низм образования положительных ионов в анодной области [97].

Для случая легко испаряющегося материала анода высказаны предложения о влиянии паров металла на контрагирова-ние дуги у анода [209], которое, в свою очередь, может приводить к появлению анодной струи [203].

При переходе к рассмотрению при-электродных процессов в сварочных дугах возникает ряд новых вопросов. Упомянутые выше теоретические представления о механизмах дуги относятся к однородным металлам. При сварке покрытыми электродами дуга горит между каплей на торце электрода (или границей капли и покрытия) и ванной расплавленного металла. Капля и ванна покрыты слоем жидкого шлака, который получается в результате плавления электродного покрытия. Последнее у современных сварочных электродов представляет собой сложную рудо-минерало-металли-ческую композицию. Сварочные шлаки в твердом состоянии по электрическим характеристикам могут быть отнесены к диэлектрикам или полупроводникам, а жидкие шлаки — к ионным расплавам.

При повышенных температурах электропроводность сварочного шлака достаточно высока и поэтому присутствие слоя жидкого шлака не препятствует горению дуги. К- К- Хренов специальными опытами показал, что дуга может устойчиво гореть между угольным электродом и расплавленным стеклом, флюсом и т. д. [209]. Эти опыты повторил А. Г. Мазель [104]: электродные покрытия или шлаки, собранные после сварки, нагревались в графитовом тигле до расплавления и затем охлаждались. В процессе охлаждения фиксировалась возможность возбуждения дуги со шлаков и покрытий на угольный электрод. Установлено, что сварочные шлаки поддерживают дугу при температуре, близкой к началу размягчения. Нагретые покрытия, еще не прореагировавшие с металлом (в таком состоянии находится покрытие на торце электрода), поддерживают дугу при меньших температурах, чем шлаки.

Таким образом, свойства шлака должны оказывать очень сильное влияние на сварочную дугу. В связи с этим при рас-

смотрении процессов в такой дуге первостепенное значение имеют эмиссионные характеристики электродных покрытий и шлаков.

4. Термоэлектронная эмиссия шлаков

Для исследований качественного и количественного состава частиц, испаряющихся из сварочных материалов, использовалась экспериментальная масс-спект-рометрическая установка, схема аналитической части которой приведена на рис. 7, схема измерительной части — на рис. 8. Основными частями ее являются масс-спектральный датчик МХ-7301, система форвакуумной и высоковакуумной откачки, камера образца с узлом нагрева, измерительными электродами и высоковакуумными вводами. Конструкция установки допускала высокотемпературный прогрев. Предварительное разрежение, необходимое для запуска высоковакуумного насоса, создавалось угольным адсорбционным насосом. Применение такой системы откачки позволило избежать появления загрязнений за счет вакуумного масла.

В установке имелось несколько вариантов узла 12, предназначенного для нагрева образца.

В одном варианте спрессованная из исследуемого вещества тонкая таблетка помещалась в углубление танталовой подложки, которая нагревалась проходящим по ней переменным током. В другом варианте исследуемый образец нагревался в тигле электронной бомбардировкой или тепловым излучением накаливаемой спирали.

Установка имела следующие основные характеристики: остаточный безмасляный вакуум, получаемый без прогрева камеры за короткое время работы насоса НОРД-100, составлял около Ю-5 Па, диапазон измерения массовых чисел положительных и отрицательных ионов — 1—100 а. е. м. при разрешении М/ДМ = = 2 М на высоте 50 % и 2—200 а. е. м. в обзорном режиме, нижний предел измерения электронного и ионного (без разделения по массам) тока — 10~12 А. Установка позволяла проводить широ-