книги / Сварка и свариваемые материалы. Свариваемость материалов
.pdfКонтактная сварка с непрерывным оплавлением. При оплав лении с равномерно возрастающей скоростью температура в околоконтактной области
(2.69)
где Тпл — температура плавления металла; S — ускорение дви жения захвата.
Максимально допустимое ускорение
|
|
(2.60) |
где |
7д — температура |
пластического деформирования (для |
стали |
7^=770-^-970 К); |
/0.с — околоконтактная зона стержня, |
прогретая выше температуры Тл).
Температура стыка после выключения тока определяется по формуле
АТ =■ Т пл exp (mt) erfc д / m t , |
(2.61) |
где t — время после выключения тока. Параметр
2.6.2. Точечная контактная сварка листов |
|
|
|
||||||||
Температурное |
поле |
вокруг |
сварной точки в листах |
толщиной |
|||||||
6 после |
выключения тока и размыкания |
электродов |
описыва |
||||||||
ется |
схемой |
мгновенного |
|
нормально |
|
кругового |
|
источника |
|||
в тонкой пластине с теплоотдачей |
|
|
|
|
|||||||
ДТ |
-------- 5-------- ехр |
Г------------ -----------— 1 , |
|
(2.62) |
|||||||
|
|
4яШ(<о + 0 |
|
L |
4а (<о + о |
срб J |
|
' |
|||
где |
Q — количество |
теплоты, |
введенное |
в металл; |
г — расстоя |
||||||
ние от центра сварной точки; |
t — время, прошедшее с момента |
||||||||||
разведения электродов; |
to — постоянная |
времени, |
характери |
зующая распределенность теплоты по радиусу в пластине в мо мент выключения тока при (= 0 (можно принять £о«(св).
Введенная в металл теплота
Q — Qi + Qa.
где Qj — теплота, затраченная на расплавление объема металла свариваемых листов толщиной 26 между электродами диамет
ром dB; |
Q2 — теплота, |
затраченная на нагрев кольца металла |
шириной |
* = 4 д/<ц"- |
окружающего расплавленный металл. Ус |
ловно принимают среднюю температуру металла в кольце рав ной Гпл/4.
С учетов теплосодержания металла
лd*
Qi — — “р —2 б ср Т плI |
(2.63) |
4 |
|
Q2= Агхядс (d9+ *) 26ср Тпл , |
(2.64) |
где k t=0,8 — коэффициент, учитывающий неравномерность на грева кольца.
Мгновенная скорость охлаждения центральной точки при Т< 0,5 Тпл
|
ш0 = |
4 л \ ( Т - Т н)* |
|
|
|
|
|
QI26 |
|
где |
Тя — начальная |
температура |
||
свариваемых |
листов. |
|
||
ет |
Скорость |
охлаждения возраста |
||
при |
использовании |
жестких ре |
||
жимов |
сварки. |
|
2.6.3. Электрошлаковая сварка
Нагрев металла при электрошлаковой сварке представляют как суммирование температур от дей ствия 3-х движущихся распределен ных ИСТОЧНИКОВ тепЛОТЫ (<7мет и 2-х источников ршл), равномерных по толщине металла (рис. 2.14).
Мощность источника на линии AtB, Ямет— vf&ps„„,
(2.65)
Рис. 2.14. Схемы процесса (а) и движения источников теплоты (б)
при электрошлаковой сварке
(2.66)
где v — скорость сварки, б — толщина металла, 5Пл — теплосо держание единицы массы расплавленного металла при темпе ратуре шлака в активной зоне.
Мощность двух источников на линиях АС и BD
Яшл — Я — Ямет< |
(2.67) |
где q — полная эффективная мощность.
Линейная интенсивность мощности металлического источ
ника |
теплоты |
равна <7 мет/ 2 |
Ьпр, шлакового источника ?шл/ 2 hmn. |
В |
области |
температур |
ниже 970—1170 К температурное |
поле можно рассчитывать по схеме линейного источника теп лоты в пластине. При этом принимают, что интенсивность ис точника по толщине пластины равномерна.
При электрошлаковой сварке с порошкообразным приса дочным металлом, выполняемой на высоких скоростях, тем пературное поле рассчитывают по схеме линейного источника теплоты, движущегося в пластине по оси шва, в тепловом
центре процесса (на глубине 15—20 мм от поверхности шла ковой ванны). Скорость охлаждения и длительность нагрева при этом определяют по формулам (2 .2 2 ) и (2.26).
Основным параметром термического цикла, служащим кри терием оптимальности режима при электрошлаковой сварке, является время пребывания околошовной зоны выше 1170 К (длительность перегрева металла).
2.6.4. Плазменная сварка
Энергия плазменной дуги передается изделию электронами, тя желыми частицами, конвективными потоками, излучением столба дуги.
Эффективный к. п. д. плазменно-дугового нагрева (табл. 2.4) ниже, чем к. п. д. дуги, из-за большей теплоотдачи стен кам сопла и окружающему пространству.
Эффективный к. п. д. зависит от сварочного тока / и рас хода газа V.
При обработке материала плазменной струей энергия пере носится высокотемпературным газовым потоком и передается
изделию в результате конвекции |
и излучения |
струи. |
||
ЭФФЕКТИВНЫЙ к. п. д. |
|
|
|
ТАБЛИЦА 2.4 |
ПЛАЗМЕННО-ДУГОВОГО НАГРЕВА [4] |
||||
|
|
|
Режим |
|
Нагреваемый объект |
л |
|
/. А |
V, г/с |
|
|
|
||
Массивное тело |
0 ,3 -0 ,7 5 |
Аргон |
200 |
0 ,1 - 5 |
Проволока |
0,1 |
» |
190 |
1,5 |
Порошок |
0 ,2 |
250—350 |
|
|
Газ: |
|
|
|
|
аргон |
0 ,1 -0 ,7 |
|
250 |
0 ,2 |
водород |
0,3—0,8 |
|
220 |
0,3 |
|
|
|
|
ТАБЛИЦА 2.5 |
ЭФФЕКТИВНЫЙ К- П. Д. НАГРЕВА ПЛАЗМЕННОЙ СТРУЕЙ [4] |
||||
|
|
|
Режим |
|
Нагреваемый объект |
л |
|
/, А |
V, г/с |
|
|
|
||
Массивное тело |
0,1—0,5 |
Аргон |
300 |
0,1—5 |
Проволока |
0,2—0,3 |
» |
330 |
0,1—5 |
Порошок: |
|
|
|
|
во встречных струях |
0,07 |
|
300 |
1,4 |
в струе с магнитной крут |
0,04 |
Аммиак |
225 |
1.5 |
кой |
|
|
|
|
Эффективный к. п. д. нагрева плазменной струей (табл. 2.5) ниже, чем в случае нагрева плазменной дугой.
Эффективная мощность плазменной дуги и плазменной струи увеличивается с повышением тока и зависит от состава и расхода газа, а также длины дуги. Увеличение расстояния от среза сопла до изделия приводит к уменьшению эффектив
ной мощности.
Изменение удельного теплового потока по радиусу пятна нагрева для плазменной дуги и плазменной струи описывается законом нормального распределения (2.45).
При плазменном нагреве в случае большой скорости движе ния источника температура тонких листов определяется по формуле (2.51), массивного тела — по формуле (2.52).
При малых скоростях перемещения плазменного источника нагрева применяются расчетные схемы, аналогичные схемам нагрева газовым пламенем.
2.6.5. Лучевые виды, сварки
Лучевые источники нагрева (электронный, лазерный луч) ха рактеризуются высокой концентрацией вводимой энергии.
Распределение удельного теплового потока в пятне нагрева описывается нормальным законом (2.51) с очень высокими значениями коэффициента сосредоточенности k.
Эффективный к. п. д. нагрева при электронно-лучевой сварке (табл. 2 .6 ) зависит от атомного номера обрабатывае мого материала и изменяется в пределах 0,7—0,9.
Температурное поле в тонких листах от нагрева электрон ным лучом или плазменной струей, перемещающимися с уме ренной скоростью v, описывается схемой подвижного нор мально кругового источника теплоты в пластине с теплоот дачей:
д г = - Л т |
~ ехР ( — |
г |
- + |
J |
(Р*) № (Р*. * + *о)- Т 2 (р„ т0)1. |
2лло |
\ |
2а |
|
|
|
|
|
|
|
|
(2.68) |
В случае малого радиуса пятна нагрева (при большом k) можно применять для расчета схему подвижного линейного ис точника теплоты в пластине (2 .8 ).
ТАБЛИЦА 2.6
ЭФФЕКТИВНЫЙ К. П. Д. ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОГО НАГРЕВА [4]
Металл AI |
Ti |
V |
Fe |
N1 |
Си |
Zn |
Nb |
Mo |
Та |
w |
Л |
0,895 |
0,842 |
0,839 |
0,804 |
0,78 |
0,776 |
0,734 |
0,731 |
0,727 |
0,703 |
0,7 |
Расчет нагрева массивных изделий электронным лучом вы полняется по схеме нормально распределенного источника на поверхности полубесконечного тела. Для случаев сварки на больших скоростях можно использовать формулы (2.51) и
(2.52).
Для лазерного нагрева применяются лазеры с импульсной генерацией излучения и лазеры непрерывного действия.
Распределение плотности теплового потока на поверхности материала от лазерного излучения
«,2 (г) = (1 -Д)«72т е-*'а |
(2.69) |
где R — коэффициент отражения.
Плотность мощности излучения импульсных лазеров дости гает в пятне нагрева значений 104—105 Вт/мм2. К. п. д. лазеров импульсного действия на рубине составляет 1 %. лазеров на стекле с неодимом 2 %.
Мощность СОг лазеров непрерывного действия составляет несколько киловатт при rj = 0,2. Плотность потока в пятне фо кусировки достигает 103 Вт/мм2.
Мощность газодинамических Лазеров достигает десятков киловатт.
Для расчета температурных полей при лазерной сварке применяются схемы, рассмотренные выше для электронного луча.
2.7. Справочные данные и примеры расчетов
Теплофизические коэффициенты металлов зависят от темпера туры. При инженерных расчетах применяются усредненные значения коэффициентов для некоторой температуры ТсР.
В табл. 2.7 приведены теплофизические коэффициенты для ряда металлов.
|
|
|
ТАБЛИЦА 2.7 |
|
ЗНАЧЕНИЯ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ |
[3] |
|||
Материал |
Г СР- К |
МДж/?м3- К) |
к, |
ахЮ4, |
Вт/(м- К) |
ма/с |
|||
Низкоуглеродистые |
и 500—600 |
5 -5 ,2 4 |
37,7—41,9 |
0,075—0,09 |
низколегированные |
стали |
|
|
|
Аустенитные стали |
600 |
4,73—4,8 |
25—33,5 |
0,053—0,07 |
Медь |
400 |
3 ,8 5 -4 |
368—377 |
0,95—0,96 |
Латунь |
350—400 |
3,47 |
117 |
0,34 |
Алюминий |
300 |
2,72 |
272 |
1 |
Технический титан |
700 |
2,85 |
16,8 |
0,06 |
Ниже приведены для разных температур значения коэффи циента полной теплоотдачи вертикальных листов из углероди стой стали:
7\ |
К |
|
. . . . |
|
|
|
400 |
600 |
800 |
1000 |
1200 |
1400 |
1600 |
|
|
||||||
а, |
Дж/(мм2.с |
К) |
|
|
|
0,2 |
0,3 |
0,6 |
|
0,9 |
1,3 |
1,9 |
|
2,8 |
|
|
|||||
Примеры |
расчета |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1. |
|
Пластины |
из |
низколегированной |
мартенситной |
стали |
толщиной 10 мм |
||||||||||||||
сваривают встык дуговой сваркой под |
флюсом. Режим сварки: ток /= 2 2 0 |
А; |
|||||||||||||||||||
напряжение дуги £/=36 В; скорость |
сварки |
и= 22 |
м/ч=0,006 |
м/с; |
началь |
||||||||||||||||
ная температура Г,, = 273 |
К. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Определить в подвижной системе координат температуру точки зоны |
|||||||||||||||||||||
термического |
влияния |
с |
координатами относительно |
движущегося |
источника |
||||||||||||||||
* = 0,2 м; 0 = 0,02 м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Эффективный к. п. д. источника |
л = 0.8 |
(табл. 2 .1). По табл. |
2.7 |
прини- |
|||||||||||||||||
маем а= 0,08 -10“4 м2/с; |
|
|
|
Вт |
|
|
|
Дж |
. |
|
|
|
|
|
|
||||||
Х=40 — —*1 |
|
ср=5-10® |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
м.К |
|
|
|
м3 К |
|
|
|
|
|
|
|
||
Для |
Гер=800 |
К |
коэффициент |
|
|
Вт |
|
|
|
мощность дуги |
|||||||||||
а = 6 0 -— |
.Эффективная |
||||||||||||||||||||
по формуле (2 . 1) |
|
|
|
|
|
|
|
М1\ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
0 = |
0,8-220-36 = 6340 |
Вт. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Коэффициент |
поверхностной |
температуроотдачи |
по |
формуле |
|
(2.9) |
|
|
|||||||||||||
Ь = |
------------------- = |
2 ,4 -10“* 1/с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
5 1 0 в 0,01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Время, за которое источник проходит расстояние *= 0,2 м, |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
t = |
|
|
|
|
0,2 |
= 33,3 с. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
0,06 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Приращение |
температуры |
точек |
определяем |
по |
формуле |
(2.16). |
|
|
|
||||||||||||
В точке зоны термического влияния, (0 = 0,02 |
м) |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
АГ : |
|
|
|
|
|
|
6340 |
|
|
|
|
|
/ |
|
0,02а |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
exp f - |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
0,006 0,01 У 4 - 3 ,14-40-5-10*-33,3 |
|
|
4 -0,08 -10-*-33,3 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
— 2 ,4 -10—3*33,3 j = |
372 exp ( — 0,37 — 0,08) = |
372 -0,638 = |
237 |
К. |
|
|
|||||||||||||||
Температура точки зоны термического влияния |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
Т = А Т + Тн = |
237 |
К + |
273 |
К = |
510 К. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 . |
|
Для условия |
примера |
1 определить максимальную температуру и ско |
|||||||||||||||||
рость охлаждения |
при |
Г = 773 К |
в |
точке |
зоны |
термического |
влияния с |
ко |
|||||||||||||
ординатой |
0 = 0,01 |
м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
скорость |
охлаждения |
для |
|||||||
Из условия, что максимально допустимая |
|||||||||||||||||||||
этой стали равна 10 К'/с, произвести |
корректировку режима сварки в слу |
||||||||||||||||||||
чае, если скорость охлаждения окажется выше допустимой. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
По формуле (2.16) |
приращение максимальной температуры |
|
|
|
|
||||||||||||||||
Тг |
Тн |
|
|
|
|
|
6340 |
|
|
|
|
|
|
2,4- 10_3-0,01а |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2-0,08-10-* |
|
|||||||
|
|
|
д/2-3,14-2,72 - 0,006-5-10* 0,01 -0,01 |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
= 505 |
К- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Максимальная температура Гт = 505 К +273 К =778 К. |
|
|
|
|
|
|
|
2 -3,14-40-5 - 10е (773 — 273)3 |
к/с. |
||
Wo ------------------------ |
6340 |
------------ — = 14 |
|
/ |
у |
|
V 0,006.0,01 )
Скорость охлаждения оказалась выше допустимой, равной 10 К/с. Уменьшить скорость охлаждения можно за счет увеличения температуры
Тн (введение подогрева) или за счет уменьшения погонной энергии сварки. Определение температуры подогрева.
Из формулы (2.22)
|
|
|
w0 |
|
|
|
|
6340 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
»(- 0,006-0,01 |
|
|
|
|
||||
(T ~ T« f = |
Ш |
|
= |
89* 10е |
К3. |
||||||||
2 |
яХср |
|
2*3,14.40-5-10е |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Откуда 7 —7'н1 =446 К. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Для уменьшения |
скорости |
охлаждения с 14 К/с до |
10 К/с |
необходим |
|||||||||
подогрев 7„ = 773—273—446 = 54 К. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Определение погонной энергии сварки. Из формулы |
(2.22) |
требуемая |
|||||||||||
погонная энергия, |
обеспечивающая |
скорость охлаждения |
10 К/с, |
равна |
|||||||||
qlv = 6 |
J |
|
|
|
_ |
0 - 0 1 |
V |
2.3,14-40*5* 10е (773—273)3 |
|||||
|
и>0 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
V |
|
|
|
|
|
1 0 |
|
|
|||
= |
1,25* 10е Дж/м. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
В |
примере q/v— — |
= 1,06* 10е. Погонную энергию сварки можно увели- |
|||||||||||
|
|
|
О tООи |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
чить с |
1,06*10® до |
1,25 • 10® Дж/м за счет |
увеличения |
тока |
с 220 |
А до 260 А |
|||||||
или за счет снижения скорости сварки с 22 |
м/ч до 10 |
м/ч. |
|
|
|
||||||||
3. |
|
Пластины |
из стали 40Х |
толщиной 10 мм сваривают |
встык многослой |
||||||||
ным швом короткими участками. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Режим |
сварки: ток /= 1 8 0 |
А, напряжение дуги £/ = 24 |
В, скорость сварки |
||||||||||
и= 2 мм/с; |
эффективный |
к. п. |
д. TI = 0 ,8 . Начальная |
температура |
7 Н= 290 К. |
Определить длину завариваемого короткого участка с учетом того, что температура мартенситного превращения стали 40Х близка к 570 К.
Теплофизические коэффициенты принимаем, как в примере 1.
Температура охлаждения |
первого слоя |
Тв = 7 м + 50 = 570 + 50 |
= 620 К. |
Эффективная мощность дуги
q = 0,8* 180*24 = 3480 Дж/с.
Поправочный коэффициент для стыкового соединения /е3= 1,5; коэффи циент горения дуги £г=0,75. Длину участка, при которой первый слой не
охлаждается ниже 620 К, определяем по формуле (2.30)
_____________ 1,5а*0,75*34802______________ = 0,11 м = ПО мм.
4• 3,14 40*5 • 10® • 0,0182 *0,002 (620 — 290)2
|
|
|
Свариваемый |
Средняя температура, К |
|
Способ сварки |
|
в сварочной |
электродных |
||
|
металл |
||||
|
|
|
|
ванне |
капель |
Механизированная под флю |
Низкоуглеродистая |
1970-2130 |
|
||
сом, проволока Св-08А |
|
сталь |
1900—2070 |
|
|
В аргоне, проволока Св-08 |
То же |
2830—3460 |
|||
В С02, проволока Св-08Г2С |
» |
2170 |
2860—2970 |
||
Порошковой |
проволокой |
ру |
Низколегированная |
1770-1880 |
2270—2970 |
тилового вида |
|
сталь |
1870—2270 |
2380—2470 |
|
Электродами |
с кислым |
по |
Низкоуглеродистая |
||
крытием |
|
|
|
|
|
3.1). Повышенная температура и более развитая поверхность капель электродного металла по сравнению с ванной создают более благоприятные условия для взаимодействия металла с газами и шлаками именно на стадии капель (табл. 3.1).
3.1.1. Металлургические реакции при сварке
Большинство процессов взаимодействия на границе металл — защитная среда протекают с наибольшей интенсивностью на высокотемпературных участках зоны плавления, поэтому особо
|
|
благоприятные |
условия |
|
для |
||||||
|
|
протекания |
реакции создают |
||||||||
|
|
ся |
на |
стадии'капли. |
|
|
|||||
|
|
ры |
По |
мере |
спада |
температу |
|||||
|
|
процессы |
в |
большинстве |
|||||||
|
|
случаев начинают |
протекать в |
||||||||
|
|
обратном |
направлении. Одна |
||||||||
|
|
ко |
скорость |
|
протекания |
про |
|||||
|
|
цессов |
в |
обратном направле |
|||||||
|
|
нии в |
низкотемпературной |
ча |
|||||||
|
|
сти |
сварочной, |
ванны |
ниже |
||||||
|
|
скорости |
прямых |
|
процессов в |
||||||
Рис. 3.2. Схема изменения концентрации |
наиболее |
горячей |
части |
|
ее. |
||||||
элемента в наплавляемом металле в ре |
Этим |
в основном |
объясняется |
||||||||
зультате взаимодействия |
его со шлаком |
||||||||||
в сварочной |
ванне |
тот |
факт, |
что |
количество |
про |
|||||
|
|
реагировавшего |
вещества |
в |
процессе нагрева оказывается больше, чем при снижении тем пературы. Поэтому в затвердевшем металле часто наблюда ется прирост или недостаток того или иного элемента по срав нению с исходной его концентрацией в сварочной ванне. Схе матически процесс представлен на рис. 3 .2 .
Допустим, что между Шлаком и жидким металлом при сварке под флюсом идет реакция
( Мех°у)шл + У[Ме']ж =*=У( Ме 0 )шл + * [Me']. |
(3.1) |
в результате которой в наплавленном металле с увеличением температуры возрастает концентрация [Me"]. Исходное равно весное содержание этого элемента в металле было [Ci] (см. рис. 3.2).
Реакция стремится к новому равновесию, причем скорость ее возрастает с повышением температуры. После достижения Тшах температура начинает снижаться, а соответственно в об ратном направлении должна изменяться и концентрация [Me"] в наплавленном металле, стремясь к содержанию [Ci]. Однако к моменту достижения Гтах концентрация [Me"] соответствует равновесному содержанию [Ср] для более низкой температуры,
поэтому при начальном снижении температуры [Ct] продол жает расти, стремясь к равновесному состоянию [CJmax. Та ким образом, температура начинает снижаться, а концентра ция [Me"] в наплавленном металле продолжает расти.
Вследствие дальнейшего снижения температуры увеличение содержания [Me"] сначала приостанавливается, а затем, пройдя через максимальную концентрацию [Ср], соответствующую рав новесной температуре Тр, также начнет снижаться, но опять отставая от изменения температуры. Указанное отставание со снижением температуры должно увеличиваться, так как ско рости реакций при более низких температурах уменьшаются. К моменту возвращения объема металла к температуре Ткр концентрация [Me"] не будет иметь значения [Ct] (см. рис. 3.5), а останется на каком-то уровне [Сг], что и создаст прирост эле мента в наплавленном металле Д[С].
Подобный ход рассуждений справедлив и применительно к реакциям между газами и металлом в зоне плавления.
3.1.2. Термодинамический метод оценки протекания реакций при сварке
Термодинамическое равновесие основано на законе сохранения содержания всех веществ, участвующих в реакции, как угодно долго при постоянных температуре и давлении. Поэтому, если подходить строго, то понятие термодинамического равновесия в целом неприменимо к зоне плавления при сварке, поскольку металл в сварочной ванне и контактирующие с ним фазы непрерывно изменяют свою температуру, а сварочная ванна непрерывно разбавляется новыми порциями еще непрореагиро вавших веществ — защитной среды, основного металла и сва рочной проволоки. Тем не менее это понятие, а также расчет ные и опытные данные о константах равновесия отдельных реакций оказываются весьма полезными для анализа металлур гических реакций при сварке плавлением по двум причинам:
1. В каждом элементарном объеме сварочной ванны реак ции стремятся к состоянию равновесия и, следовательно, ис пользование термодинамических данных позволяет в большин стве случаев предсказать наиболее вероятное их направление.
2. В сварочной ванне (зоне плавления) при сварке реакции взаимодействия протекают с большими скоростями, и поэтому можно ожидать состояния, близкого к равновесному.
Неравномерность температурного поля в зоне плавления весьма затрудняет выбор значения температуры, к которому следует относить расчеты равновесия. Поэтому термодинами ческие расчеты можно вести лишь условно, разбив зону плав ления на участки и принимая для каждого участка какую-либо одну температуру за равновесную. Практически удобно вести