■вывается меньшим, чем внутри капли, вследствие чего капля как бы втягивается в столб дуги и приобретает конусообразную форму. Из ее торца при достаточно больших токах очень часто отделяются мелкие капли, создающие впечатление непрерывной струи. Такой характер переноса наблюдался при плав-■ении стальной проволоки в инертных 1газах на обратной полярности. Исследования, выполненные с помощью скорост-|ной рентгенокиносъемки, показали, что [такой перенос имеет место и при плавлении покрытых электродов, и при сварке под флюсом [159, 168, 1601.

Исследованию аэродинамических сил на перенос металла посвящены работы Ь. Амсона [2271, А. Веллса [320) и др. [По Амсону и Салтеру, аэродинамическая сила определяется аэродинамическим торможением капли в газовом потоке Рг и магнито-кинетическими силами Рм-к, обусловленными несбалансированностью гидростатического давления внутри капли и на поверхности раздела жидкость — газ [97, 148, 227, 320 и др.].

Магнито-кинетическая сила по величине пропорциональна квадрату величины тока и определяется по уравнениям

г,1ч1 II ,9

Р-к = ~2~ л'к?м = -4" ~4я св ПРИ Гк /'9'

гДе Ры — несбалансированное гидростатическое давление внутри и на поверхности капли; гк — радиус капли; р/4я — коэффициент пропорциональности. По Меккеру р„ определяется выражением [148]

. Сила Рт представляет собой сопротивление тела (кайли) течению газового потока и приближенно может быть оценена по выражению [97]

Рг = с5Рг-^-.(4.29)

где с — безразмерный коэффициент; й —

миделево сечение участка столба единичной длины; 5 = 2гс, уп — нормальная составляющая скорости движения столба; рг — плотность газа (при нормальных условиях), в котором движется столб.

Поскольку скорость плазменного потока неизвестна, в расчетах ее принимают равной скорости потока газа.

Испарение металла с поверхности капли и химическое взаимодействие капель со шлаком или газовой фазой, вызывающее образование и выделение газа, приводят к возникновению реактивных сил, действующих на каплю [45, 234, 1С4, 137].

Испарение металла происходит в основном в области активных пятен. Считается, что равнодействующая реактивных сил приложена в центре активного пятна [137]. Перемещение пятен вызывает изменение положения места приложения реактивных сил и значительную подвижность капель. Величина реактивных сил зависит от размеров активных пятен, плотности тока в них, а также от давления и скорости движения паров материала электрода.

С. Кукси и Д. Мильнер [234] в зависимости от давления пара металла и полярности выделяют шесть типов переноса. В металлах с высоким давлением пара (А^, Ъ\л, Сг1) отталкивание капель реактивными силами происходит на обеих полярностях. В металлах со сравнительно низким давлением пара (А1, Ре, Си, №, Т1, Мо, \У) роль реактивных сил на обратной полярности при сварке в аргоне невелика и в большей мере проявляется на прямой полярности для металлов с низкой температурой плавления.

Размеры капель на прямой и обратной полярностях для металлов с низким давлением пара в зависимости от тока приведены на рис. 160, а, б [234].

Действие отталкивающих сил на прямой полярности ассоциируется с образованием катодного пятна. Наименьший эффект наблюдается у алюминия, так как пятно здесь непрерывно движется и реактивные силы вызывают волнистость поверхности, не изменяя ее внешних контуров. При сварке сталей на малых токах катодное пятно часто не образуется. При увеличении тока возникает катодное пят-

161