IMG
27

Rysunek 4.13 przedstawia rozpuszczalność wodoru w kilku metalach w zależności od temperatury. Wyraźnie widać, że w wysokich temperaturach wodór wykazuje maksymalną rozpuszczalność. Nie jest pewne, jak dalece absorpcja gazu podczas spawania odpowiada warunkom równowagi. Jednakże próby z elektrodami otulonymi wykazały, że ilość wodoru w zakrzepłym metalu spoiny jest mniej więcej równa rozpuszczalności równowagowej w punkcie wrzenia i proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z ciśnienia cząstkowego wodoru w atmosferze luku. Doświadczenia podczas spawania elektrodą wolframową z atmosferami łuku zawierającymi mieszaninę argonu i wodoru wykazały, że ilość wodoru w ciekłym jeziorku jest również proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego z ciśnienia cząstkowego wodoru. Stężenie wodoru w jeziorku jest znacznie większe niż rozpuszczalność w punkcie topnienia i bliskie maksymalnej rozpuszczalności dla metali pokazanych na rysunku 4.13, chociaż jeziorko w swej objętości ma temperaturę tylko nieco wyższą od temperatury topnienia. Możliwe, że gaz absorbowany jest aż do rozpuszczalności maksymalnej przez krople przenoszone w łuku i rozprowadzany w całym jeziorku dzięki cyrkulacji metalu.

Temperatura ,°C

Rys. 4.13. Krzywe rozpuszczalności wodoru w zależności od temperatury dla ciśnienia wodoru wynoszącego 1 bar. Dolne części krzywych pochodzą z danych doświadczalnych, górne zaś

otrzymano przez ekstrapolację danych [11]

Wykresy na rysunku 4.14. przedstawiają równowagową rozpuszczalność azotu i tlenu w żelazie i niklu przy ciśnieniu wynoszącym 1 bar. Wykresy te pokazują, jak rozpuszczalność tlenu i azotu gwałtownie spada w momencie krzepnięcia. Należy także zauważyć, że rozpuszczalność gazów w metalach w stanie stałym zależy od struktury krystalograficznej (odmiany alotropowej) i temperatury. Na rozpuszczalność gazów w ciekłych metalach wpływają również rozpuszczone w nich składniki stopowe. Rysunki 4.15,4.16 i 4.17 przedstawiają wpływ dodatków stopowych w żelazie na rozpuszczalność tlenu, azotu i wodoru. Dodatki stopowe wprowadzone do spoiny obniżają rozpuszczalność tlenu. Dla azotu i wodoru jedne pierwiastki obniżają inne podwyższają rozpuszczalność.

137