дугой доходит примерно до 2300°
С, однако продолжительность пребывания ванны при этой температуре крайне
мала, поэтому рассчитывать на полное растворение тугоплавких примесей
при этой температуре не приходится. Продолжительность существования
сварочной ванны для разных видов и режимов сварки существенно различается,
однако для трех указанных случаев она, как правило, не превышает 1—2 мин
(если исходить из соотношения ^ = £в/исв, где 1п —
средняя продолжительность существования сварочной ванны, Ьв — длина
сварочной ванны, усв — скорость сварки).
Исходя из всего рассмотренного,
можно считать, что к началу периода кристаллизации в сварочной ванне из-за
большого перегрева либо нет совсем либо остается очень мало
естественных центров кристаллизации, какими могли стать сохранившиеся
группировки атомов, и неизбежны искусственные зародыши
кристаллизации, природа и количество которых зависят от состава
свариваемого и присадочного материалов, условий сварки и используемых
сварочных материалов. Попадание в ванну из металла,электродного
покрытия или флюса соединений таких металлов, как Ш, Мо, V, Л, 2г, ЫЬ, В, в частности,
использование в качестве раскис-лителей А1, Т\, Ъх может способствовать
сохранению в ванне к началу кристаллизации тугоплавких
частиц.
Возникающие в сварочной ванне
конвекционные потоки в связи с воздействием газодинамической и
электромагнитной сил должны приводить к рассредоточению
нерастворившихся тугоплавких частиц.
ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ
КРИСТАЛЛИЗАЦИИ, СТРОЕНИЯ СЛИТКА И СВАРНОГО ШВА
Процесс кристаллизации
расплавленного металла так же, как и процесс плавления, связан с переходом
к состоянию с меньшей свободной энергией. Если считать, что при
переходе металла из жидкого состояния в твердое объем его мало меняется (а
это практически правильно, так как для большинства металлов среднее
изменение плотности составляет 3%), то справедливо выражение и = ¥ + Г5 или
¥ = и
— Т&, где
И — полная внутренняя энергия системы, ?
и Т5 •— ее составляющие: Т7 — свободная энергия системы,
ТБ — связанная, Т — абсолютная температура, Я —
энтропия (функция, вероятности состояния, имеет максимум при
равновесии).
С понижением температуры величина
Т7 для жидкого и твердого металла изменяется по-разному (см.
рис. 13), что обусловливает в определенном интервале температур
существование того или иного состояния металла с наименьшей свободной
энергией. Такой равновесной температурой для системы твердый металл—
жидкость на схеме рис. 13 является температура Г2. Однако при
этой температуре свободная энергия жидкого Fж и твердого Рт
