В этом процессе между торцами возбуждается электрическая дуга, которая взаимодействует с магнитным полем, создаваемым катушками, охватывающими свариваемые трубы, и вращается в этом поле, перемещаясь по торцам [85]. После нагрева торцов до оплавления с достаточным прогревом деталей в глубину стык осаживают. Вращающуюся дугу можно возбудить непосредственно между торцами свариваемых труб или между изделием и вспомо­гательным электродом. В первом случае свариваемые детали (трубы 1 и /') и катушки электромагнитов 2 и 2' (рис. 120) распо­лагают соосно. Катушки включают так, чтобы создаваемые ими магнитные потоки были направлены навстречу. При этом в за­зоре между торцами появляется радиальная составляющая магнит­ного поля. Трубы включают в цепь постоянного тока и возбуждают дугу между их торцами. Ток дуги 1д пересекает под прямым углом радиальную составляющую магнитного поля напряжен­ностью Яр, в результате чего создается усилие Pg, направленное по касательной к сечению трубы и действующее на дугу. Это усилие равно

Ре = ЫдНр. (26)

Ті 1 I I J О 1 !

Здесь k — коэффициент, зависящий, в частности, от зазора А менаду торцами. С увеличением Д растет k и соответственно уве­личивается усилие Pg - Для того чтобы заставить дугу вращаться по периметру труб и тем самым обеспечить равномерный нагрев кромок, дуга должна иметь не­которую минимальную длину (А), зависящую и от значений lg и Нр. Однако чрезмерное уве­личение А приводит к неустой­чивости процесса, сг Во втором случае сваривае­мые трубы собирают без зазора.

Дуга возбуждается между по­верхностью трубы в зоне стыка

и охлаждаемым медным кольцевым электродом. Катушка электро­магнита создает поле, силовые линии которого параллельны образующей труб. Эти линии пересекают радиально направленную дугу, в результате чего появляется' усилие, стремящееся пере­мещать дугу по периметру труб.

Процесс разогрева кромок вращающейся дугой состоит из двух стадий: пусковой и установившейся. В первой происходит разгон дуги. На тонкостенных изделиях перемещение дуги с по­степенно увеличивающейся скоростью начинается сразу после ее возбуждения. На трубах большого диаметра (например, 325 мм) с относительно большой толщиной стенки (9 мм) сначала отдель­ные вспышки дуги несколько разогревают кромки, после чего дуга начинает перемещаться по всей окружности с нарастающей скоростью. В установившейся стадии дуга перемещается с высокой постоянной скоростью, достигающей 100 м/сек.

В стадии разгона дуги электрические процессы нестабильны (рис. 121, участок АВ). В установившейся стадии (участок ВС) имеются незначительные пульсации тока и напряжения с частотой около 40 гц. Хотя процессы на аноде и катоде различны, опыт показывает, что кромки обеих труб нагреваются практически одинаково.

Время разогрева зависит от толщины стенки и диаметра труб: для труб ЗО X 1,5 мм 15—20 сек для труб 100X4 мм 30—40 сек, а при б = 9 ми (труба 325 мм) 120—150 сек.

Нагрев вращающейся дугой должен сопровождаться некото­рым переносом металла с анода на катод. Этот перенос невелик и, по существу, вращающуюся дугу можно рассматривать как плоский источник тепла, неподвижный относительно нагреваемых торцов.

В этих условиях длительный нагрев (до 150 сек) создает тем­пературное поле с небольшим градиентом и осадка сопровож­дается деформацией широкой зоны интенсивно нагретого металла. Это приводит к значительной высадке с knA > 3 и при сварке стали к появлению в соединении видманштеттовой структуры перегре­того металла.

Исследование микроструктуры стыков труб из перлитных сталей, выполненных дуго-контактной сваркой [160], обнаружило в ряде случаев в этих стыках полоску окисленного феррита. Это возможно в результате диффузии кислорода из окисленного жид­кого металла через границу раздела жидкая—твердая фаза, прак­тически неподвижную в конечной стадии процесса (когда тол­щина пленки жидкого металла достигает установившейся вели­чины). Наличие окисленной полоски понижает пластичность соеди­нения [1601. При дуго-контактной сварке цветных металлов (алюминия, меди) и нержавеющей стали требуется газовая за­щита [851.