! Рис. 88. Кинетика растекаемости расплава бронз БрКМцЗ-1 (а) о и БрАМц9-2 (б) по поверхности чугуна СЧ20 (защитная среда — аргон):

/ — без тока; 2,3 — ток соответственно прямой н обратной полярности.

При использовании бронзы БрАМц9-2 растекаемость зависит от полярности тока. При одной и той же температуре расплава (1620 К) время начала растекания алюминиевой бронзы составляет 2 с, время завершения — 6—8 с. Однако без применения тока, а также при обратной его полярности (анод — расплав) не достигается полная растекаемость бронзы по поверхности чугуна (рис. 88, б). При токе прямой полярности (катод — расплав) растекаемость резко улучшается и достигает максимального значения спустя 6 с. Однако в этом случае и время начала растворения наступает раньше. Наличие тока как прямой, так и обратной полярности в значительной степени влияет на процесс растворения чугуна. Оно начинается через 4 с после погружения образца, т. е. на 2 с раньше, чем при отсутствии тока. Скорость же растворения чугуна в расплаве бронзы БрАМц9-2 и БрКМцЗ-1 практически одинаковая.

4. Улучшение смачиваемости при сварке разнородных металлов

Ввиду того что теория терморастекания (т. е. растекания в неизотермических условиях) при взаимодействии с подложкой отсутствует, представлялось целесообразным сопоставить термический цикл

сварки и временную зависимость краевого угла смачивания. На рис. 89 приведены совмещенные зависимости термического цикла сварки и краевого угла смачивания от времени. Время контакта твердого металла с жидким при сварке составляет несколько секунд. За этот промежуток температура стальной кромки повышается, а процесс смачивания интенсифицируется. Краевой угол смачивания уменьшается примерно от 50 до 20° в течение 2—3 с. Сопоставление скорости растекания при температурах сварочного процесса 1073—1173 К со скоростями сварки около 0,2 м/с указывает на возможность получения в некоторых условиях (например, при электронно-лучевой сварке алюминия со сталью) удовлетворительной смачиваемости без применения дополнительных мер.

В случае сварки на переменном и постоянном токе обратной полярности имеет место так называемое катодное распыление. Как указывалось выше, при аргонодуговой сварке алюминия со сталью появляются дополнительные движущие силы процесса растекания за счет давления дуги и потока аргона на сварочную ванну.

В работе [256] отмечалось, что существенное различие физических свойств приводит при сварке алюминия со сталью к нарушению симметрии температурного поля относительно оси шва. Изотермы в алюминиевом сплаве опережают изотермы в стали, а ширина зоны разогрева стали в несколько раз меньше ширины зоны разогрева алюминиевого сплава. Рассмотрение температурных полей при сварке разнородных пластин показывает, что ширина зоны разогрева стали СтЗ даже выше 773 К (скорость сварки 10 м''с) не 1 резышает 3—4 мм.

По-видимому, необходимо применять дополнительные меры для интенсификации процессов смачивания в условиях дуговой сварки алюминия со сталью, медью и другими тугоплавкими металлами и сплавами, например использование гальванических покрытий на стали.

В связи с этим представляло интерес выяснить минимальную температуру стальной и медной кромок, при которой последние могут с .ачиваться алюминием, а также изучить влияние гальванических покрытий на смачивание стали и меди алюминием в условиях дуговой сварки.

Смачивание и растекание алюминия по железу с покрытием. Для

экспериментов использовались стальные пластины размером 200 X

Рис. 89. Совмещенные зависимости температуры и краевого угла смачивания от времени.