сильно зависит

центра сварочной ванны. Степень этого изгиба от формы металлической ванны.

Процесс кристаллизации металла в ванне второго типа также носит прерывистый характер и потому швы имеют слоистое строение. Слои в общем случае повторяют очертания сварочной ванны, а столбчатые кристаллы как бы прорастают сквозь эти слои (рис. 142).

Посторонние включения б металле шва. Газы в металле и механизм образования пор. Расплавленный металл капель и сварочной ванны может сильно насыщаться газами в результате химических реакций, протекающих в самом металле и между газовой и шлаковой фазами.

Растворимость водорода, азота и кислорода в нагретом до высоких температур жидком металле значительно выше, чем в твердом металле при температуре его плавления. Поэтому в период кристаллизации металла ванны в затвердевающей ее части может наблюдаться интенсивное газовыделение, обусловленное значительным снижением растворимости газов.

Рис. кристаллов чение).

столбчатых (продольное се-

Рис. 142. Кристаллизационные слои в металле шва при электрошлаковой сварке.

Поскольку кристаллизующаяся твердая фаза содержит меньше газов, чем оставшийся жидкий металл (маточный раствор), в меж-дендритных пространствах возможно протекание реакций типа

[С] + [О] = СО;(У1.60)

2[Н] - Н,;(У1.61)

2[Н1 + [О] = Н20; [Н] + [О] = ОН.

(VI.62) (VI.63)

продукты этих реакций в металле нерастворимы.

Для зарождения и развития газового пузыря нужно, чтобы давление рГаз газов внутри него могло противостоять внешнему даЕле-

ИИЮ Рвн. д» Т. е. рГаз FBH. л-

Внешнее давление слагается из ряда составляющих:

Рвн. д = Ратм + ftlTl + П2Ъ + — .(VI.64)

Здесь ратм — атмосферное давление;

ht — высота столба металла над пузырьком; 11 — плотность металла; ft2 — высота слоя шлака над пузырьком; у2 — плотность шлака;

о — поверхностное натяжение на границе раздела «газ— металл»;

г — радиус газового пузырька. В обычных условиях величиной металлостатического и шлакоста-тического давления (соответственно htf\ и h-д2) вследствие малости этих величин (тысячные доли атмосферы) можно пренебречь. Тогда уравнение (VI.64) примет вид

+ ~.(VI.65)

В уравнении (\^1.65) главное значение имеет второй член, который увеличивается с ростом поверхностного натяжения а и уменьшением размера пузырька. Если принять, что в начальной стадии образования радиус пузырька г « 10-Б см, а величина поверхностного натяжения на границе «газ—металл» (сталь) з= 1000 эре/см2, то для существования такого пузырька и его дальнейшего роста нужно, чтобы давление внутри него

. , .2 • 1000опе

Р™ 1 + 10-» -981- 1000 = 205 ата-

Итак, возникновение и развитие газового пузырька возможно, по-видимому, только на поверхности твердой фазы (например, растущего кристалла), находящейся в контакте с жидким металлом. Это подтверждается также следующими соображениями:

1) кислород, водород и углерод являются поверхностно-активными элементами, которые легко адсорбируются на поверхности раздела фаз и скапливаются здесь в значительных количествах;

2) адсорбция уменьшает величину работы, затрачиваемой на образование газового пузыря.

На рис. 143 показано, что форма пузырьков газа, выделяющегося из. жидкости 2 на твердой поверхности /, зависит от смачиваемости