Тт (х) можно считать приблизительно пропорциональной времени нагрева. Поэтому характер распределения температуры по длине вылета электрода в результате нагрева током выражается линией, близкой к прямой.

Для определения температур нагрева электродной проволоки иногда используют приближенный метод расчета нагрева электродов при ручной сварке с учетом времени, в течение которого нагревается данный элемент. Это возможно потому, что в обоих случаях приняты одинаковые расчетные предпосылки:

1)выделенный бесконечно малый элементарный объем нагревается током по одному и тому же закону;

2)элементарный объем отдает тепло с боковой поверхности,

3)передача тепла вдоль стержня за счет теплопроводности принята равной нулю.

Температура нагрева электродной проволоки дугой. При автоматической сварке нагрев электродной проволоки дугой в области, прилегающей к оплавляемому торцу, описывается тем же уравнением, что и для ручной сварки. Разница лишь в том, что при ручной сварке температура подогрева Тт постоянна по всей длине электрода, а при автоматической сварке зависит от х. Таким образом,

Рис. 77. К расчету нагрева электродной проволоки протекающим по ней током при автоматической сварке.

Гд(х) = [Тк-Тт(0)]е «,

а полная температура вылета проволоки вблизи оплавляемого конца от нагрева током и дугой

Тя(х)= Тт(х) + Тд(х).

В выражениях (ІУ.46) и (^.47) приняты такие обозначения: Тд(х) — температура нагрева проволоки дугой в зависимости от х; Тт (х) — температура нагрева проволоки током в зависимости от х; Тт (0) — температура нагрева проволоки током на оплавляемом торце, где расположено начало координат х — 0.

При автоматической и полуавтоматической сварке можно значительно повышать производительность расплавления электрода путем предварительного подогрева его на увеличенной длине вылета протекающим сварочным током либо электрическим током от -

дельного источника. Этим достигается повышение теплосодержания &7 электродного металла к моменту нагрева и расплавления его дугой, что, в свою очередь, повышает #г согласно выражению (1У.42).

§ 31. НАГРЕВ И ПРОПЛАВЛЕНИЕ ОСНОВНОГО МЕТАЛЛА СВАРОЧНОЙ ДУГОЙ

Сварочная ванна. В процессе горения и перемещения дуги под ней образуется жидкая сварочная ванна. Основной металл расплавляется в передней части ванны и отбрасывается к задней ее части.г»

По форме сварочной ванны/ 1

можно судить о форме изотермической поверхности, соответствующей температуре Тпл плавления основного металла. Очертания ванны на поверхности изделия также представляют собой изотерму Тпл. Параметрами ванны являются её длина Ь, ширина В и глубина Н (рис. 78). Величина и соагношение этих параметров зависят от многих причин: от режима сварки, состава атмосферы дуги, состава и свойств основного металла, от положения шва в пространстве и т. д. По форме ванны, образованной в нижнем положении, различают два вида сварочных дуг:

1)поверхностная дуга — кратер неглубокий, под пятном дуги значительный слой жидкого металла;

2)погруженная дуга — кратер глубокий, жидкий металл оттеснен к заднему концу ванны, дуга погружена в основной металл, эффективно оплавляет переднюю кромку ванны и ее обнаженное дно.

В зависимости от требований технологии могут применяться оба вида сварочных дуг.

Длина ванны расплавленного металла проще всего определяется из уравнений, связывающих между собой температуру, время и координаты точек тела. Например, при наплавке валика на массивное тело мощной быстродвижущейся дугой температурное поле описывается уравнением

Рис. 78. Основные параметры сварочной ванны.

2тсХги

; Р? = у2 + г2