сил, препятствующих растеканию. Увеличить Рдв при неизменных величинах (тт_г или ат-ш и постоянном значении Кш можно, как видно из уравнения (11.13), снизив значения от_ж и см_ш при сварке под флюсом или см_г при сварке в защитных газах и

Рис. 21. Схема сварки с комби- В вакУУме-

нированным электродом [289]:Возможность такого воздеи-

/ — ленточный электрод: 2 — элек- СТВИЯ НЭ прОЦвСС обрЭЗОВаНИЯ ГеДдеата^:07-Ксав;арг„о"йПОДреЗОВ ПОДТВерЖДЭеТСЯ И ЭКС-

периментальными данными. Например, согласно [313], при сварке под флюсом, который состоял из СаР2 и на границе с которым величина межфазного натяжения довольно велика [297], образовывались подрезы. При сварке на тех же режимах, но под флюсом, состоящим из Ре203, на границе с которым величина ам_ш мала, подрезы не наблюдались. Снижается вероятность образования подрезов и при повышении окислительного потенциала газовой среды, что объясняется увеличением содержания кислорода в металле, вызывающего уменьшение поверхностного натяжения ра:плава.

Отмеченное ранее положительное влияние предварительного подогрева на устранение подрезов, очевидно, связано не только со снижением скорости кристаллизации металла, но и с улучшением смачиваемости твердого металла расплавом вследствие меньшей разности температур между ними. Улучшение смачивания, по-видимому, способствует исчезновению подрезов и при сварке наклонным электродом (углом вперед) [136, 302]. В этом случае кромки деталей прогреваются дугой перел тем, как на них попадут капли расплавленного металла.

Как показали исследования [289], на образование подрезов влияет и форма электрода. Изучение температурных полей, энергетических и динамических характеристик сварочной дуги позволили установить, что применение комбинированного электрода (рис. 21) снижает вероятность образования подрезов. По мнению автора [289], это связано со снижением интенсивности перемещения расплавленного металла в хвостовую часть сварочной ванны вследствие уменьшения коэффициента ассиметрии и максимального давления дуги. Однако возможно, что при этом способе сварки за счет увеличения площади контакта электрод — шлак увеличивается ток шунтирования. Как и при сварке с дополнительным электродом, это должно привести к увеличению времени существования сварочной ванны

и более полному растеканию расплавленного металла по кромкам свариваемых деталей.

Как отмечалось в гл. I, непровары чаще всего наблюдаются по толщине основного металла, в вершине угла и по кромкам свариваемых деталей. При многослойной сварке иногда встречаются непровары между отдельными слоями.

Непровары по толщине основного металла зачастую являются следствием неправильного выбора режимов сварки и, прежде всего, недостаточной силы сварочного тока, в результате чего не достигается необходимая глубина проплавления. Однако, поскольку величина глубины проплавления во многом зависит от соотношения поверхностных энергий расплава, твердого металла и межфазного натяжения на границе расплав —твердый металл, образование непровара по толщине осног-ного металла будет зависеть и от поверхностных явлений.

Так как образование шва происходит за небольшой промежуток времени, на процесс образования непроваров будет влиять также и скорость заполнения расплавом зазора между свариваемыми деталями. Как известно [299], средняя скорость сечения расплава между двумя пластинами зависит от величи-

ны градиента давления вязкости расплава г\и и зазора между пластинами 6 или, что то же, зазора между свариваемы-

ми деталями icp = щ- 6*

Давление, действующее на расплав в условиях дуговой сварки, складывается из давления сварочной дуги Рд, гидростатического давления Яг и давления, обусловленного силами поверхностного натяжения Рп. Влияние отдельных составляющих давления на перемещение расплава зависит от пространственного расположения шва, от вида сварного соединения и положения электрода относительно сварочной ванны.

Гидростатическое давление Рг = pM/iB определяется глубиной ванны hB и плотностью металла рм. Давление, обусловленное силами поверхностного натяжения, можно определить из уравнения

= °*м—г (~ I —) , \г1 гъ)

где rj и г2 — главные радиусы кривизны. В случае плоской поверхности

Pn = 2o-M_rcos676.(11.14)

В зависимости от применяемого способа защиты при сварке в газовой среде

cos 6 = (от-г — от-ж)/он-г;