последней. При этом величина краевого угла в определяется соотношением межфазных натяжений, а именно:

cc.se =д'газ С'-2.(VI.66)

Нетрудно увидеть, что при тупом краевом угле в, когда жидкость 2 плохо смачивает твердую фазу 1 (рис. 143, а), газовый пузырек успевает вырасти до значительных размеров. При остром краевом угле 9, т. е. если жидкая фаза 2 хорошо смачивает твердую фазу / (рис. 143, б, в), газовый пузырек приобретает овальную форму, не успевает вырасти, отрывается и всплывает на поверхность ванны.

В сварочной ванне поверхность растущих кристаллов, как правило; хорошо смачивается жидким металлом, и первичные газовые

Рис. 143. Формы пузырьков газа, выделяющихся из жидкости на твердой поверхности в зависимости от ее смачиваемости.

пузырьки приобретают преимущественно овальную форму. При малой скорости кристаллизации (рис. 144, а) пузырек успевает оторваться и выплыть. Однако при неполном отрыве пузырьков от твердой фазы на ее поверхности остаются готовые зародыши. Такая картина наблюдается при большой скорости кристаллизации металла (рис. 144, б). В этом случае естественно ожидать пористости шва.

Поры могут быть вызваны как растворимыми в металле газами (Я2; Л^2), так и нерастворимыми, образующимися в самом металле (СО; Н20; ОН).

Появлению пор в металле шва способствует загрязненность металла ржавчиной. Последняя представляет собой гидрат окиси железа и может иметь различный состав. При нагреве она переходит в окалину Ее304 и выделяет пары воды. Таким образом, в непосредственном контакте с жидким металлом оказываются и кислород, и водород. Поэтому при сварке металла, покрытого ржавчиной, поры может образовывать окись углерода—продукт реакции между углеродом и кислородом в жидком металле. Водород при этом лишь увеличивает размеры образующихся газовых пузырьков, диффундируя в них и переходя в молекулярную форму. Причиной возникновения пор может быть и водород, интенсивно растворяющийся в жидком металле и частично не успевающий в момент кристаллизации выделиться из него.

Влияние состава газов на образование пор при наличии ржавчины зависит от степени окисленности сварочной ванны. Если последняя окислена, то растворимость водорода в металле снижается. В этом случае повышение содержания закиси железа в системе шлак — металл» способствует развитию в кристаллизующейся асти ванны реакции окисления углерода. Если сварочная ванна хорошо раскислена и металл содержит нужное количество кремния и других раскислителей, то создаются условия для активного поглощения ванной водорода. Тогда образование пор в шве следует свя-

Рис. 144. Схемы роста и отрыва пузырьков при различных скоростях кристаллизации металла в сварочной ванне.

зывать преимущественно с интенсивным выделением водорода из кристаллизующегося металла.

Для борьбы с пористостью, вызываемой образованием окиси углерода, нужно сохранять в ванне достаточное количество раскислителей, способных подавить реакцию окисления углерода в момент кристаллизации металла.

Чтобы предупредить водородную пористость, нужно обеспечить в газовой фазе более полное связывание водорода в соединения, нерастворимые в металле. В этом отношении интересны две реакции:

1. Соединения фтора, поступающие в газовую фазу, взаимодействуют с атомарным водородом или парами воды и образуют нерастворимый в металле фтористый водород:

2 СаЕ2 4- 3 БЮ2 =± 2 СаБЮд + 51Е4,(У1.67)

51Е4 + ЗН^51Е + ЗНЕ;

СаЕ2 + Н ^ СаЕ + НЕ;(VI. 68)

Б1Е4 + 2 Н20 т=± БЮ2 + 4 НЕ(VI. 69)