Р — площадь поперечного сечения электродного стержня, см\ •\ — плотность металла электрода, г/сл*3; но— скорость плавления электрода, см/сек; ш^у — вес металла электрода, расплавленного в 1 сек, г/сек. Произведение шр-г называют мгновенной производительностью процесса расплавления и обозначают §р, г/сек.

Приравнивая правые части выражений (IV.40) и (]МА1), получим

£р(5к-5г) = 0,24 Я/г;э,

0,24 Я/т,

£Р = ^ _5? г/сек.(IV.42)

Для данного режима сварки мгновенная производительность процесса расплавления зависит от начального теплосодержания электродного металла 57-, т. е. от температуры подогрева. Чем выше температура подогрева ТТ, тем больше 5?-, меньше знаменатель выражения (1У.42) и выше производительность расплавления электрода. Поэтому в начале горения дуги, когда электродный стержень еще холодный, производительность расплавления и скорость его да всегда ниже, чем к концу процесса, когда электрод нагревается протекающим по нему током. Среднюю производительность расплавления электрода легко определить опытным путем для участков определенной длины (50—100 мм).

Чтобы охарактеризовать свойства электродной проволоки и всего электрода, важно знать коэффициент расплавления хр, г/(а • ч). Коэффициентом расплавления называют количество расплавляемого электродного металла, приходящееся на 1 а в единицу времени:

ар = Ц гЦсек ■ а) = 3600 ^ г/(а ■ ч).(IУ.43)

Подставим сюда значение §р из выражения {IVА2):

0,24 Шг1э ар = 3600;

1" 1

Для ручной электродуговой сварки в зависимости от марки применяемых электродов коэффициент расплавления хр = 8-г-12 г/(а ■ ч). Для автоматической сварки ар — 12-г-24 г/(а ■ ч).

Непостоянство ар в процессе горения электрода при ручной сварке может привести к неравномерности размеров валика. Оно оценивается коэффициентом неравномерности I, который представляет собой отношение производительности расплавления §тах в конце горения электрода к начальной производительности £0. Если параметры

режима сварки и к. п. д. нагрева электрода дугой считать постоянными в течение всего периода горения, то

$1 5к — 5о

Практически длину электрода и плотность тока выбирают такими, чтобы коэффициент неравномерности & 1,3. При слишком высоких плотностях тока и большой длине электродов неравномерность их расплавления может стать значительной, что ухудшит качество сварки. Кроме того, при нагреве электрода выше 600 °С разрушается электродное покрытие и возможно насыщение металла электрода кислородом и азотом воздуха еще до расплавления его дугой. В результате резко снижается качество металла шва. Таким образом, чрезмерный предварительный подогрев электродного стержня током ограничивает величину силы тока для данного диаметра электрода и препятствует дальнейшему повышению производительности сварки.

Нагрев электродной проволоки током и дугой при автоматической сварке. Особенностью автоматической сварки по сравнению с ручной является то, что при ней ток к электродной проволоке подводится с помощью скользящего контакта на небольшом от дуги расстоянии. Т. е. по всей длине стержня, как при ручной сварке электродами, ток не проходит, что дает возможность значительно повысить его плотность. При этом производительность расплавления электродной проволоки возрастает в несколько раз.

При автоматической сварке, как и при ручной, нагрев электродной проволоки осуществляется за счет протекающего по нему тока и теплового воздействия дуги. Каждый элемент проволоки, подающийся в дугу со скоростью чу, см/сек, нагревается током на пути от токоподвода до дуги. В непосредственной близости к дуге проволока нагревается также ее теплом. Общее температурное поле нагрева по длине вылета электродной проволоки может быть построено как сумма температур, возникающих от действия двух источников тепла.

Если в некоторый произвольный момент времени рассмотреть

тепловое состояние бесконечно малых участков /, 2, 3 электродной

проволоки (рис. 77), расположенных на расстояниях х4, х2, х3 от

начала координат, совмещенного с дугой, то станет очевидным, что

элемент / нагревался током в течение времени ^ =--, элемент

2 — в течение времени /2 = —^ . элемент 3 — в течение /3 —

= ' ~*3 и т. д. Максимальное время нагрева /тах = .

Если пренебречь теплоотдачей с поверхности электрода и теплопроводностью, то температуру участка электродной проволоки