Рис. 68. Зависимость краевого угла смачивания стали ВНС-9 алюминием (а) и сплавом АК5 (б) от сварочного тока: / — /св = 10 а: 2 — 1СВ = 30 а: .3 — / = 45 а; 4 — /св = 75 а.

Таю м образом, увеличение сварочного тока и уменьшение массы навески способствуют улучшению смачиваемости стали ВНС-9. Установлено, что повышение температуры подложки от 973 до 1273 К не оказывает заметного влияния на смачиваемость указанной марки стали алюминиевыми расплавами. Хотя под воздействием дуги температура расплава при любой массе капель возрастает до 1273—1473 К, по-видимому, основной причиной улучшения смачиваемости и в этом случае является удаление оксидной пленки под действием дуги [352]. Поэтому при увеличении массы капли, сопровождающейся ростом ее поверхности, требуется больше времени (при неизменном токе) для удаления оксидной пленки. Последнее ухудшает смачиваемость стали алюминиевыми расплавами. Действие Б1 сказывается в понижении поверхностного натяжения расплава АК5.

Таким образом, достаточное растекание и смачивание поверхности стали алюминием возможны лишь при удалении оксидной пленки с поверхности алюминия или алюминиевого сплава. Этого можно добиться применением, например, флюса АФ-4А. Исследования показали, что при отсутствии флюса алюминий и сплав АК5 не смачивают поверхность стальной подложки. В этом случае краевые углы смачи-

вания составляют 120—146°, причем повышение температуры от 973 до 1273 К не влияет на эти значения. Только при длительном контакте алюминиевого расплава с подложкой (примерно 10—15 мин) наблюдается изменение 6, причиной которого является взаимодействие расплава с подложкой. Нанесение небольшого количества флюса (3—8 мг) на проволоку улучшает смачиваемость стальной подложки расплавами алюминия и сплава АК5. С учетом этого проведены опыты по сварке: количество флюса изменялось незначительно (5—7 мг), температура подложки во всех случаях оставалась неизменной и равной 923 К- Увеличение сварочного тока с 20 до 95 А (следовательно, и осевого давления дуги) приводит к резкому уменьшению краевого угла смачивания, особенно в первые 3—5 с.

Влияние массы капли на изменение краевого угла смачивания выражено не столь отчетливо, решающим фактором в этом случае, по-видимому, является присутствие флюса. При этом влияние дуги на процесс растекания оказывается более эффективным, чем влияние массы капли (действие сил тяжести), так как в последнем случае решающим оказывается механизм очистки поверхности капли от оксидной пленки. Таким образом, под влиянием дуги прямого действия улучшается смачиваемость стали ВНС-9 расплавами алюминия и алюминиево-кремниевого сплава АК.5. Однако в этом случае происходит разогрев стальной подложки до 1200—1500 К, что способствует образованию интерметаллидов и снижает механические свойства сварного соединения. Перегрева стальной подложки можно избежать, если использовать при сварке дугу косвенного действия, однако в настоящее время нет данных о смачиваемости стали расплавом алюминия для этого случая.

Поэтому исследовалась смачиваемость стали ВНС-9 расплавом алюминия при расплавлении алюминиевой проволки (с?пр = 1,2 мм) марки А99 дугой косвенного действия 149]. Применялись две схемы расплавления электродной проволоки. По первой дуга горела между алюминиевой проволокой, подаваемой автоматически вертикально вниз, и вольфрамовым электродом, расположенным под углом 45° и закрепленным в цанге, использовался переменный ток. Во втором случае неплавящимся электродом являлось медное кольцо, охватывающее алюминиевую проволоку, процесс велся на постоянном токе.

Рис. 69. Временная зависимость краевого угла смачивания стали ВНС-9 расплавом алюминия при использовании дуги косвенного

действия: I — Тп = 1033 к, /св = 60 а, т = = 4 с;П2 — Т = 1123 к, /св = 60 А, т = 2,3 с; 3 — Тп = 1078 к. /св = =1,60 а, т = 1 с; 4 — Тп = 1123 К, 'св = 75 А. \ = ".б с.