что их вязкость почти постоянна в пределах 1200—1400 °С и состав ляетдолипуаза. При температуре около 1100 °С вязкость короткие шлаков резко повышается и они затвердевают. Таким образом, ко*-роткий шлак быстро затвердевает с поверхности, оставаясь жидким в зоне соприкосновения с кристаллизующимся металлом и обеспечивая как свободный выход газам из металла, так и соответствующее формирование шва. Короткие шлаки — основные.

Кривая 2 отвечает «длинным», более густым шлакам, вязкость которых медленно снижается в интервале 1000—1400 °С. Такие

шлаки постепенно переходят сначала из жидкого состояния в густое, потом — в тестообразное, а затем— в твердое (рис. 117) и поэтому трудно установить температуру начала их затвердевания. Переход из тестообразного состояния в твердое у длинных шлаков сопровождается нарастанием вязкости, при котором перегруппировка частиц, необходимая для получения кристаллической решетки, затрудняется. Поэтому длинные шлаки не кристаллизуются, а переходят в стекловидную аморфную массу.

Длинные шлаки — это обычно кислые, силикатные шлаки. Чем больше содержание 5Ю2 в шлаке, тем выше его вязкость. Однако силикаты, входящие в шлак, могут иметь различную вязкость. Наиболее часто встречающиеся в сварочных шлаках силикаты по возрастанию их вязкости можно расположить в такой ряд: РеО X х БЮ2 -■ МпО • 5Ю2 -- Ре203 • 5Ю2 -- А^О • БЮ, - СаО • 5Ю2- -*-А1аОя • 5Юг. Длинные, густые, медленно затвердевающие шлаки менее активны по отношению к металлу и отличаются худшими формирующими свойствами.

От вязкости шлака зависит его газопроницаемость, т. е. способность пропускать выделяющиеся из металла газы. Известно, что скорость выделения газов из металла зависит от их давления над поверхностью металла. Если у шлаков плохая газопроницаемость, то на поверхности металла создается повышенное давление газов, препятствующее их дальнейшему выделению. В этом случае в шве может образоваться пористость, а на поверхности шва — мелкие вмятины, штриховатость, побитость.

Густые шлаки обладают плохой, а "маловязкие подвижные шлаки — высокой газопроницаемостью. В жидкотекучих шлаках

900 / 000 »00 1200 /300 г с Твердый шлак

'состояние

"Густой • шлак /\\-—

■Жидкий/ [С —~~ — • шлак

Рис. 117. Кривые зависимости вяз кости шлаков от температуры; схе мы затвердевания.

быстрое выделение газов из металла сопровождается попутным «$ахватом» частиц шлаковых включений и более полным очищением металла шва. Поэтому важно умело подбирать соответствующие добавки к шлаку, чтобы повлиять на его вязкость в нужном направлении.

Отличным разжижителем шлаков, особенно основных, является фтористый кальций СаР2 (плавиковый шпат). Уменьшают вязкость и такие оксиды, как ТЮ2, К20, №¡¡0, МпО, хлориды. Особенно благоприятно влияние оксида ТЮ2, который способствует получению короткого шлака. Таким образом, для сварки более желательны маловязкие, легкоподвижные, быстро затвердевающие шлаки. Этому условию больше всего удовлетворяют короткие, основные шлаки.

После затвердевания шлаки должны легко удаляться с поверхности шва. Эта легкость зависит от ряда причин, в том числе и от окислительной способности шлака.

Повышенная окислительная способность может резко ухудшить отделяемость шлаковой корки от поверхности шва. Действительно, если концентрация оксидов железа в шлаке повышена, окисление поверхностных слоев металла может происходить вплоть до его затвердевания. На поверхности металла образуется окисная пленка, состоящая главным образом из РеО, кристаллизующейся в кубической системе. Кристаллическая решетка РеО строится на базе кубической решетки а-Ре, поэтому окисная пленка прочно удерживается на поверхности металла шва.

Наличие в шлаковом покрове соединений, кристаллизующихся в той же кубической системе, что и РеО, приводит, в свою очередь, к достраиванию этими соединениями решетки РеО, а значит, к достаточно прочному сцеплению шлака с металлом. По кубической системе кристаллизуются соединения типа шпинелей, представляющие собой сложные оксиды двух- и трехвалентных металлов AlIMg, Ре и др.

Характеристика важнейших простых оксидов, входящих в состав шлаковой фазы. 1. Двуокись кремния 8102 (Гпл = 1710 °С; т = 2,3 -г- 2,6 г/сма) — сильный кислотный оксид, который легко вступает в реакцию с основными оксидами, образуя комплексные соединения — силикаты. БЮ,, повышает вязкость шлака и способствует получению длинных, густых шлаков. Из расплавленного состояния БЮ2 затвердевает в модификацию — кристобаллит, которая при дальнейшем охлаждении переходит в новую модификацию — тридимит — и затем в кварц. Эти превращения сопровождаются выделением тепла. Двуокись кремния нерастворима в металле.

2. Закись марганца МпО (7™ — 1600 °С; т«= 4,7 + 5,5 г/см3) — основной оксид, образующий комплексные соединения с кислотными оксидами. Связывает серу в сульфид марганца и повышает ее растворимость в шлаке. Способствует некоторому понижению вязкости шлака, однако не влияет на скорость кристаллизации его. Нерастворима в металлу,