ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 62 ТЕХНОЛОГИЯ подвергается циклическому быстрому нагреву, так как сварочный шов покрыт флюсом, что приводит к высокой плотности тока и сильной конвекции Марангони. Однако наличие сужения дуги, создаваемого боковым потоком, но с ограниченной плотностью тока, почти идентичной TIG-сварке, приводит к умеренному нагреву зоны плавления с последующим медленным охлаждением, что позволяет зернам расти в ячеистой структуре. В случае TIG-сварки при отсутствии подобных механизмов зона плавления проходит через цикл медленного нагрева и охлаждения, что приводит к образованию столбчатой структуры (рис. 7, а). Помимо зоны плавления, зона термического воздействия в основном состоит из очень мелкозернистой морфологии благодаря более быстрому охлаждению, вызванному тепловым потоком к холодному основному металлу. Микроструктурный анализ образцов выявил дефекты, такие как пористость различной степени выраженности в зоне сварного шва. Автор [15] считает, что в процессе A-TIGсварки кислород, выделяющийся при разложении оксидного флюса во время сварки, обычно растворяется в расплавленном металле, который может улетучиваться в окружающую среду после затвердевания. Можно утверждать, что количество пористости зависит от оксида, присутствующего во флюсе. Во многих случаях при сварке FB-TIG дуга не ограничивается только радиусом дуги, особенно когда боковой флюсовый слой обладает ограниченным электрическим сопротивлением. Это усиливает приток жидкости внутрь сварочной ванны, перенося активирующие частицы флюса в центральную область. Такой приток частиц внутрь способствует увеличению глубины проплавления, но одновременно оставляет после себя пустоты, образованные кислородом, разложившимся на флюсе, как описано ранее в этом разделе. Образцы, сваренные без флюса, также демонстрировали пористость и более крупные пустоты в зоне сварного шва. Следовательно, можно предположить, что существует несколько причин образования пористости во время TIG-сварки. Известно [6–8], что поглощение азота и кислорода в сварочной ванне обычно вызвано плохой защитой газом. Из работ различных авторов [6–49] отметим, что феномен увеличения глубины проплавления сварного шва с помощью активирующих флюсов достаточно сложен, поэтому полный анализ этого явления не был представлен, имеются только отдельные работы, где этот феномен пытаются исследовать в нескольких случаях, предлагая в качестве объяснения различные механизмы. К таким механизмам относятся механизм сужения дуги, механизм обратного эффекта Марангони [15], механизм электромагнитных сил [6–9], механизм плавучести и аэродинамических сил [6, 12, 21, 22]. Из экспериментальных результатов настоящего исследования стало ясно, что каждый флюс уникален по своим химическим, термическим и электрическим свойствам, что приводит к различным размерам сварного шва из-за одного или нескольких из указанных механизмов. На рис. 10 дана сравнительная оценка различных методов. Видно, что по сравнению с простой сваркой TIG при использовании сварки с активированным флюсом и разных методах нанесения глубина проплавления увеличивается. Геометрические размеры образцов «валик на пластине», выполненных из углеродистой и низколегированной стали, подтвердили эффект существенного увеличения глубины проплавления, что коррелирует с работами других авторов [6–19]. С одной стороны, на верхней поверхности образцов, сваренных методом A-TIG с использованием таких флюсов, как SiO2, TiO2 и FeO, наблюдалось непрерывное линейное разбрызгивание. Такое чрезмерное разбрызгивание могло быть вызвано сильным сужением дуги, обусловленным более высокой пиковой температурой во время обработки. В процессе сварки A-TIG движение электронов дуги затрудняется осажденным флюсом в центре шва на поверхности [6–8], поскольку большинство из них являются хорошими изоляторами электричества. Поскольку электроны двигаются по наименее сопротивляющемуся пути, т. е. по бокам, это приводит к блужданию дуги и, следовательно, к разбрызгиванию. Таким образом, сварка A-TIG создает больше неоднородностей на верхней поверхности образцов по сравнению со сваркой TIG, что объясняется неизбежным образованием разбрызгивания остаточным шлаком [6–8]. С одной стороны, в случае использования флюсов наблюдалось меньшее количество
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1