Рис. 2/5. Зависимость массовой доли азота в металле сварного шва низколегированной стали от силы сварочного тока, типа проволоки и газовой смеси (£/„ = 34 В): / — сплошная проволока С02 + 8 % N3; 2 — порошковая проволока основного типа С02 + 10 % 1Ч3; 3 — сплошная проволока С02 + + 4 % N1 [39]: с порами (□ л о) и без пор (■ А •)

Влияния силы тока на количество азота в каплях электродного металла при сварке на обратной полярности не обнаружено. На прямой полярности с ростом тока содержание азота в каплях повышается [53, 59]. Влияние полярности сварочного тока на содержание азота исследовалось в работах [51, 53, 54, 59]. Сварка осуществлялась на воздухе или в смесях азота с инертными газами. На прямой полярности во всех исследованиях наблюдалось более высокое содержание азота в каплях, чем на обратной. В то же время при сварке с пониженным давлением азота наблюдается более высокое его содержание в металле шва (рис. 2.13).

В.В. Подгаецкий и В.И. Галинич высказали предположение, что в процессе сварки азот может адсорбироваться поверхностью жидкой стали не только в виде нейтральных частиц, но и в виде положительных ионов [51], Электроны в области катодного падения напряжения ионизируют атомы азота, способствуя его растворению. Вокруг катода создается электронное облако, препятствующее возникновению положительных ионов и уменьшающее возможность растворения газов на катоде. При сварке на переменном токе смена полярности разрушает электронное облако, увеличивая возможность появления положительных ионов в области катодного падения напряжения и растворения их в жидком металле.

Массовая доля [N1, %

Рис. 2.16. Зависимость массовой доли содержания азота в металле сварного шва низколегированной стали при наплавке в защитных газах в атмосфере N1 + 02 от силы сварочного тока [58], Р^ + Я0, =1 атм; / — 150; 2 — 250;

3- 350; 4 — 450 А

В.И. Лакомским и Г.М. Григоренко выдвинута гипотеза о преимущественном «электрическом* поглощении газов на катоде при дуговой сварке плавящимся электродом [53]. В соответствии с этой гипотезой положительные ионы газа (водорода, азота) получают большую кинетическую энергию в электрическом поле у катода и внедряются в поверхностные слои жидкого металла электрода.

Условия сварки (режим, полярность, состав атмосферы дуги и др.) оказывают большое влияние на температуру дуги и металла, степень диссоциации газов в дуге и парциальное давление газов в приэлектродных областях, время взаимодействия металла с окружающей средой и на поверхность взаимодействия. С режимом сварки и полярностью, определяющими в значительной мере температуру капель металла, связана растворимостьдазов в металле, Процесс насыщения металла азотом существенно зависит от всех этих факторов.

Для того чтобы оценить влияние различных технологических факторов, исследовали процесс абсорбции азота каплями электродного металла при сварке на прямой и обратной полярностях. Наплавка проводилась проволоками из малоуглеродистой и хромоникелевой нержавеющей стали. Растворимость азота в нержавеющих сталях, как указывалось выше, больше, чем в ииз-коуглеродистых. Это позволяло получать плотные капли элек-