жение чистого железа. В техническом железе водород играет роль раскислите-ля. Мп, Б!, С в низкоуглеродистых и низколегированных сталях обладают сравнительно небольшой поверхностной активностью. Наличие шлака на поверхности металла может существенно изменить поверхностное натяжение.

Все сварочные шлаки, как правило, снижают межфазное натяжение [225]. Особенно сильное влияние оказывают окислительные шлаки. По данным работы [145], межфазное натяжение железа на границе со шлаком системы РеО — СаО — Л^О — 5Ю2, содержащим 6,2 % РеО, составляет 750 мДж/м2. При увеличении содержания РеО в шлаке до 47,5 % межфазное натяжение железа снижается до 390 мДж/м2.

Зависимость поверхностного натяжения от температуры экспериментально исследована в сравнительно узком диапазоне температур. Температурный коэффициент поверхностного натяжения железа отрицательный [148]. В интервале температур 1810—2020 К он может быть определен по формуле

о = 1856 ± 3 — 0,23 ± 0,02 (Т — 1534). (4.18)

В литературе приводятся значения да/дТ —(0,23 . —0,5) мДж/(м2 ■ К). При сварке плавящимся электродом капли нагреваются до температуры кипения [173]. Для оценки влияния температуры на поверхностное натяжение в ряде случаев пользуются формулой Этвеша. На основе этой формулы Б. Е. Патоном и П. П. Шейко получено выражение для оценки величины поверхностного натяжения [135]

4,2 (Ткр-Т)

[где Ткр — критическая температура для [данного металла: М — молекулярная масса; Т — температура расплавленного [металла в данный момент времени в исследуемой координате.

Увеличение температуры капель (например, при увеличении тока) приводит к существенному снижению поверхностного натяжения и может быть одной из причин уменьшения размера переносимых капель с ростом тока при сварке в

инертных газах на обратной полярности. Повышение температуры капель вызывает увеличение концентрации паров металла электрода в дуговом промежутке, что приводит к изменению режима горения дуги и перераспределению электромагнитных сил, действующих на каплю, способствуя заострению конца электрода и направленному струйному переносу металла [273]. Измельчение капель при сварке на прямой полярности низкоуглеродистой проволокой, покрытой солями щелочных или щелочноземельных металлов, связывается с уменьшением межфазного натяжения, вызванного электрокапиллярными явлениями [1371.

Значение электрокапиллярных явлений в работе [137] преувеличено. Соединения щелочных и щелочноземельных элементов, нанесенные на поверхность проволоки, как указывалось выше, резко изменяют эмиссию электронов с катода, при этом увеличивается площадь активного пятна, снижается плотность тока в нем. Эти обстоятельства уменьшают отталкивающее действие электромагнитной силы, осевая составляющая которой начинает способствовать отрыву капель. Обнаруженное А. М. Суптелем повышение температуры капель при введении в проволоку ионизаторов также может способствовать уменьшению поверхностного натяжения и размера капель 1193].

Электромагнитные силы. Значительная роль в переносе капель электродного металла принадлежит электромагнитным силам Рэ.м [45, 276, 251, 135, 133 и др.]. Они вызваны взаимодействием проводника с током (каковыми, например, являются капли жидкого металла и столб дуги), и собственного магнитного поля, создаваемого этим током. При протекании тока через проводник в последнем под действием собственного магнитного поля тока возникает радиально направленная сжимающая сила (пинч-эффект), убывающая к периферии с увеличением расстояния от проводника. В жидком или газообразном проводнике эти силы создают гидростатическое давление, определяемое по формуле [50]