Схематически сварку плавлением можно представить следу­ющим образом. Заготовки, кромки которых разделаны соответст­вующим образом (рис. 3.2), с требуемым зазором собираются

Рис 3.2. Схема образования соеди-
нения при сварке плавлением:

1, 2 — свариваемые заготовки, 3 — ванна
жидкого металла; /—макроструктура зе-
рен на границе шва

под сварку. Под воздействием теплового потока q кромки заго­товок и присадочный пруток (на рисунке не показан) расплавля­ются и формируют общую сварочную ванну. После прекращения теплового воздействия происходят охлаждение и кристаллизация металла сварочной ванны с образованием литой дендритной структуры шва.

Источники энергии для сварки обычно характеризуются эф­фективной тепловой мощностью g, наибольшей удельной мощно­стью в пятне нагрева и площадью последнего. Энергетические

характеристики основных термических источников энергии для сварки и резки представлены в табл. 3.1. Их сравнение показы­вает, что наибольшую удельную мощность в пятне нагрева имеет лазерный луч. Она достаточна даже для резки и фрезерования

металла. При удельной мощности свыше 104 кВт/cm2 сварка не­возможна, так как происходит интенсивное испарение металла в зоне нагрева. В импульсных квантовых генераторах (лазерах) предусматривается возможность регулирования длительности им­пульса. Уменьшая продолжительность последнего, обеспечивают менее резкий подъем температуры в зоне сварки.

Нагрев электрической дугой. Тепловая энергия преобразуется из электроэнергии, потребляемой дугой. Эффективная тепловая мощность дуги, определяемая по формуле (2.5), соответствует количеству теплоты, введенному в единицу времени в металл за­готовки и затраченному на ее нагрев.

Нагрев плазменной дугой. В дуге, обжатой потоком газа, концентрация тепловой энергии значительно повышается. Диапа­зон силы тока, при котором обеспечивается устойчивое горение дуги, достаточно широк: от 0,1...10 (микроплазменная дуга) до 1000.. 1500 А.

Энергия плазменной дуги передается заготовке электронами, тяжелыми частицами, вынужденными конвективными потоками и излучением столба дуги при значительном силовом воздействии на нагреваемый участок Эффективная тепловая мощность опре­деляется по формуле (2.5).

Эффективный КПД плазменной дуги достаточно высок, од­нако ниже, чем КПД электрической дуги, что связано с больше ■ теплоотдачей через стенки сопла, а также столбом дуги в окру­жающее пространство. Для массивной нагреваемой заготовки т) = 0,3..0,75, для проволоки rj = 0,l.