2а + 1 — а = 1 + а. Парциальное давление для

Отсюда можно записать

Рн.

2а

1-а

4а2

(VI.5) (VI.6)

Для определения Кр часто используют эмпирические формулы, например, в реакции диссоциации молекулярного водорода — при-

о.в

0,6 0.4 0.2

ближенное уравнение Нернста:

22 570

1,504 lg Т --0,767.(VI. 7)

1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Т. °К

Рис. 108. Кривая зависимости степени диссоциации водорода и азота от температуры.

Следовательно, задаваясь значениями температуры при постоянном давлении р, можно для соответствующего газа установить величину Кр, а затем, пользуясь выражением (VI .-6),— и степень диссоциации этого газа при выбранной температуре. Если принять, что температура столба дуги составляет в среднем 5000 °К, то для молекул водорода расчеты дадут а = 0,96, a для молекул азота а = 0,038 (рис. 108).

Диссоциация двухатомных газов в зоне сварки имеет большое значение, поскольку:

1)в атомарном состоянии газы приобретают высокую химическую активность и легко взаимодействуют с расплавленным металлом капель и сварочной ванны;

2)параллельно с диссоциацией газов, протекающей в зоне высоких температур с поглощением тепла, вблизи сварочной ванны,

1 Степень диссоциации а — отношение числа диссоциировавших молекул к их первоначальному числу. Например, если из 100 молекул диссоциировало 10, то а = удф= 0,1. Если диссоциируют все молекулы, а = 1.

где температура значительно ниже, идет обратный процесс образования молекул из атомов, сопровождающийся выделением тепла.

Благодаря этим двум процессам осуществляется своеобразное регулирование теплового состояния в зоне сварки — перенос тепла от участка высоких температур дуги к жидкому металлу ванны.

Аналогично протекает диссоциация трехатомных газов, из которых в сварочных процессах обычно участвуют пары воды и углекислый газ. Водяной пар диссоциирует по уравнению

2Н2 + 02 .=г 2Н20 + 115,6 ккал/моль,^1.8)

Н2 + у 02Н20 + 57,8 ккал/моль.

Константа равновесия этой реакции по приближенному уравнению Д. Чипмена и А. М. Самарина"

1ё к = \ё -?!ЬЕ°1 = _ + 3045.(VI.9)

Диссоциация водяных паров в зависимости от условий протекания реакции может создать для жидкого металла окислительную или восстановительную атмосферу. Если упругость диссоциации водяного пара превышает упругость диссоциации оксида металла (рог(МеО) Ро2(Нао)). металл может окисляться за счет кислорода диссоциированного водяного пара:

Ме + Н20 МеО + На.

Если же упругость диссоциации водяного пара меньше упругости диссоциации оксида металла (ро,(Мео РогН8о). металл будет восстанавливаться из оксида водородом диссоциированного водяного пара:

МеО +• Н2 Ме + НгО.

С увеличением температуры степень диссоциации водяных паров увеличивается и при 5000 °К приближается к единице.

Углекислый газ при высоких температурах также активно диссоциирует по реакции

СО 4- у 02 +=± С02 4- 67,65 ккал/моль.(VI. 10)

Константа равновесия этой реакции зависит от температуры и определяется из приближенного уравнения Д. Чипмена и А. М. Самарина

1в Кр = Ы ^ - —^ + 4,405,(VI. 11)

где рсо» Ро„, Рсоа—парциальные давления соответственно газов СО, 02 и С02; Т — абсолютная температура, °К.