пературном паре в широком температурном интервале (1500 -3000 К) в виде и характеризуется при этих температурах более высоким давлением пара, чем марганец и железо [2541, поэтому кремний конденсируется вместе с низкотемпературными оксидами натрия и калия, образуя силикаты. Центрами конденсации пара могут быть как сами атомы элементов, так и мельчайшие брызги металла, выносимые из зоны дуги.

Данные о неоднородности строения частиц аэрозолей весьма важны для понимания природы биологической активности ТССА.

Для характеристики процесса образования аэрозоля при различных способах дуговой сварки в отечественной и зарубежной практике чаще всего используют следующие показатели: О — удельное выделение твердой составляющей сварочного аэрозоля, образующейся при расплавлении 1 кг электрода (г/кг или мг/кг); б — интенсивность выделения твердой составляющей сварочного аэрозоля, т. е. количество ТССА, выделяющейся при расплавлении электрода в единицу времени (г/ч или г/мин).

5. Испарение металлического

и шлакового расплавов

и образование сварочного аэрозоля

В литературе очень мало информации о вкладе металлической и шлаковой фаз в образование сварочного аэрозоля. В работе японских исследователей [285] отмечается, что в ТССА в заметных количествах поступают из шлака соединения кремния, калия, натрия, кальция и фтора. При сварке низководородными электродами, когда образуются высокоосновные фторсодержащие шлаки, в состав сварочного аэрозоля поступает большее количество соединений щелочных и щелочноземельных металлов, чем при сварке электродами с рутиловым, ильмени-товым, кислым и целлюлозным видами покрытий. Оксиды титана, алюминия, магния, марганца поступают из шлака в сварочный аэрозоль в незначительных количествах.

Основой сварочного аэрозоля, образующегося при сварке всеми видами покрытых электродов, является железо

(соединения железа). Чаще всего про цессы испарения железа определяют ко личество образующегося аэрозоля.

При сварке конструкций из углеродистых сталей электродами с рутиловым( ильмениговым и целлюлозным покры4-тиями в составе ТССА наряду с соединениями железа в значительных количествах присутствуют соединения марганца. При использовании указанных выше электродов концентрация марганца в расплавленном металле (на стадиях капли и ванны) значительно ниже, чем в расплаве шлака. Однако упругость паров марганца над жидким металлом, содержащим растворенный марганец, при прочих равных условиях значительно выше, чем упругость паров марганца над шлаковым расплавом, в котором присутствуют оксиды марганца [222]. Это обстоятельство в значительной мере определяет повышенную концентрацию марганца в сварочном аэрозоле.

Испарение марганца и железа из металлических и шлаковых расплавов изучали с помощью установки, состоящей | из времяпролетного масс-спектрометра МСХ-4 и специально изготовленной камеры с высокотемпературной ячейкой (рис. 137) Ячейка с образцом металла | или шлака устанавливалась таким образом, чтобы эмиттируемые пары попадали | в зону действия источника ионов.

Образцы помещались в высокотемпера- I турную ячейку в тиглях из оксида алю- I миния (металлические образцы) или кар- I бонитрида бора (образцы шлака). Каме- I ра ячейки и масс-спектрометр откачи- I вались безмасляной высоковакуумной системой до давления 10 -5 Па, причем камера ячейки откачивалась отдельным насосом. Для исследования состава потока пара ячейка с образцом нагревалась до 1200 К тепловым излучением кольцевого катода, а до более высокой температуры (1900 К) — с помощью электронной бомбардировки. Температура нагрева образцов (рис. 138) контролировалась вольфрам — вольфрам-рениевой термопарой, подключенной к самопишущему потенциометру.

Пары металла или шлака, образующиеся в процессе нагрева образца, попадали в зону действия источника ионов