ния температуры капель несколько уменьшаются силы поверхностного натяжения. При некотором значении тока, называемом критическим, наблюдается струйный перенос электродного металла. Величина критического тока, согласно данным А. В. Петрова [206], определяется из выражения /кр = k |/~ом_ггэ, где k — коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально.

Существенное влияние на величину [кр оказывают примеси, вводимые в защитный газ. Так, добавки в аргон азота при использовании проволок из хромоникелевых нержавеющих сталей приводят [171] к росту /кр, причем в этом случае происходит и увеличение значения стм-г [80].

Заметно снижается величина критического тока при добавке к аргону кислорода. Согласно [251], это связано с совместным действием таких факторов, как магнитные свойства кислорода, и снижением поверхностного натяжения расплавленного электродного металла.

Известно [186, 251], что при сварке в С02 или смесях газов, содержащих С02, не удается получить струйного переноса электродного металла даже при высоких значениях силы сварочного тока. При сварке в углекислом газе весьма большое влияние на перенос электродного металла оказывают реактивные силы. В. И. Дятлов объясняет это более высокой степенью сжатия дуги, горящей в С02, обусловленной усиленным ее охлаждением из-за теплопроводности газа и диссоциации молекул С02 [95]. Крупнокапельный перенос электродного металла при сварке в С02 связан еще и с тем, что проволоки, применяемые обычно в этом случае, содержат около 1 % кремния. Наличие последнего в металле, как показали наши исследования [811, приводит к незначительному снижению поверхностного натяжения металла, контактирующего с окислительной газовой средой. Уменьшить размер капель можно введением в проволоку активирующих добавок [60], снижающих поверхностное натяжение металла и степень сжатия дуги.

В результате сильного охлаждающего действия, приводящего к росту реактивных сил, а также незначительного влияния Н2 на величину ом_г добавки водорода в аргон приводят к росту /кр. По этим же причинам, а также вследствие затрат тепла на диссоциацию молекул воды наблюдается крупнокапельный перенос электродного металла и при сварке в среде водяного пара [265].

Общие закономерности переноса металла при дуговых способах сварки характерны и для порошковых проволок. И в этом случае, несмотря на некоторые особенности [317], процесс плавления носит периодический (капельный) характер. Поэтому так же, как и при сварке покрытыми электродами или при сварке в защитных газах, снижение поверхностного натяжения металла электродной капли приводит к уменьшению массы капли [46, 236]. Так, воздействие легирующих компонентов на массу капель электродного металла соответствует поверхностной активности данных компонентов [46].

Межфазное натяжение на границе металл —шлак оказывает существенное влияние на перенос электродного металла и при электрошлаковой сварке, причем оно проявляется в большей мере при исполь-

зовании пластинчатых электродов, чем при сварке проволочными электродами. Перенос металла при СЕарке пластинчатым электродом в наибольшей мере определяют силы тяжести и межфазного натяжения [133].

Столь существенное влияние поверхностных сил на перенос электродного металла при электрошлаковой СЕарке объясняется следующими причинами. Прежде всего, вследствие сравнительно низкой температуры электродных капель перенос металла практически не зависит от реактивных сил паров и газов. Кроме того, с увеличением диаметра электродов и снижением на нем плотности тока уменьшается

Рис. 20. Зависимость средней массы капель от величины сварочного тока при сварке электродами У ОНИ-13/45 диаметром 8 мм [236] (с) и ОММ-5 диаметром 5 мм [201] (б): / — прямая полярность; 2 — обратная полярность.

роль электромагнитных сил. Все это способствует повышению роли поверхностных сил в переносе электродного металла при электрошлаковой сварке.

При сварке толстопокрытыми электродами, под флюсом, электрошлаковой сварке через межфазную границу металл — шлак на стадии капли протекает электрический ток. При определенных составах металла и шлака это может привести к появлению электрокапиллярных явлений, что вызовет изменение величины межфазного натяжения в зависимости от полярности тока. Изменение величины межфазного натяжения вследствие электрокапиллярных явлений должно изменить величину поверхностных сил, а следовательно, массу и размеры капель при изменении полярности сварочного тока. Такой вывод подтверждается экспериментальными данными, показывающими, что во многих случаях размеры электродных капель при сварке на прямой полярности меньше, чем на обратной.