этом могут образоваться и газообразные продукты (СО, С02), которые влияют на процесс порообразования, а также нитриды и оксиды. Основная причина образования этих неметаллических включений —■ уменьшение растворимости элементов в металле при снижении температуры. Кроме того, с понижением температуры увеличивается раскисляющая способность элементов, что также повышает интенсивность образования оксидов в металле шва.

Хотя при сварке плавлением длительность взаимодействия шлака с расплавленным металлом обычно невелика и колеблется от нескольких секунд для дуговых способов сварки до нескольких минут для электрошлаковой сварки, все же значение этого процесса довольно велико. Это обусловлено тем, что шлак с металлом взаимодействует при высоких температурах. Кроме того, для этого процесса характерны высокие значения площади контакта и сравнительно большая масса шлака, контактирующего с металлом.

Взаимодействие шлака с жидким металлом при сварке состоит в обменных окислительно-восстановительных реакциях, благодаря которым происходит переход элементов из шлака в металл и обратно. При этом важное значение имеет состав шлака и металла. Например, уменьшение в составе шлака содержания активных оксидов (ИеО, МпО, БЮ2) и повышение концентрации прочных оксидов (А1203, Л^О) приводит к снижению окислительной способности шлака. Основные шлаки, содержащие значительное количество СаО, Л^О, способствуют удалению из металла Б, тем самым снижая содержание в металле сульфидов. Повышение содержания МпО при сварке сталей приводит к росту концентрации Мп в металле, что может уменьшить вредное влияние серы на свойства металла шва. Кроме того, шлаки выполняют функцию защиты металла шва от 02 и М2 воздуха.

Заметную роль играют и процессы взаимодействия твердого и жидкого металлов. Так, дендриты металла шва, о чем свидетельствуют результаты металлографических исследований, являются продолжением зерен основного металла, расположенных на линии сплавления. Поэтому сечение столбчатых кристаллов металла шва во многом определяется размером зерен основного металла. Кроме того, в процессе кристаллизации сварных швов вследствие различной растворимости элемента в твердом и жидком металлах возникает значительная химическая неоднородность в зоне сплавления, а также в пограничных участках кристаллизационных зон, появление которых объясняется прерывистым движением фронта кристаллизации.

Характер и степень микроскопической химической неоднородности оказывают существенное влияние на стойкость металла шва против образования трещин и на его механические свойства. Устранить же химическую неоднородность, возникающую при сварке, не удается, так как процесс диффузии, способствующий выравниванию состава, не успевает закончиться до окончания кристаллизации металла шва.

Помимо химической неоднородности в металле сварных швов наблюдается и физическая неоднородность, связанная с возникновением вторичных границ, проходящих по участкам, где сосредоточены несовершенства кристаллических решеток.

Следует отметить, что при сварке плавлением теплота, выделяемая источником нагрева, расходуется не только на плавление металла, но и на нагрев участков основного металла, прилегающего ко шву. Нагрев и охлаждение этих участков основного металла изменяют их структуру и могут привести к ухудшению механических свойств по сравнению с первоначальными. Степень этого ухудшения будет зависеть от температуры нагрева данного участка и скорости его охлаждения.

Таким образом, при сварке плавлением вследствие протекания различных физических и химических процессов всегда имеются условия для образования дефектов (пор, неметаллических включений, трещин) в сварном соединении или создания факторов, способствующих образованию дефектов (химическая и физическая неоднородность, структурные изменения

3. Классификация дефектов сварных швов

Классификация дефектов, характерных для сварных соединений, и их определение даны ГОСТ 19232—73. Согласно ГОСТ 7512—75, в зависимости от места нахождения и вида дефекты делятся на наружные и внутренние, а также устанавливаются условные обозначения дефектов сварных швов. К внутренним дефектам сварных швов относятся поры, твердые включения шлака или инородного металла, непровары и внутренние трещины различного рода (рис. 3,4). К наружным относятся дефекты формы шва (рис. 5) и вышедшие на поверхность швов газовые поры, свищи, трещины и подрезы. Однако подобное разделение дефектов на две группы весьма условно, так как многие внешние дефекты оказываются следствием, а зачастую и внешним проявлением внутренних дефектов.