трещины возникают при температурах, близких к солидусу, и стенки их сильно окислены, их также относят к горячим трещинам. Однако интервал хрупкости при образовании полиго-низационных трещин может распространяться и в области температур, лежащих значительно ниже солидуса. Так, при сварке однофазного никелевого сплава Х25Н60В15 интервал хрупкости доходит до температуры 1473 К 1285], что значительно ниже температуры солидуса для этого сплава.

Помимо горячих трещин в сварном соединении часто образуются холодные трещины, которые возникают' обычно при температурах ниже 423—478 К. Чаще всего они расположены в околошовной зоне и реже — в металле сварных швов. Холодные трещины могут возникнуть в изделии спустя некоторое время после сварки, причем даже в тот момент, когда конструкция находится в нерабочем состоянии. Поскольку, как отмечалось, появлению трещин предшествует возникновение локальной пластической деформации, очевидно, что в ненагру-женном сварном соединении усилиями, вызывающими эти пластические деформации, могут быть только остаточные сварочные напряжения.

Однако кроме остаточных сварочных напряжений для образования холодных трещин необходимы еще и дополнительные условия. К ним относятся: общее упрочнение металла в зоне сварки; наличие физико-химической неоднородности; укрупнение размеров кристаллитов, наличие компонентов, уменьшающих деформационную способность, например, водорода и т. д. Поэтому до самого последнего времени для объяснения процесса образования холодных трещин применяют две гипотезы — закалочную и водородную.

Для образования пор в сварных швах необходимо, чтобы давление выделяющегося газа было в состоянии преодолеть внешние силы, препятствующие его выделению. Именно это положение послужило основой метода оценки склонности металла к образованию пор [305]. Согласно этому методу, поры в сварном шве образуются в том случае, если суммарное давление выделяющихся газов будет больше барометрического давления Рви, т. е.

2РГ = Рсо + Рн2 + Pn, + + Ри2о + • • • Рв„,

где Рсо; Рн2 — скрытые парциальные давления газов, участвующих в образовании газовых пузырьков.

При этом учитывать различную растворимость газов Н2) N2 в расплавленном и твердом металлах было предложено в работе [188]. Результаты экспериментов подтверждают взаимосвязь вероятности появления пор в сварном шве и величи-

ны суммарного скрытого давления выделяющихся газов. Однако многие эксперименты, в первую очередь проведенные при сварке в активных газах (воздух, водяной пар), свидетельствуют о том, что часто пористость в шве не образуется даже тогда, когда £РГ достигает 98—147 МПа.

Таким образом, очевидно, не только величина скрытого давления газов или, что то же, величина пересыщения металла газом, является причиной образования пор. К тому же такой подход не раскрывает все стороны физики процесса порообразования. Хотя ясно, что этот процесс определяется не только содержанием газов в металле — он будет гораздо более сложным.

В последнее время появились работы, в которых процесс порообразования связывают с теорией образования новой фазы и с поверхностными явлениями [92, 159, 169, 177, 224]. При таком подходе к процессу образования пор возможно более точно и полно описать механизм процесса с учетом влияния границ раздела, энергетических особенностей образования газовых зародышей различными газами, роста газового зародыша и его удаления из сварочной ванны и так далее. Нужно отметить, что попытки описать процесс порообразования в свете физики поверхностных явлений делались и раньше [11, 234, 235], но, по-видимому, недостаток экспериментальных данных не позволил авторам разобрать этот процесс более подробно.

Несмотря на то что изучению процесса порообразования посвящены сотни работ, процесс этот ввиду многочисленности факторов, влияющих на его ход, все еще остается до конца неясным и часто является предметом дискуссий, в которых высказываются прямо противоположные мнения.

Согласно современным представлениям, большая часть неметаллических включений в сварном шве образуется в результате различных физико-химических процессов, т. е. имеют эндогенное происхождение. Лишь незначительная часть неметаллических включений вносится в сварочную ванну извне, т. е. имеет экзогенное происхождение.

В зависимости от состава неметаллические включения могут быть оксидные, сульфидные и карбидные. Довольно часто они присутствуют в сварном шве не в чистом виде, а в виде различных комплексных включений. Интенсивность образования неметаллических включений, их состав, форма и размеры зависят от многих причин (химического состава металла шва, который, в свою очередь, зависит от применяемых сварочных материалов; способа и режимов сварки; стойкости образуемых соединений при высоких температурах; температуры сварочной ванны и т. д.).