Загрязнение металла шва. В зоне плавления электрической дуги температура достигает больших значений — 2300°С, что приводит к быстрому плавлению электродного металла и металла изделия, интен­сивному разогреву, а потом достаточно быстрому охлаждению метал­ла после сварки. Воздействие электрической дуги приводит к тому, что молекулы кислорода, азота, водорода, находящиеся в воздухе или влаге в зоне дуги, частично разлагаются на атомы и ионы. В атомарном состоянии эти элементы обладают высокой активностью, вступая в химическое взаимодействие с элементами расплавленной стали и рас­творяясь в ней, что является следствием хрупкости металла.

Для защиты свариваемого металла от воздействия окружающей среды на электроды для ручной электросварки наносится специаль­ное покрытие. Защита металла от воздуха осуществляется за счет шлака и газов, образующихся при плавлении покрытия электрода. Кроме того, покрытие электрода способствует ионизации в дуговом промежутке, поддерживает и стабилизирует процесс горения дуги. Подобные меры значительно улучшают качество сварного соедине­ния. Одиако, эффективно изолируя сварочную дугу от воздуха, по­крытие электрода малоэффективно для защиты от загрязнений, нахо­дящихся на поверхности свариваемого металла. Выгорание всевоз-. можных веществ на поверхности приводит к разбрызгиванию металла, загрязнению и ухудшению прочности сварного соединения.

В процессе электросварки происходят неизбежные изменения в структуре металла, его химического состава и механических свойств. Малый объем расплавленного металла в сварочной ванне и относи­тельно холодный основной металл свариваемых частей вызывают интенсивный отвод тепла в свариваемое изделие. В результате про­исходит быстрое затвердевание и кристаллизация металла шва, неод­

нородное протекание химических реакций, возникновение перена­пряжений, деформаций и, возможно, трещин, что в конечном итоге сказывается на механических свойствах сварного соединения. Это особенно актуально при сваривании изделий из чугуна. Механиче­ские свойства, структура и химический состав металла зависят не только от состава металла электрода и свариваемых частей, но также в значительной степени от температурного режима, характера и ин­тенсивности химических реакций при сварке.

Проникновение атомов распадающихся молекул в сварочную ванну вызывает химические реакции и образование химических со­единений, легко растворимых в жидком металле. После затвердева­ния и кристаллизации растворенные соединения приводят к повы­шенной хрупкости сварного соединения. Источниками насыщения шва вредными веществами могут быть окружающий воздух, ржавчи­на, масло, влага, минералы, входящие в состав сварочных материа­лов. Отчасти борьба с загрязнениями заключается в очистке поверх­ности, сушке и прокаливании материалов для удаления из них влаги, а значит, кислорода и водорода. Отчасти образованию прочного шва способствует то, что большинство растворимых примесей легче ста­ли, поэтому в жидком металле они всплывают на поверхность шва еще до его затвердевания. Но даже при оптимальных условиях свар­ки, вряд ли можно надеяться на прочность соединения, которая бы составляла выше 60% от прочности основного металла. А так как в бытовых условиях поверхности свариваемых изделий часто не под­даются вообще никакой очистке, то реально прочность швов еще меньше. Особенно неустойчивы сварные соединения при ударных нагрузках, вибрации, к изгибу по месту шва.