Выражение (4.31) относится к случаю, когда нейтрализовавшийся у катода поток ионного газа отражается обратно в столб дуги, формула (4.32) — к случаю расширения его в полупространство до атмосферного давления. Для случая сварки покрытыми электродами более приемлема формула (4.31).

Давление электронного тока Ре на активные пятна дуги обусловлено изменением их количества движения на границе газ — металл [97, 45]. Это давление позволяет анодному пятну дуги углубиться в жидкую сталь на величину примерно 1,7 мм. Это в 4—5 раз больше углубления катодного пятна, что объясняют действием потока газов или паров на анодное пятно 1971.

Давление электронного тока рассчитывается по формуле [97]

Ре = /а п \Гте • 2 {еиа - ЖТк)1е\ (4.33)

где У" — температура катода.

Давление электронного тока препятствует переносу капель и наиболее сильно проявляется при сварке на обратной полярности.

В работе [3161 рассмотрена также так называемая подъемная сила, препятствующая переносу металла и обусловленная нагревом металла капли. Ее порядок определяется как

Рв ~ п3кРёарАТ,(4.34)

где Лк — средняя длина (высота) капли; ар — коэффициент расширения; АТ — разность между температурой поверхности анода (катода) и температурой плавления.

Мнения исследователей о роли окисления углерода противоречивы. Одни считают, что образование пузырьков СО внутри капель является определяющим фактором в переносе металла |87, 104, 136, 137, 243], другие отводят этому процессу второстепенную роль [49, 205 и др.]. Исследования в основном проводились при расплавлении голой проволоки или электродов с тонким покрытием на воздухе.

3. Перенос электродного металла

Плавление электрода при дуговой и электрошлаковой сварке носит периодический — капельный характер. Под

20\

Риг. 161. Схема изменения электрических параметров дуги при сварке на постоянном (а) и переменном (б) токах (tK 3 — продолжительность пауз между отдельными короткими замыканиями).

действием теплоты дуги граница жидкого и твердого металла непрерывно продвигается вглубь электрода вдоль его оси. Когда слой жидкого металла на торце электрода достигает некоторого предельного в данных условиях сварки размера

При ВЫПОЛНеНИИ УСЛОВИЯ ХЯотр 2,РуА

Фар и Руп — силы, отрывающие и удерживающие каплю на торце электрода), часть металла отделяется от него в виде капли. Жидкий слой на оплавляющемся торце электрода вновь нарастает, вновь формируется капля и т. д. Отделяющиеся электродные капли переносятся в ванну, образующуюся на свариваемом изделии.

При сварке покрытыми электродами наблюдается несколько типов переноса: крупнокапельный, взрывообразный и мелкокапельный. Крупнокапельный перенос характерен для электродов с основным покрытием [97, 148]. Он наблюдается также при сварке электродами других типов на малых токах.

При взрывообразном переносе капли беспорядочно отделяются от жидкого металла на торце электрода. Этот тип переноса наблюдается в ряде случаев у электродов с руднокислым и органическим покрытиями и сопровождается повышенным разбрызгиванием. Мелкокапельный перенос металла характерен для

163