2) проплавление основного металла; при этом расходуется не все тепло, переданное дугой металлу, а лишь его часть, оцениваемая термическим к. п. д.

Очевидно, полный тепловой к. п. д. равен произведению эффективного и термического коэффициентов полезного действия:

?пр Qu

Термический к. п. д. процесса проплавления зависит от целого ряда факторов: от мощности источника тепла, скорости сварки, углубленности дуги, размеров изделия. Величину термического к. п. д. определяют расчетным путем для отдельных случаев наплавки или сварки.

Так, при наплавке валика на массивное изделие мощной быстро-движущейся дугой коэффициент т]г можно найти из выражения

(1У.35) на основании следующих рассуждений. Выражение (IV.35) связывает максимальную температуру Нагрева Ттах (/?х) с тепловой мощностью дуги ци:

■ vcr\

г V представляет собой полуцилиндрической формы объем металла, нагреваемый за 1 сек, ограниченный изотермической поверхностью Тщах (рис. 80, а) и ПЛОСКОСТЬЮ, на которую наплавляется валик. Этот объем нагрет выше температуры Ттех (Ях)- Объем проплавленного дугой металла также представляет собой полуцилиндр, ограниченный изотермической поверхностью, но только с температурой плавления ТПЛ. Поскольку уравнение (ІУ.35) действительно для любого значения Р,х, мы имеем право подставить вместо Ях глубину Н проплавления. При этом Тщах (Н) будет равна Тпл\ тогда выражение (1У.35) преобразуется так:

Рис. 80. К выводу термического к. п. д. процесса проплавления.

ГС-їТпл = 0,3687Ü.

В левой части равенства оказалось количество тепла, нужное для проплавления основного металла в единицу времени,— тепловая мощность проплавления ?пр. Значит,

7пР = 0,368с?и

■цт = ^ - 0,368.

Аналогично можно произвести теоретический расчет к. п. д. проплавления для случая однопроходной сварки пластин в стык мощной быстродвижущейся дугой (рис. 80, б). Воспользовавшись уравнением (IV.33) и положив, что теплоотдача с поверхности отсутствует, т. е. Ь = 0, запишем

Яи

ке ' vc~jb2y '

Подставив в него В = 2у (рис. 80, б); Tmax (у) = Тпл, будем иметь qnp = vbBc^Tnn = quY~,

' ЯиЯи' ™

Оба значения тр соответствуют принятой нами расчетной схеме для быстродвижущихся дуг, согласно которой тепло распространяется только перпендикулярно к оси шва. Так как не учитывались потери тепла в результате теплопроводности вдоль шва и теплоотдачи с поверхности, определенные значения максимальны. При меньших скоростях дуги значения цт будут ниже.

Для определения при сварке и наплавке дугами, движущимися с произвольной скоростью, пользуются номограммами рис. 81, 82 [22]. На рис. 81 при наплавке валика на массивное тело представлен в зависимости от безразмерного критерия

Яи" a*S'

где для малоуглеродистой стали обычно принимают а = 0,08 см21сек; Я™ = 2500 калісм3.

Термический к. п. д. для сварки тонких листов в стык представлен на рис. 82 в зависимости от безразмерного критерия

Яи

Номограммы учитывают уширение валика или углубление дуги, т е. HIB — относительную глубину проплавления. На графике представлены кривые для различных отношений HIB в пределах ОЛ-2,5, что в основном охватывает все случаи, встречающиеся на практике.