микроанализатора образец и сохраняя для данного элемента угол Вульфа-Бреггов, т, е. непрерывно регистрируя линию определяемого элемента, можно непрерывно записывать интенсивность линии на диаграмме самопишущего потенциометра.

На рис. 16 приведены записанные таким образом кривые распределения хрома и никеля в зоне сплавления аустенитного металла Х25Н13 с углеродистой сталью СтЗ в состоянии послесварки. Как видно по характеру кривых, уже в состоянии после сварки в зоне сплавления разнородных сталей обнаруживается слой с переменным химическим составом (на рисунке показан штриховкой), в котором содержание элементов изменяется постепенно от содержания их в одном из сплавляемых металлов до содержания в другом.

Возможность образования в металле шва непосредственно у линии сплавления слоя промежуточного состава известна из ряда публикаций. Однако еще до недавнего времени она не имела достаточного экспериментального подтверждения. В настоящее время получены данные, которые показывают, что образование переходного слоя в зоне сплавления является неизбежным для любого сварного соединения, если в нем сплавляются металлы, значительно отличающиеся друг от друга по химическому составу. На основе математических расчетов перемещения химических элементов в условиях зоны сплавления предложена схема распределения их в переходном слое [63], приведенная на рис. 17 (кривые /, 2). Сравнение этой схемы с результатами экспериментальных исследований (рис. 17, кривая ?) показывает, что она соответствует фактическому распределению элементов в зоне сплавления металлов различного состава. Построенная по экспериментальным данным кривая лишь несколько отличается от схематической более медленным нарастанием содержания элемента непосредственно у линии сплавления и более быстрым — в средней части переходного слоя.

К сожалению, с помощью имеющейся в настоящее время аппаратуры для микрорентгеноспектрального анализа нельзя определить в металле зоны сплавления разнородных сталей содержание углерода, который обладает наибольшей диффузионной способностью. Эта аппаратура позволяет определять в металле содержание лишь тех элементов, которые имеют порядковый номер больше 11, чем и объясняется тот факт, что до последнего времени опубликовано мало экспериментальных данных о распределении углерода В зоне сплавления, который, как будет показано далее, является

Рис. 17. Схема распределения элементов в переходном слое при различной их концентрации в сплавляемых металлах:

1, 2 — теоретические кривые (/ — концентрация элементов н основном металле больше, чем в металле шва; 2 — концентрация элементов в основном металле меньше, чем в металле шва) экспериментальная кривая.

наиболее ответственным за образование структурной неоднородное ги, обусловливающей основную трудность сварки разнородных сталей.

Содержание углерода в зоне сплавления разнородных сталей и настоящее время можно определить методом оптического спектрального анализа. Сущность этого метода состоит в возбуждении локализованным электрическим разрядом на поверхности исследуемого образца эмиссионного спектра и его анализе с помощью специального спектрально-аналитического прибора — спектрографа. Присутствие того или иного элемента в составе исследуемого металла определяют по наличию в спектре характерной для данного элемента линии, а его количество— по ее интенсивности.

Метод спектрального анализа является локальным уже по своей природе. Кроме того, существует ряд специальных разработок, направленных на дальнейшую его локализацию. В настоящее время, локализуя разряд путем использования специальных источников света и специальных электродов или площадь воздействия разряда на исследуемый металл путем прикрытия последнего различными изолирующими материалами (слюда, кварц и т. п.) с малыми отверстиями в них, с помощью спектрального анализа можно определять содержание элементов, в том числе и углерода, на участках диаметром 0,08—0,1 мм [43].

Еще большая локализация достигается при так называемом послойном спектральном анализе. Этот метод основан на том, что применение при спектральном анализе в качестве источника света локализованного электрического разряда резко уменьшает толщину слоя, прорабатываемого в исследуемом металле. В связи с этим представилось возможным анализировать весьма тонкие слои металла, а при неоднократном анализе выбранного участка с удалением перед каждым последующим анализом слоя металла, проработанного во время предыдущего анализа, получать распределение элемента в довольно ограниченном объеме. В случае спектрального анализа с использованием в качестве источника света высокочастотной искры толщина анализируемых слоев не превышает 0,003—0,004 мм [43].

Послойный спектральный анализ зоны сплавления разнородных сталей можно производить по известной методике [43], усовершенствовав ее для стабилизации толщины и положения сошли-фовываемого слоя, а также для измерения его толщины. При таком анализе зоны сплавления точность результатов зависит также от геометрии границы сплавления в исследуемом образце. В случае сварки плавлением граница сплавления представляет собой кривую поверхность, в большинстве случаев существенно отличающуюся от плоскости. Анализируемая поверхность является плоскостью, поэтому точный анализ может быть получен лишь в том случае, когда кривизна границы сплавления будет выходить за диаметр пятна, получаемого при обыскривании исследуемого