При диссоциации молекулярный водород, кис­лород и азот распадаются по следующим реакциям!

Н2 ^ 2Н — Q; (38)

02 ч* 20 — Q-, (39)

N2 ** 2N — Q. (40)

Степень диссоциации характеризуется отношением рас­павшихся молекул к первоначальному числу молекул

в единицах объема.

На рис. 49 показана зависимость степени диссоциации водорода и азота от температуры. Как видно из рисунка, степень диссоциации с увеличением температуры асимпто­тически приближается к единице. Такие газы, как водо­род и кислород, при температуре дуги почти полностью диссоциируют на атомы, а азот при этой температуре
диссоциирует незначительно. Атомарный кислород, азот и водород, соединяясь с металлом шва, ухудшают его свойства.

Наряду с диссоциацией простых газов при сварке наблюдается диссоциация материалов покрытий и флю­сов, таких как плавикового шпата CaF2, мрамора СаС03 и др. Продукты диссоциации материалов покрытий и флюсов оказывают влияние на устойчивость горения дуги и ход металлургических процессов. Плавиковый шпат при высоких температурах разлагается

CaF2 -> CaF + F; (41)

молекулы фтора под дейст­вием теплоты дуги почти полностью диссоциируют и вследствие большого сродства к электрону захватывают электроны, образуя отрица­тельные ионы фтора:

Рис. 49. Зависимость степени

диссоциации а водорода и азота г2 2г — Q; (42)

от температуры F + е F - + 3,94 эВ. (43)

Расчеты показали, что при Т — 3000 °С степень дис­социации фтора составляет 0,92, а степень ионизации 0,0178 или 1,78 % фтора будет в состоянии отрицательных ионов. При сварке металлическими электродами темпе­ратура столба дуги может быть в пределах 6000—7000 °С, при которой диссоциация фтора будет большой и соответ­ственно возрастает степень ионизации. Образование боль­шого количества отрицательных ионов приводит к сни­жению проводимости дугового промежутка (в связи с уменьшением концентрации электронов) и снижению устойчивости горения дуги. Но в то же время кальций- фтор при сварке выполняет ряд полезных фуНКЦИЙ, в частности фтор уменьшает вероятность насыщения на­плавленного металла водородом, так как освобождаю­щийся при диссоциации атомарный фтор связывает во­дород в устойчивую нерастворимую в металле молекулу HF. Реакцию взаимодействия водорода с фтором схемати­чески можно представить уравнением

CaF2 + 2Н Са + 2HF f. (44)

Влияние диссоциации карбонатов рассмотрим на при­мере разложения мрамора СаС03. В состав многих покры-

тий входят карбонаты — соли угольной кислоты; осо­бенно широко применяется карбонат кальция СаС03. Разлагаясь при высоких температурах, СаС03 образует углекислый газ и оксид кальция:

СаС03 -> СаО + С02 — Q. (45)

Чем выше температура, тем больше распадается мрамор, а наряду с этим диссоциирует углекислый газ:

2С02 2СО + 02. (46)

Зависимость степени диссоциации С02 от температуры приведена на рис. 50.