Schvveissens teilt auf, wenn Mn den Si aus der Schweisschlacke reduziert:
XMnO fMnO K^n/%Mn/
V-
XSiO; f SiP; K^/o/oSi/Esi
In diesem Fall reduziert Mn neben Si auch Fe aus der Schweissschlacke:
XMnO fMnO
K*n/%Mn/
X FeO f FeO
K
Fe
Unterschiede zvvischen einzelnen Gliedern der Gleich-gewichtsgleiche tretten auf wegen des Einfrierens der Reaktionen zvvischen der Schlacke und dem Schweissgut vor der Einstellung des Gleichgewichtes.
SUMMARY
In submerged are vvelding redox reactions between molten slag and metal take plače in order to achieve the equilibrium. Course of the mentioned reactions depends mainly on the chemical composition of slag and vveld and it is essential for loss or gain of alloying elements.
Mn and Si content in pure weld »Cv« lies always between the Mn and Si content in the rod »Cž« and the equilibrium content of Mn and Si, »C,«, calculated from the analysis of vvelding slag (gain: C„ > Cž, loss: C„ < Cž).
Gain of Si and Mn during welding occurs if they are reduced from the vvelding slag by iron: and
X
FeO FeO
K
Fe
fFeO fFeO
K
Fe
X
MnO fMnO
K a /% Mn/ Mn
and
<
f
X
Si02 ESiOj
K si Si/E si
Gain of Si and loss of Mn during vvelding occurs vvhen Si is reduced from the slag by Mn:
XMnO fMnO
Ka
Mn
I Mn/
F
XSi02 f SiPi
Ksi /% Si/ E a	Si
In this čase also Fe form the slag is reduced by Mn:
XMnO fMnQ
Ka /% Mn/ Mn
<
XFeO fFeO
Ka Fe
Differencies betvveen the single terms of the equili-brium equation (equation 1) appear due to freezing of the system before the equilibrium is achieved.
3AKAK)qEHHE
lipa CBapKH noA CBapo^hbimii nopoiHKanra MeacAY pacnAaBAeHHUM raAaKOM H pacnAaBAeHHUM MeTaAAOM npOHCXOAaTI> OKHCAHTeALHO-peAYKI!HOHHije peaKUHH, KOTOpbie CTpeMHTbCa BOCCTaHOBHTb paBHO-Becne. riOTOK 3thx peaKUHH 3aBHCHT OT XHMHqeCKOra COCTaBa uiAaKa h CBapHora uma h HMeeT rAaBHyio poAb Ha yBeAHieHHe BbixoAa saemehtob h yrap 3aemehtob bo BpeMa CBapKH. CoAepacaHHe Mn h Si b ihctom cbapomhom xuby »C« HaxoAHTbca BcerAa b npcAOAax coAepjKamiH Mn h Si b npoboaokh »Cn < h co-AepacaHHeM paBHOBecna Mn h Si b »Ce«, KOTopoe BbicmiTaHa h3 aHaAH3a CBapo^nora uiAaKa (yrap: Ce < C m ; npurop: Ce > Cm ahnehhe BbixoAa Si h Mn bo BpeMa cbapkh HacTynaeT b cayqan, ecAH hx aceAe30 peAYUHpyeTb H3 CBapoMnora uiAaKa.
XFeO fFeO
X
K
Fe
MnO MnO
K a /% Mn/ Mn
XFeO fFeO
Fe
f
XSiOz ESiQ2 Ksf/%Si/Esi
VBeAiraeHHe BbixOAa h yrap bo BpeMa CBapKH HacTynaeT TorAa, KorAa peAyuiipyeT h3 CBapoiHora uiAaKa:
XMnO fMnO
Ka /°/o Mn/ Mn
Y-
XSi02 fSi02
Ka /% Si/ E Si	Si
B stom CAyqaio Mn peAYUHpyeT KpoMe Si TaioKe Fe 113 CBapoq-nora uiAaKa:
XMnO fMnO
Kd /% Mn/ Mn
XFeO fMnO
k;
Fe
Pa3HHUbi Me3KAY OTAeAbHbiMH lAeHaMH ypaBHeHHa paBHOBecHa (ypaBH. 1) HacTynaT bcacactbhh 3aMapa>KHBaiiHa peaKUHH MeacAy uiAaKOM h CBapoiHbiM uibom ao BoccTanoBAeHHH paBHOBecua.