Поскольку в данной главе в основном рассматривалось влия­ние поверхностных свойств металла и поверхностных явлений на процессы образования шва и дефектов формы шва, то и рас­сматриваемые меры также, главным образом, будут связаны с изменением величины поверхностной энергии.

Совершенно очевидно, что во многих случаях, не изменяя режимов сварки, глубину проплавления можно существенно повысить за счет введения в металл поверхностно-активных компонентов. Особенно легко это осуществить при сварке в окислительной среде или при использовании окислительных флюсов и покрытий. В случае, когда введение 02 или S явля­ется нежелательным или недопустимым, можно применить и другие компоненты (например, редкоземельные элементы, а также Se, Те [239]).

При сварке тонколистового металла в окислительных сре­дах, когда возникает опасность образования прожогов, оче­видно, необходимо вводить в сварочную ванну компоненты, которые обладают повышенным химическим сродством к кис­лороду. Это приведет к снижению содержания свободного кислорода в металле, вследствие чего влияние 02 на поверх­ностное натяжение расплава стали уменьшится.

За счет снижения поверхностного натяжения металла или его межфазного натяжения на границе со шлаком можно до­биться уменьшения величины усиления шва и получить более плавный переход от основного металла к наплавленному. В результате устраняются концентраторы напряжений в свар­ном соединении и повышается работоспособность сварной кон­струкции.

Заметно уменьшить величину межфазного натяжения мож­но за счет введения в шлак оксидов железа и марганца. Кроме того, если оксидный шлак содержит мало FeO и МпО, вели­чину см—ш можно изменить, изменяя полярность сварочного тока. При сварке на прямой полярности величина межфазного натяжения будет выше, чем при сварке на обратной полярнос­ти [66].

Анализ причин, влияющих на образование подрезов при сварке, позволяет сделать вывод, что снизить вероятность

Возникновения ЭТИХ дефектов МОЖНО, уменьшив См—г? См_ш или увеличив время существования сварочной ванны. Послед­него можно достичь в результате применения предварительно­го подогрева свариваемых изделий или за счет повышения тока шунтирования при введении в шлак дополнительного непла - вящегося электрода.

Поскольку образование подрезов связано с растзканием расплавленного металла по поверхности твердого, то на их возникновение повлияют также и гидродинамические условия в сварочной ванне. Поэтому воздействие на дугу магнитных полей различных видов, использование комбинированного электрода может помочь устранить подрезы. Растекание рас­плавленного металла можно повысить, удалив оксидные плен­ки с кромок основного металла или создав определенный рель­еф на кромках. Так как увеличению скорости растекания способствует снижение вязкости металла и шлака, повышение температуры металла и шлака, введение в них компонентов, снижающих вязкость, уменьшают вероятность образования подрезов. Однако при этом надо учитывать, как эти компо­ненты влияют на величину поверхностного натяжения металла, и помнить, что чрезмерное уменьшение вязкости шлака может нарушить его защитные функции.

Устранить непровары в сварном шве можно, уменьшив зна­чения См_г и ст_ж. Снижению величины ст_ж способствует удаление окисной пленки с поверхности кромок свариваемых деталей и их подогрев. Причем достаточно, чтобы толщина слоя нагретого металла была очень небольшой.