Большинство исследователей, занимающихся вопросами тех­нологии сварки, в той или иной мере изучали процесс поро - I образования в сварных швах. Значительный вклад в исследо­вание данного процесса сделали А. А. Алов, В. К. Любавский, Г. Д. Никифоров, В. В. Подгаецкий, И. К. Походня, И. И. Фру - мин и др. К настоящему времени накоплен довольно обширный экспериментальный и теоретический материал. Так, достовер­но установлено, что в процессе порообразования при сварке сталей основную роль выполняют Н2, N2 и СО, а не высокомо­лекулярные газы С2Н2, С3Н8 и т. д. [212, 332]. Отмечено и изу­чено влияние отдельных составляющих флюса и металла на образование пор в металле шва [1, 21, 42, 122, 267]. Согласно [1, 42, 122, 267], увеличение содержания в шлаке К20, Na20 и СаО повышает пористость сварного шва, а введение в шлак FeO, МпО и замена СаО и MgO на SiOa уменьшает ее.

Д. М. Рабкиным [221] было показано, что при сварке низ­коуглеродистой стали под флюсом АШ на прямой полярности пористость сварного шва выше, чем при сварке на обратной полярности. При сварке на переменном токе величина порис­тости занимает промежуточное значение между сваркой на прямой и обратной полярностью [II. Причем если флюс со­держит значительное количество МпО, то род тока и его по­лярность практически не влияют на пористость сварного шва.

Некоторые исследования свидетельствуют о влиянии на процесс порообразования неметаллических включений, нахо­дящихся в сварочной ванне [9, 113], процесса электромагнит­ного перемешивания металла сварочной ванны [82], вида свар­ного соединения и т. д.

Однако многие вопросы, относящиеся к процессу поро­образования, и в настоящее время остаются не выясненными или являются спорными. Например, нет единого мнения о ро­ли отдельных газов (N2, Н2, СО) в процессе порообразования, а также о роли и механизме влияния неметаллических вклю-

чений. Высказываются различные мнения о месте преиму­щественного образования пор, и с различных позиций объясня­ется влияние состава флюса и металла на процесс порообра­зования.

Подобное положение, на наш взгляд, объясняется в ос­новном следующими причинами. Во-первых, сложностью са­мого процесса, его многофакторностью; во-вторых, ошибоч­ностью представления процесса порообразования одностадий­ным. По-видимому, процесс порообразования следует разде­лить на три стадии: 1) образование устойчивого зародыша;

2) рост газового зародыша; 3) удаление газовых пузырьков из сварочной ванны. Наконец, в-третьих, выводы о процессе по­рообразования в сварном шве чаще всего делаются на основе технологических экспериментов, когда защитные среды и сам металл содержат некоторое количество N2, Н2, 02, неучтен­ных включений и т. д.

В последнее время появились работы, в которых процесе порообразования рассматривается с позиций физики поверх­ностных явлений. По-видимому, такой подход, являясь энер­гетическим, позволит гораздо полнее разобраться в процессе порообразования, особенно на стадиях зарождения пузырька и удаления его из сварочной ванны. При этом появляется воз­можность рассмотреть влияние различных факторов (пересы­щение металла газом, наличие в сварочной ванне межфазных границ, перемешивание металла, образование флуктуаций га­за и так далее) на процесс образования пор. Такой метод более правильный, так как на каждой стадии условия и факторы, оказывающие решающее влияние на ход процесса, различные.

Так как образование газовых пузырьков, их рост и удале­ние во многом зависят от содержания газов в металле, прежде всего рассмотрим особенности кинетики процессов перехода газов в металл.