4.1. Сварочная дуга как источник нагрева

Сварочная дуга является мощным концентрированным источником теплоты. Электрическая энергия, потребляемая дугой, в основном превращается в тепловую энергию. Выделение тепловой энергии происходит в анодном и катодном активных пятнах и дуговом промежутке. При нагреве детали наибольшей интен­сивности тепловой поток дти достигает в центральной зоне активного пятна (рис. 4.1). По мере удаления от центра пятна интенсивность теплового потока убывает. Распределение теплоты

вдоль дугового промежут­ка происходит в соот­ветствии с падением на­пряжения в его областях.

Полная тепловая мощ­ность дуги Q (Дж/с) зависит от силы сварочно­го тока /св (А) и напря­жения дути Un (В): Q = = Однако не вся теп­лота дути затрагивается на расплавление металла, т. с. на собственно сварку. Значительная часть се рас­ходуется на теплоотдачу в окружающую среду, рас­плавление электродного покрытия или флюса, раз-

Р и с. 4.1. Удельный (ендовой поток при ширене брЫЗГИВание И Т. П Ха-

ц>,ои: . рактер распределения

а—при сварке покрытым электродом. 6 — присьаркс г...

пол споем флюса ПОЛНОЙ ТЄПЛОВОЙ МОЩ-

нести по отдельным статьям расхода опреде­ляют термітом «тепло­вой баланс душ». На рис.

4.2 показаны схемы теп­ловых балансов дуги при ручной сварке покры­тыми электродами и сварке под флюсом.

Часть общей тепловой мощности дути, расхо­дуемой непосредственно на нагрев и расплав­ление основного и приса­дочного металлов, назы­вают эффективной тепловой мощно­стью дуги q (Дж/с). Она всегда меньше полной тепловой мощности дуги. Эффективная тепловая мощность сварочной дуги представляет собой количество теплоты, введенное дугой в сварива­емую деталь в единицу времени. Она определяется уравнением q = = f№Upд, гдет) —коэффициент полезного действия дуги, представ­ляющий собой отношение эффективной тепловой - мощности к полной тепловой мощности дуги. Эффективная тепловая мощность зависит от способа сварки, материала электрода, состава покрытия или флюса и ряда других факторов. Данные значений для различных способов сварки приведены на табл. 4.1!

Данные рис. 4.2 и табл. 4.1 показывают, что теплота дуги наиболее рационально используется при автоматической сварке под флюсом.