Одной из наиболее важных особенностей неплавленых, в том числе керамических флюсов, является то, что они представляют собой смесь компонентов, способных взаимодействовать друг с другом при нагреве и расплавлении.
До настоящего времени распространено представление о непосредственном взаимодействии компонентов флюса с расплавленным металлом, для чего в состав флюсов вводят раскислители, модификаторы и легирующие элементы. При этом, однако, не всегда учитывают, что существенные химические процессы протекают между компонентами флюса еще до того, как он вступит в контакт с расплавленным металлом капель или сварочной ванны. Свободные активные элементы в результате взаимодействия со шлаком могут оказаться прочно связанными, и переход их в металл шва сильно затруднится или вообще окажется невозможным. Для взаимодействия компонентов флюса друг с другом имеются благоприятные условия: они тонко измельчены, тщательно перемешаны и находятся в тесном контакте друг с другом по всему объему флюса, поэтому такие процессы и реакции протекают весьма быстро и полно.
Одной из наиболее важных реакций, протекающих при нагреве и расплавлении флюса, является окисление легирующих, раскислителей, модификаторов и других активных элементов шлакообразующей основой или связующим веществом. В некоторых случаях влияние окисления шлаком на конечный состав металла шва столь велико, что все попытки расчета процессов окисления и легирования по исходным концентрациям элементов в сварочных материалах оказываются совершенно несостоятельными. В этих случаях нецелесообразно применять и так называемые коэффициенты перехода, поскольку они лишь связывают исходные и конечные концентрации элементов, не отражают сложного механизма и последовательности протекающих процессов взаимодействия между металлом, газовой и шлаковой фазами. Коэффициенты перехода справедливы только для тех условий, в которых они определены, и допустимость расширения области их применения каждый раз должна быть доказана.
Для выяснения механизма массообмена между фазами, взаимодействующими в реакционной сварочной зоне, изучение необходимо вести последовательно, выделяя отдельные стадии, характеризующиеся относительным постоянством условий существования исследуемой системы. Применительно к процессам окисления элементов при сварке под керамическими флюсами целесообразно выделить следующие стадии: окисление компонентов флюса в твердой фазе при изготовлении флюсов и нагреве дугой; при расплавлении флюса в результате взаимодействия их в жидкой фазе; при взаимодействии их с кислородом окружающей атмосферы; окисление элементов расплавленного металла шлаком.
Поскольку первые три стадии в литературе освещены недостаточно, ниже они рассмотрены подробно.