Плавление металла при дуговой сварке

Дуга расплавляет электрод, подогреваемый током на участке от токоподвода до дуги.

Прутковые электроды. Нагрев пруткового электрода обусловлен выделением теплоты по закону Джоуля—Ленца в металлическом стержне и потерей теплоты через боковую поверхность в окружающую среду.

Температуру Т (t),°С стального пруткового электрода диаметром d₁, мм, нагреваемого током I А от начальной температуры Т₀ — 0 °С, можно представить в зависимости от длительности нагрева t, с, номограммой (рис. 33). Величины n, с^-1 и T_пр, °С, входящие в состав безразмерных критериев номограммы, выражаются так:

где:

— плотность тока в электродном стержне, А/мм².

зависящие от теплофизических свойств электродов выбирают  по табл.6

Тип электрода		Род тока		D1 еС
Проволока	Покрытие
Низкоугле- род истая	Меловое	Постоянный	3.1	240	2,65
		Переменный	3,7	300
	ОММ-5 и УОНИ-13	Постоянный	2.4	200	2,5
		Переменный	2,7	240

 Электродная проволока. При автоматической или полуавтоматической сварке наибольшую температуру Т_mах подогрева проволоки в конце вылета (у дуги), при длине вылета L, см, можно рассчитать по номограмме (рис. 33), приняв, длительность t нагрева каждого материального элемента проволоки, поступающей в дугу со скоростью  Ʋ см/с, равной L/Ʋ.

При высоких плотностях тока в электродной проволоке, i> 40-50 А/мм2, наибольшую температуру T_mах в конце вылета можно определить также из соотношения

где α_р — коэффициент расплавления, г/(А*ч); Т₀ — начальная температура проволоки С°

Расплавление электродов. Дуга прогревает металл электродного прутка или проволоки, предварительно подогретый током до температуры Т_mах, расплавляет и перегревает его до средней температуры Т_к капель, отрывающихся от торца электрода. Производительность расплавления электрода g_p, г/с, и скорость расплавления Ʋ, см/с, связаны с полной электрической мощностью дуги, Вт, соотношением

где η _э — эффективный КПД процесса нагрева электрода дугой; S_K и S_max — теплосодержание металла голого электрода при температурах Тк и Tmax, или отнесенное к единице массы стержня теплосодержание металла и слоя покрытия, кал/г.

Выраженная соотношением (30) мгновенная производительность g_p или пропорциональная ей мгновенная скорость расплавления возрастает по мере оплавления электродного прутка вследствие подогрева током. Производительность или скорость плавления электродной проволоки остаются постоянными при данных условиях процесса, но возрастают с увеличением длины вылета проволоки вследствие повышения температуры подогрева током.