ния при столкновении. Кроме того, поскольку твердые включения труднее соединяются между собой, то присутствие только твердых включений в сварочной ванне уменьшает скорость их роста.

Эффективным средством для уменьшения количества и размеров неметаллических включений в сварном шве в тех случаях, когда металл сварочной ванны не покрыт шлаком, является вакуумирование. В этом случае происходит растворение неметаллических включений, причем процесс этот может закончиться за время существования сварочной ванны.

При сварке с применением флюсов или флюсопаст за счет перехода неметаллических включений в расплавленный шлак можно снизить количество неметаллических включений, в основном оксидов, в сварном шве. Скорость этого процесса определяется скоростями выхода неметаллических включений на границу металл — шлак и ассимиляцией включений шлаком. Особенно важное значение в этом случае имеют смачиваемость включений шлаком и вязкость шлака, а при ассимиляции жидких включений — их вязкость. При высокой вязкости шлака и плохой смачиваемости включений шлаком включения, вышедшие на границу металл — шлак, могут быть снова увлечены потоками металла в объем сварочной ванны.

Разрыв металлической пленки, предшествующий выходу неметаллических включений на границу металл — шлак, происходит легче, если включение твердое. Поскольку твердые включения поглощаются шлаком лучше, чем жидкие, при сварке под флюсом должны легче удаляться алюминатные (твердые) и хуже — силикатные (жидкие) включения.

На процесс удаления включений существенно влияет и перемешивание металла сварочной ванны. При этом увеличение скорости перемешивания металла, уменьшение ширины сварочной ванны и размеров включений повышают скорость их удаления. Переходу неметаллических включений из металла в шлак способствует процесс перемешивания шлака.

Таким образом, хотя форма твердых неметаллических включений менее благоприятная, чем у жидких, они менее склонны к росту, легче выходят на границу металл — газ или металл — шлак и быстрее поглощаются шлаком. Однако не следует забывать, что твердые неметаллические включения могут способствовать выделению на них жидких включений и к тому же, о чем будет сказано в следующей главе, облегчать образование пор. Поэтому при введении в сварочную ванну тех или иных компонентов для связывания [О] и [Б] нужно учитывать, какие дефекты являются менее опасными для данного изделия.

ПОРЫ В СВАРНЫХ ШВАХ

Большинство исследователей, занимающихся вопросами технологии сварки, в той или иной мере изучали процесс порообразования в сварных швах. Значительный вклад в исследование данного процесса сделали А. А. Алов, В. К. Любавский, Г. Д. Никифоров, В. В. Подгаецкий, И. К. Походня, И. И. Фру-мин и др. К настоящему времени накоплен довольно обширный экспериментальный и теоретический материал. Так, достоверно установлено, что в процессе порообразования при сварке сталей основную роль выполняют Н2, N2 и СО, а не высокомолекулярные газы С2Н2, С3Н8 и т. д. [212, 332]. Отмечено и изучено влияние отдельных составляющих флюса и металла на образование пор в металле шва [1, 21, 42, 122, 267]. Согласно [1, 42, 122, 267], увеличение содержания в шлаке К20, Na20 и СаО повышает пористость сварного шва, а введение в шлак FeO, МпО и замена СаО и MgO на Si02 уменьшает ее.

Д. М. Рабкиным [221] было показано, что при сварке низкоуглеродистой стали под флюсом АШ на прямой полярности пористость сварного шва выше, чем при сварке на обратной полярности. При сварке на переменном токе величина пористости занимает промежуточное значение между сваркой на прямой и обратной полярностью [1]. Причем если флюс содержит значительное количество МпО, то род тока и его полярность практически не влияют на пористость сварного шва.

Некоторые исследования свидетельствуют о влиянии на процесс порообразования неметаллических включений, находящихся в сварочной ванне [9, ИЗ], процесса электромагнитного перемешивания металла сварочной ванны [82], вида сварного соединения и т. д.

Однако многие вопросы, относящиеся к процессу порообразования, и в настоящее время остаются не выясненными или являются спорными. Например, нет единого мнения о роли отдельных газов (N2, Н2, СО) в процессе порообразования, а также о роли и механизме влияния неметаллических вклю-

97