Известно [228, 2291, что при пропускании постоянного тока через стальную проволоку концентрация углерода заметно снижается у анода и возрастает у катода. По-видимому, подобное явление сохраняется и при прохождении постоянного тока через неподвижный жидкий металл. Однако вследствие интенсивного перемешивания металла сварочной ванны влияние электрического поля на перенос катионов углерода будет проявляться в условиях сварки в меньшей мере. Поэтому на процесс образования СО внешнее электрическое поле, очевидно, не окажет заметного влияния. Следовательно, изменение полярности влияет на содержание в металле шва газов. Причем при сварке на прямой полярности, когда пористость выше, количество водорода в металле шва несколько возрастает, а содержание азота и выделяющейся окиси углерода уменьшается.

Теперь рассмотрим, как влияет изменение полярности на второй фактор, от которого зависит интенсивность образования газовых зародышей: на межфазное и поверхностное натяжение металла и шлака. Насколько известно, изменение полярности не влияет на величину поверхностного натяжения расплавов, но может изменять величину межфазного натяжения.

В условиях сварки под флюсом через границы металл — шлак и металл — жидкие неметаллические включения протекает электрический ток. При этом величина тока, проходящего через границу расплавленные металл — шлак, может достигать значительной величины (см. рис. 17). Однако даже при низкой плотности тока величина межфазного натяжения может существенно измениться [66], что приведет к изменению условий возникновения газовых зародышей на границах между металлом и шлаком.

Для оценки происходящих изменений определим работу образования устойчивого газового зародыша на границе металл — шлак с учетом изменения величины межфазного натяжения под действием электрического поля, для чего воспользуемся формулой (1У.28). При выполнении расчетов примем, что газовая фаза не влияет на величину поверхностного натяжения шлака, зародыш имеет сферическую форму, а отношение объемов 1^, и Ушл обратно пропорционально отношению величин поверхностного натяжения металла и шлака, т. е. Уи/УШл — ош_г/ом-г. Кроме того, для упрощения расчетов примем, что объем газового зародыша равен единице. Вследствие этого допущения полученные значения величины работы образования устойчивого газового пузырька не будут истинными. 182

Таблица 15. Работа образования газового зародыша ТРгет на границе металл — шлак разными газами при различных условиях