УДК 621.791.001.5

Поверхностные явления при сварке металлов / Пацкевич И. Р., Рябов В. Р., Деев Г. Ф. ; Отв. ред. Рабкин Д. М. ; АН Украины. Ин-т электросварки им. Е. О. Па-тона.— Киев : Наук, думка, 1991.— 240 с— ISBN 5-12-001658-8

В монографии рассмотрены поверхностные свойства взаимодействующих при сварке металлов. Изучены смачиваемость и растекание разнообразных пар металлов в изотермических и неизотермических условиях. Определено влияние внешних воздействий на указанные явления. Впервые описаны поверхностные явления, возникающие под действием дугового разряда при сварке металлов. Приведены данные, необходимые для выбора конкретных режимов сварки однородных и разнородных металлов. Обобщены и систематизированы сведения о поверхностном натяжении, капиллярной составляющей и т. п.

Для научных и инженерно-технических работников, занятых в области металлургии и технологии сварочного производства; может быть полезна аспирантам И студентам вузов.

Ил. 98. Табл. 14. Библиогр.: с. 224—239 (365 назв.).i

Ответственный редактор Д. М. Рабкин

Утверждено к печати ученым советом Института электросварки нм. Е. О. Патона АН Украины

Редакция технической литературы

Л. АоЬка " I О Т Г К А

Черн!,. .кого те :но.ю-пчкг о тституту

Пацкевич Иван Романович, Рябов Владимир Рафаилович, Деев Герман Федорович

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ МЕТАЛЛОВ

Художественный редактор И. М. Галушка, Технический редактор И. А. Рашпер, Корректоры Л. Н. Речкалова. Л. Н. Лембак

Сдано в набор 20.02.91. Подп. в печ. 27.07.91. Формат бОХЭО'Ле. Бум. тип. № 2. Лют. гарн, Выс. печ. Усл. печ. л. 15.0. Усл. кр.-отт. 15,0. Уч.-изд. л. 18,42. Тираж 1100 экз. Заказ 1—635.

Цена 4 р. 60 к.

Издательство «Наукова^думка», 252601, Киев 4. ул. Репина, 3.

Отпечатано с матриц Головного предприятия РПО «Полиграфкнига». 252057. Киев-57, ул. Довженко, 3 в Киевской книжной типографии научной книги. 252004, Кнев-4, ул. Репина, 4й,

Зак. 1-692.

2704000'Нт-ЗбО

М221(04)~91 БЗ"6-13-91

ISBN 6-12-001668-8

В. Р. Рябов, Г. Ф. Деев, 1991

Поверхностные явления играют решающую роль в образовании прочных связей при соединении различных металлов. От величины повеохностного и межфазного натяжений зависят форма шва, получаемого при сварке, и ширина валика, наплавляемого за один проход. Величина поверхностного натяжения металла и шлака, межфазного натяжения на границе металл — шлак существенно влияет на отделяемость шлаковой корки, имеющей особое значение при многослойной сварке или наплавке под слоем флюса.

Связь поверхностных свойств металла и формы сварного шва подтверждается экспериментально. Установлено, что с уменьшением величины межфазного натяжения наплавленный валик получается более плоским. Влияние сил поверхностного натяжения на формирование корня стыковых швов отмечено в работах ¡¡05, 203, 256, 290].

В последние годы значительно увеличилось число работ, посвященных изучению закономерностей растекания жидких металлов по поверхности твердых, проведенному с привлечением современных методов исследований и обработки результатов измерений.

Смачивание поверхности твердого тела жидкостью в большинстве случаев изучается в условиях равенства температур твердой (и жидкой фаз. Такое «изотермическое» смачивание для многих систем исследовано в достаточно широком диапазоне температур, причем температура основы и расплава поддерживается постоянной, выше температуры плавления жидкой фазы или равной ей. Наиболее распространенным для изучения смачивания вследствие относительной простоты эксперимента и надежности полученных данных в настоящее время является «капельный» метод, при котором исследуемый расплав берется в малом количестве (0,5—5 г) и б виде капли приводится в контакт с подложкой. Преимущество данного метода также в том, что до приведения в контакт подложку и навеску можно подогревать раздельно, что ис-к. ю 1ает их взаимодействие в процессе нагрева.

Однако некоторые технологические процессы (пайка, металлизация, напыление и др.) осуществляются в условиях, когда температура основного металла ниже температуры приводимого с ним в контакт расплава. При этом на границе раздела фаз протекают физико-химические процессы, осложняющиеся тем, что температура жидкой фазы понижается, а температура твердой — повышается. Это не позволяет считать процесс взаимодействия фаз равновесным, протекающим с изотермическим смачиванием.

В то же время практика работы с простыми системами показывает, что растекание затвердевающего расплава по предварительно подогретой поверхности твердого тела происходит тем лучше, чем выше температура основы (при постоянной начальной температуре жидкой фазы). Угол, образовавшийся между затг^рдевшей каплей и подложкой, в этом случае может, наряду с площадью растекшейся капли, служить характеристикой способности жидкой фазы смачивать твердую фазу в ие-изотермических условиях. Такое смачивание называется неизотерыическим [160].

Необходимо отметить, что хотя основные закономерности смачивания описаны, механизм и кинетика растекания в условиях реальных систем остаются недостаточно ясными. До последнего времени отсутствовала информация о растекании алюминия и его сплавов по металлам группы железа, меди, титана я др. Применительно к сварке плавлением разнородных металлов процессы смачивания до последнего времени