в металле шва. Однако этот путь настолько технически сложен и экономически невыгоден, что осуществить подобное на практике невозможно. Поэтому на основании материала, изложенного в данной главе, рассмотрим меры по снижению вредного влияния неметаллических включений за счет уменьшения их количества, размеров и придания им благоприятной формы и места расположения в шве.

Повторим еще раз, что удалить неметаллические включения из сварного шва можно только в том случае, если металл сварочной ванны покрыт слоем шлака или оксидной пленкой достаточной толщины. Это возможно при сварке с применением флюсов, флюсопаст, при сварке в окислительных газовых средах, когда на поверхности сварочной ванны образуется оксидная пленка, и в электрошлаковых процессах.

При сварке в инертных газах добиться заметного удаления неметаллических включений из сварочной ванны невозможно. В этом случае можно только уменьшить количество образовавшихся в сварочной ванне неметаллических включений, их размер, повлиять на форму образующихся включений и на место их расположения.

Очевидно, что количество неметаллических включений будет тем меньше, чем меньше образуется зародышей этих включений. Из рассмотрения процесса возникновения устойчивых зародышей следует, что они образуются легче, если в сварочной ванне находятся компоненты, имеющие низкое межфазное натяжение на границе с металлом. Для сталей это прежде всего FeO, МпО и FeS. Степень пересыщения маточного раствора выделяющейся фазой должна быть гораздо больше в случае образования зародышей А1203, Si02, MgO, Ti02, СаО и других компонентов, имеющих высокие значения

Возможность одновременного участия в образовании неметаллических включений нескольких компонентов и ступенчатого процесса возникновения включений выдвигает требования по ограничению в сварочной ванне компонента, имеющего низкую величину Ом—ш- Нежелательно попадание в сварочную ванну экзогенных тугоплавких включений, которые благодаря хорошей смачиваемости их расплавами оксидов и сульфидов могут стать центрами выделения этих включений.

Наличие поверхностей раздела выполняет особенно важную роль в процессах выделения легкоплавких сульфидов и оксидов. При этом состав подложек может заметно повлиять на форму и место выделения включений. Например, в чистом армко-железе или в металле с высоким содержанием углерода за счет хорошего смачивания их сульфидом железа последне-

му легче выделиться по границам зерен. Причем в этом случае он может образовать сплошные прослойки. Повышение содержания в металле Сг, 81, Мп, №, Л ухудшает смачиваемость и затрудняет выделение сульфидов железа на поверхности кристаллов. Поэтому выделившиеся сульфиды будут занимать лишь отдельные участки или приобретут глобулярную форму, что менее опасно. Образованию оксисульфидных включений будет способствовать наличие в сварочной ванне РеО, которое смачивается расплавом гораздо лучше, чем тугоплавкие оксиды А1208 и БЮ2.

Поскольку форма неметаллических включений зависит и от температуры плавления включения, казалось бы, что предпочтительнее образование жидких включений, которые, имея сферическую форму, в меньшей мере снижают механические характеристики сварного соединения. Однако такие включения легче объединяются при встрече, чем твердые, и склонны к захвату растущими кристаллами. Последнее обстоятельство приводит к образованию скоплений включений, что нежелательно. Причем, чем больше размеры присутствующих в сварочной ванне включений, тем выше вероятность образования таких скоплений.

Увеличению размеров неметаллических включений в сварочной ванне будет способствовать одновременное присутствие жидких и твердых включений, различные размеры включений, процесс перемешивания металла сварочной ванны.

Рост сульфидных включений, а частично, и оксидных, может происходить и за счет диффузии вещества из расплава на поверхность включения. Этот рост будет происходить тем быстрее, чем выше начальное содержание в расплаве компонентов, участвующих в его росте ([О], [8]), чем больше будет коэффициент диффузии этих компонентов и меньше их концентрация во включении.

Среди исследователей бытует мнение, что увеличение размеров неметаллических включений — положительное явление, поскольку крупные включения, согласно закону Стокса, должны быстрее всплывать, а это приведет к очищению металла. Однако результаты последних исследований свидетельствуют о том, что скорость удаления неметаллических включений в первую очередь связана с процессом перемешивания металла, а размеры включений мало влияют на скорость их удаления. Поэтому, очевидно, целесообразно применять меры, ведущие к торможению процесса роста неметаллических включений. Прежде всего необходимо снижать время существования сварочной ванны, так как при этом снижается вероятность роста включений и за счет диффузии, и за счет их объедине-