(кривая 1) и начальной температуры подложки (кривая 2) при одинаковом времени воздействия дуги на алюминиевый образец, равном 10 с.

Влияние тока на величину краевого угла объясняется воздействием тока на эффект очистки алюминиевого расплава от оксидной пленки [274]; характер изменения кривой 2 подтверждает наблюдающееся в условиях практики сварки положение о том, что растекание затвердевающего расплава по предварительно подогретой поверхности твердого тела происходит тем лучше (на большую площадь), чем выше

температура подогрева основы (при постоянной начальной температуре жидкой фазы). Угол, образованный затвердевшей каплей с подложкой, при этом оказывается меньшим и может наряду с площадью растекающейся капли служить характеристикой способности жидкой фазы смачивать твердую в неизотермических условиях [160]. Изменение (рис. 41, б) площади контакта алюминий — сталь (кривая / — Т„ = = 913 К, кривая 2 — Тп = 983 К при одинаковом токе сварки /св = = 38 А) и краевого угла смачивания (кривая 3) находится в прямой зависимости от времени воздействия дуги тд на расплав алюминия.

Полученные комбинированные образцы, отличающиеся профилем наплавленного алюминия (краевым углом 6), испытывали в специальном устройстве (рис. 42)'на разрывной машине. При приложении усилия Р шток отрывал наплавленный алюминий, и по размеру кольцево- ; го отпечатка на алюминии замерялась фактическая площадь контакта. Разрыв при испытаниях происходил либо по границе раздела, либо частично по наплавленному алюминию. Общая закономерность изменения прочности соединения алюминий — сталь в зависимости от краевого угла смачивания (/св = 38.40 А, Тп = 938 К) также представлена на рис. 42. Зависимость о — / (6) является производной от нескольких параметров. Экспериментально показано (рис. 43), что при постоянной температуре подложки (Тп = 583 К) и времени воздействия дуги на алюминиевый образец (тд = 10 с) с увеличением тока растет как прочность соединений (рис. 43, с, кривая /), так и площадь контакта (кривая 2).

При постоянном значении сварочного тока (/св = 38 А) и температуры подложки (Тп = 983 К) рост прочности соединения пропорционален времени воздействия дуги на алюминиевый расплав (рис. 43, б).

Рис. 42. Зависимость прочности со единения алюминий — сталь от крае вого угла смачивания и схема испы тания образца.

Хотя увеличение температуры подложки и способствует уменьшению угла б, однако оно приводит к уменьшению прочности соединения алюминия со сталью (рис. 43, в).

Таким образом, улучшение смачиваемости стали расплавом алюминия в результате действия дугового разряда способствует увеличению прочности соединения.

Следует отметить, что при определении основных соотношений между смачиваемостью стали алюминием и прочностью соединения алюминий — сталь нас не интересовала абсолютная величина прочности. Прочность соединения была довольно низкой. По-видимому, это связано прежде всего с ростом температуры исследуемой системы, происходящим вследствие действия электрической дуги. Замеры температу-

аб6

Рис. 43. Зависимость прочности соединения алюминий — сталь от сварочного тока (о), времени воздействия дуги (б) и начальной температуры подложки (в): а - Тп = 983 К. тс = 10 с; б - Гп = 983 К, /с„ = 38 А.

ры показали, что под действием дуги температра подложки возрастала за 10 с на 300—600 К. Поэтому повышение начальной температуры подложки приводило к более заметному росту температуры в контакте в конце опыта. Последнее создавало условия для более интенсивного образования интерметаллидов, что снижало механические свойства соединения алюминий — сталь. Технологические приемы повышения прочностных характеристик сварных сталеалюминиевых соединений подробно изложены в работе [2561.

4. Смачивание промышленных алюминиевых сплавов собственными расплавами в неизотермических условиях

Исследование смачивания алюминия и сплавов на его основе алюминиевыми расплавами проводилось в неизотермических условиях на установке растекания капли в вакууме не выше Ю-4 мм рт. ст. [161]. Объектами исследования были алюминий гранулированный марки ЧДА, алюминий листовой чистоты 99,99 % и некоторые промышленные алюминиевые сплавы, имеющие в качестве основного легирующего компонента магний (5—6,5 % для сплавов 1 и 2; 2—2,5 % для сплава 3). Кроме добавок магния сплавы имели: сплав 1 — добавки 2п, Мп, Хт, $1, Ре, Си (суммарное содержание около 2 %); сплав 2 — до-