Это значит, что при температуре 2500° объем перегретого водяного пара превышает объем воды в 12600 раз.

На испарение воды и перегрев пара до температуры 2500° расходуется 31248 кал на один моль. Эта температура взята для ориентировочного подсчета, так как примерно при ней происходит кипение жидкой ванны; в столбе дуги температура значительно выше.

При высоких температурах сварочной ванны и особенно столба дуги происходит заметная диссоциация пара, которая также протекает с поглощением тепла Таким образом, совокупность процессов испарения, перегрева и диссоциации водяного пара ведет к охлаждению ванны расплавленного металла и повышению его вязкости. Все это вызывает ускорение кристаллизации металла и ухудшает условия выделения газов.

Хорошая растворимость водорода так же, как и азота, в жидкой стали препятствует дегазации сварочной ванны, когда она еще достаточно разогрета, а малая их растворимость в твердом металле способствует выделению большого количества этих газов в период кристаллизации сварочной ванны.

Таким образом, водород становится при сварке заржавленного металла основной причиной образования пор.

В связи с наличием свободного кислорода диссоциированный водяной пар является сильно окисляющей смесью газов. Окисление железа водяным паром можно представить реакциями:

Fe + H2O^FeO + Н2,(8)

3FeO + H20^1Fe3044- Н„(9

2Fe304 + HsO^:3Fe203+Ha.(Ю

Высшие окислы Fe203 и Fea04 в железе практически не растворяются, однако при взаимодействии их с железом образуется растворимая закись железа FeO.

Реакции (8), (9), (10) являются экзотермическими, что определяет тенденцию смещения подвижного равновесия вправо при понижении температуры.

Таким образом, благодаря наличию водяного пара-даже при хорошей механической изоляции металла

1 Ii у i г* и сварочной шише от номуха (например, при ншомитпчес коп свирке вод флюсом) происходит добавочное окисление металла п снизанное с ним выгорание углерода. Опиты II. И. Кирдо и В. В. Подгае-цКрго. [12] показали, что наряду с увеличением коли-Ч 11 иодорома в атмосфере дуги при наличии ржавчины и мопс с марки увеличивается и количество СО, ¡10 и меш,шей степени. Увеличение количества СО н (пиан с общим увеличением объема выделяющихся • дуй1 гн'он, а также уменьшение содержания угле-|кi;ifi н шис с увеличением количества ржавчины под-1 Mt'jxu что г процесс окисления железа водяным паром.

Такую же роль играет безводная часть ржавчины, прглетанлннпцая собой окислы железа. Вследствие шипмомгпстипи с железом ванны и растворения в ней они дополнительно окисляет ванну и приводит кдоба-ничииму выгоранию углерода с образованием СО:

Fe304 + Fe-*4FeO.(11

Чисть FcO переходит в шлак, а часть остается в металле. Очевидно, что такое же действие оказывает-пкплина, остающаяся на металле после прокатки, го-(iii'lcn штамповки и некоторых операций термообработки (например, отжига). В связи с этим очень важно-diijj'jb степень опасности, которую она представляет. Современные электроды и флюсы для автоматической

I in позволяют сваривать сталь при наличии на ней-тонкого слоя сухой окалины без возникновения пор. Pf0 Объясняется тем, что сухая окалина не содержит кош тнтуционной воды и ее действие значительно сла-е, чем действие богатой влагой ржавчины. Кроме-тою, на прокатном металле толщина слоя окалины, обычно невелика. По имеющимся данным, она нахо-iiiitoi в пределах от 0,01 до 0.07 мм.

Опыты К. В. Любавского [19] наглядно показали,, что при наличии ржавчины главной причиной образо-

п111 нор является водород. В этих опытах при одном, и гом лее сварочном режиме (ток 600—650 а, напряжение дуги 35—37 в, скорость сварки 32 м\час) и флюсе ОСЦ-45 для появления наружных пор понадобилось ввести в шов порошкообразной окалины 1,4 г, н ржявчины всего 0,6 г на 100 мм шва. По данным йшыпш, окалина в этих опытах имела следующий'