Одновременно с процессом газопоглощения идет обратный процесс газовыделения. Количество содержащегося в металле газа зависит от результирующего действия обоих этих процессов.

Газы выделяются из жидкого металла, главным образом, в виде пузырьков. Для того чтобы пузырек газа мог образоваться, должно быть удовлетворено условие:

РГ Рви,(3)

где: Рг — давление выделяющегося газа или смеси газов;

Рвн — внешнее давление.

Внешнее давление складывается из атмосферного давления над сварочной ванной, давления столба металла и шлака (при автоматической сварке также слоя нерасплавившегося флюса) над местом образования пузыря и дополнительного давления изогнутой поверхностной пленки металла, окружающей пузырек газа. Как известно, для пузырька шаровидной формы это дополнительное давление Рлоп определяется уравне нием:

Рдоп = ^,(4)

где: о — коэфициент поверхностного натяжения металла; г—радиус образующегося пузырька.

Поверхностное натяжение жидкого металла препятствует, таким образом, образованию и выделению газовых пузырьков. Так, для жидкой стали при температуре ее плавления коэфициент поверхностного натяжения а имеет величину порядка 1500 э/см2. Это значит, что при радиусе пузырька 0,01 мм дополнительное давление составит 3 • 106 дин или 3,2 кг/см?у при радиусе пузырька в 0,1 мм — 0,32 кг/см2. Для сравнения следует указать, что если принять удельный вес жидкой стали равным 7 г/мл, то 1 см столба жидкого металла создает давление только 0,007 кг\см?.

Уравнение (4) и условие (3) позволяют сделать следующие общие выводы:

1)возможность образования газовых пузырьков повышается с увеличением содержания газов в металле;

2)для возможности всплывания газового пузырька необходимо определенное (критическое) значение его

радиуса, которое тем меньше, чем меньше глубин» Сварочной канны;

Л) п случае глубокой сварочной ванны (например при однопроходной автоматической сварке толстого металла) и при прочих равных условиях выделение гааа из нижних частей ванны затрудняется.

Самопроизвольное образование газовых пузырьков-п однородном жидком растворе является маловероятным. Однако жидкие металлические сплавы не являются однородными. Взвешенные мелкодисперсные включения и поверхность раздела между жидким и твердым металлом служат центрами зарождения пузырьков газа н способствуют иыдслепию газа. Образование криста-ликоп при аатпорденапии также способствует образо-напши i,чюш,!\* пупырей.

(тра.юпапне пузырьков, заполненных одним газом, способствует выделению других растворенных в металле газов, так как они могут диффундировать в уже существующие пузырьки. Атомарные газы в этих пузырьках соединяются в молекулы, благодаря чему их парциальное давление понижается и продолжается дальнейшая диффузия этих газов внутрь пузырька.

Скорость всплывания газового пузырька в однородной жидкой среде может быть определена по формуле:

где: в — скорость всплывания пузырька; р — плотность жидкости; Р!— плотность газа в пузырьке; g — ускорение силы тяжести; г — радиус пузырька; ■\ — вязкость жидкости.

Из этой формулы, а также из условия (3) можно» сделать следующие выводы:

1.С увеличением размера пузырьков скорость их исплывания резко увеличивается.

2.Выделение газовых пузырьков, благодаря уменьшению глубины их погружения в сварочной ванне и связанному с ним увеличению размеров, происходит с возрастающей скоростью.

3.Так как плотность любого газа при температуре-гпарочной ванны ничтожно мала по сравнению с плот-