Рис. 159. Зависимость скорости плавления электродов УОНИ-13/45 диаметром 8 мм от напряжения дуги (обратная полярность, /св = 300. 320 А) (148).

ком режиме сварки постоянна. Скорость плавления повышается лишь вследствие нагрева стержня проходящим током, при этом могут укрупняться размеры капель [259}. В электродах с крупнокапельным переносом (£ = 0,4 и более) благодаря конвекции и теплопроводности тепло дуги распределяется по объему капли с большой скоростью и изменения массы капли при прочих равных условиях не оказывают существенного влияния на скорость плавления стержня.

При питании дуги от источника с крутопадающей внешней характеристикой в первый момент времени после перехода капли скорость плавления стержня может даже снижаться вследствие удлинения дуги и падения тока.

Мгновенная скорость плавления электрода пропорциональна тепловой мощности ?2 (0. передаваемой стержню жидким металлом капли:

ёт1си = Кяг(().(4.2)

Коэффициент пропорциональности К определяется теплофизическими свойствами материала электрода:

К^иКн^-Т^ + а^. (4.3)

где ств — удельная теплоемкость металла стержня в интервале Т„„ — Т0; С}пл — скрытая теплота плавления.

По данным работы 149], для низкоуглеродистой стали при изменении Т0 от 373 до 773 К коэффициент К. колеблется от 0,8 • 10-3 до 1.1 • 10-» г/Дж.

Значение 72 можно определить по формуле

9з = 4^1.(4-4)

где цх — тепловая мощность, выделяемая дугой на торце электрода; ц, — коэффициент, учитывающий потери тепла капли на испарение и теплоотдачу с поверхности.

Дополнительное количество теплоты, выделяемой в капле при химических реакциях и проходящим током, невелико и им можно пренебречь [49].

Интегрирование уравнения (4.2) при условии, что ш = т0 при / = 0 и что д2 для данного режима сварки электродом определенной марки постоянно, дает уравнение роста капли

тк Ц) = т0 + Кяги(4.5)

Продолжительность взаимодействия капли с окружающей средой. Эта величина во многом зависит от характера плавления и переноса металла. Определение данного важнейшего кинетического параметра по частоте перехода N и массе переходящих капель тп невозможно, поскольку отрывающаяся капля является лишь частью жидкого металла на торце электрода.

В начальный момент времени, когда начинает расти первая капля, т0 = 0 и уравнение (4.5) приобретает вид

тк(0 = У(Ч2.(4.6)

При установившемся процессе сварки масса капли в момент перед очередным переходом может быть представлена выражением

тср = то + тп-(4.7)

Средняя масса капли жидкого металла, находящегося на торце электрода в течение времени тк, определяется выражением

«к = Щ + т„/2.(4.8)

Продолжительность взаимодействия жидкого металла, поступающего в каплю непосредственно после очередного перехода, близка к времени между переходами тк, поскольку этот металл находится в капле в течение всего промежутка времени тк. Порции металла, плавящиеся перед отрывом капли, взаимодействуют с окружающей средой в течение очень короткого промежутка времени. Для кинетических расчетов следует пользоваться усредненным по массе капли временем взаимодействия

(4.9)

где Уст — средняя массовая скорость плавления электродного стержня. С из-