4.Электрод движется в г-направлении ,к отрицательному полюсу со скоростью 11пл. при этом граница плавления находится в фиксированном положении (1 = 0).

В связи с тем что влиянием джоулева тепла и теплового потока Ф„ пренебрегаем [316],

*пЛ=ф/(5стРС1//ПЛ).(3.33)

5.Пространственное распределение температуры не изменяется во времени. Тогда температуру центральной зоны можно выразить зависимостью [3161

1 — ехр (— иг/од)

(3.34)

I — ехр (— Ре) где V — скорость распространения возрастающего теплового потока, и = VI, — — иш; иі_ — скорость теплового потока, вызванного электромагнитными силами; а, — коэффициент термической диффузии расплавленного металла электродов; г — аксиальная координата; Ре = = vhJaь [316].

Величину теплового потока, передаваемого металлу стержня от металла расплавленной капли, можно определить по уравнению [3161

/.„5* Ре Д7\,

(3.35)

/і„ |1 — ехр(— Ре)| ' где Хк — теплопроводность расплавленного металла капли; 5* — площадь поперечного сечения восходящего теплового потока; ДГК — постоянная, равная изменению температуры по высоте капли.

Рассмотрим граничные случаи: а) теп-►ло переносится в основном теплопровод-ностью; при этом Ре ^ 1, и из уравнения (3.35) получаем

Ф да лк5*Д7'к/Лц;(3.36)

Рис. 98. Зависимость мощности теплового пото

ка, передаваемого через расплавленную каплю,

от тока при сварке электродами (гі-„ = 1,75. .5 мм)

с рутиловым (а) и основным (б) покрытиями [316]:

1 — положительный полупериод; 2 — отрицательный (ток постоянный)

б) при распространении тепла с помощью конвекции [316]

I + Ч*рэспэДГк/5стРстЯпл

где рэ — плотность расплавленного металла электрода.

На рис. 98 показана зависимость теплового потока Ф' от величины сварочного тока [316]. Видно, что эта зависимость в первом приближении носит линейный характер при сварке электродамп как с рутиловым (рис. 98, а) так и основным (рис. 98, б) покрытиями. Это доказывает, что физические процессы, определяющие тепловые процессы при ручной дуговой сварке, имеют одну и ту же природу и описываются одними и теми же зависимостями независимо от типа электрода. Вместе с тем анализ экспериментальных результатов работы 1316] показывает также, что тепловые потоки Ф', Ф„ и Фсп зависят от полярности тока, диаметра электрода и состава покрытия.

Величины энергий, обусловленных тепловыми потоками во время сварки

Ра.п, Рк, Ф', Фст, Ри.к, Фп.к, Фп.д (СМ.

формулы, приведенные выше), определяются из выражений

0л = ^.п'сВ:(3-38)

Рк (0 di;

4'