При дуговой сварке нагрев и плавление элект­рода осуществляются за счет энергии, выделяемой дугой в активном пятне, расположенном на его торце, нагреваю­щей электрод на небольшую длину (не более 10 мм) и теплоты Ленца—Джоуля, выделяемой при прохождении тока по вылету электрода. (Вылетом называется участок электрода от места контакта с токоподводящим устройст­вом до его конца). При сварке вручную вылет электрода составляет 200—400 мм в начале сварки и 30—40 мм в мо­
мент окончания плавления электрода. При автоматической и полуавтоматической сварке под флюсом и в защитных газах вылет в зависимости от диаметра и теплофизических свойств электродной проволоки изменяется от 12 до 70 мм, мало меняясь в процессе плавления (рис. 30).

Количество теплоты (Дж), выделяемое током по закону Ленца—Джоуля, равно

(14)

где р—удельное сопротивление, Ом-м; F—площадь сечения электрода, м2; I — длина вылета, м; t — время про­текания тока, с.

Из уравнения следует, что количество теплоты, выде­ляемое в электроде в единицу времени, будет тем больше, чем больше плотность тока, удельное сопротивление и вылет электрода. Это при ручной сварке приводит к зна­чительному повышению температуры электрода, что огра­ничивает величину тока, применяемую при этом способе сварки. Установлено, что нормальное качество шва будет обеспечено, если температура огарка в момент окончания расплавления электрода не будет превышать 600—700 °С.

Нагрев огарка электрода до более высоких температур приводит к отслаиванию покрытия, ухудшению форми­рования шва и увеличению потерь на разбрызгивание.

Механизированные способы сварки, благодаря малому вылету электрода, позволяют применять большую плот­ность тока.

При шлаковой сварке сварочная проволока в основном плавится за счет теплоты шлаковой ванны, в которой при прохождении тока через шлак происходит преобразование электрической энергии в тепловую, и частично проволока плавится за счет теплоты, выделяющейся на вылете элект­рода. Различают «мокрый» и «сухой» вылет электрода. Мок­рым вылетом называют участок электрода, погруженный в шлаковую ванну. Сухим вылетом называют участки электрода от места подвода тока до поверхности шлаковой ванны.

Основным источником нагрева электрода при шлаковой сварке является не вся шлаковая ванна, а ограниченный объем сильно перегретого шлака, примыкающего к торцу электрода (рис. 30, в). Через этот объем проходит основная часть сварочного тока, и в нем-то и происходит превраще­ние основного количества электрической энергии в тепло­вую, а за счет этой теплоты происходит плавление сва­рочной проволоки.

Увеличение вылета электрода приводит к усилению предварительного подогрева проволоки за счет теплоты Ленца—Джоуля.

Интенсивность нагрева на участке мокрого вылета при электрошлаковой сварке значительно больше, чем на участке сухого вылета. Этому еще способствует тот факт, что удельное сопротивление малоуглеродистой стали при нагреве до 1400 °С возрастает в 9—10 раз. Рассмотренное приводит к тому, что количество расплавленного электрод­ного металла, при токе в 1 А, протекающего по электроду при электрошлаковой сварке, в 1,5—2 раза больше, чем при автоматической дуговой сварке под флюсом.