Подставив значения Ыкр в уравнения (IV. 19) и (1У.20), 4 кр (Вд). "^?]- + (1-5д)|"ТГ ч_Т г; (^.23) АО(ЛГкр(0), 0) Аб^крО), 1) = — яг 1п *2 i кСО"(СО)м—т ЯГ 1п со При небольшом содержании [О] и [С] в металле активности компонентов можно заменить их концентрациями, а константу равновесия реакции образования СО принять равной 400 [102]. Тогда выражения (^.21) и (1У.23) примут вид —кр 27 Вд1п 400 [О] [С] (1 - Яд) 1п АО(ЛГкР(Вд, Вд) = Я2Т2 400 [О] [С] Таким образом, независимо от того, растворены ли оба газа в металле или один из них образуется в результате химической реакции, образование газового зародыша двумя газами требует меньших затрат энергии, чем образование зародыша одним газом. Полученные теоретические положения хорошо подтверждаются известными экспериментальными данными. Например, по данным [235], при сварке под флюсом совместное 0 5 10 15 Содержание Рг ВшеШг*Иг %№ массе) Рис. 40. Зависимость пористости сварного шва от содержания водорода в смеси N2 + Рис. 41. Зависимость пористости и концентрации СО в порах от содержания О, в смеси природный газ — кислород. г 1 введение в зону дуги азота и водорода приводит к увеличению пористости сварного шва. Причем, достаточно небольшого количества азота [235], чтобы появились поры, что совпадает с расчетными данными табл. 12. Увеличение пористости при наличии в зоне горения дуги нескольких газов было отмечено и при сварке изделий из титана [25]. Подтверждают это и наши эксперименты по сварке сталей в смеси Н2 + Ы2 (рис. 40) и в среде природного газа с добавками кислорода (рис. 41), что привело к увеличению образования СО в объеме металла, а значит, и в составе газовых пор. 5 10 15 го СоВержание0г В смеси, % (по массе) 3. Факторы, влияющие на образование газовых зародышей В предыдущих параграфах было рассмотрено образование зародышей газовых пузырей в гомогенной среде. Однако в реальных условиях в сварочной ванне всегда имеются поверхности раздела между различными фазами. Это границы расплавленного металла со шлаком, неметаллическими включениями и твердым металлом. Между тем из теории фазовых превращений известно [231, 347], что наличие межфазных границ способствует образованию новой фазы. С целью выяснения влияния названных выше границ раздела на процесс порообразования рассмотрим образование устойчивых газовых зародышей на межфазных границах и прежде всего на границах металл — шлак, металл — расплавленное неметаллическое включение. В случае образования сферического газового зародыша на границе между расплавленными металлом и шлаком (рис. 42) при постоянной температуре и давлении величину Аб можно определить следующим образом: АС = алг2ом_г + Ьпг2аш-т — — сяг2он_ш + АСоб, (1У.25) Рис. 42. Схема образования газового зародыша на границе расплавленные металл — шлак.
Карта
|
