Теоретичні основи

При зварюванні дуга оплавляє з торця електрод і проплавляє на певну глибину основний метал. Частина тепла дуги розсіюється в оточуюче середо­вище.

Кількість тепла, що витрачається на розплавлений електроду, являє собою частину всього тепла, що виділяється зварювальною дугою:

(2.1)

- ефективний ККД процесу розплавлення електроду;

І - зварювальний струм, А;

U - напруга на дузі, В.

Крім тепла дуги на розплавлення електроду впливає також тепло хімічних реакцій, які проходять на кінні електроду при розплавленні покриття металу і тепла Джоуля-Ленца, що виділяється в металевому стержні при протіканні струму.

Дослідниками було встановлено, що термічний ефект хімічних реакцій для різних марок електродів не перевищує 8...9%від загальної кількості тепла, яке виділяється зварювальною дугою, а при нагріванні електроду протікаючим струмом в ньому виділяється біля 80% тепла, необхідного для розплавлення.

Продуктивність розплавлення електроду характеризують коефіцієнтом розплавляння:

(2.2)

G - кількість розплавленого електродного стержня, г;

t - тривалість горіння зварювальної дуги. год.;

Примінення цього коефіцієнта не має конкретного фізичного трактуван­ня, тому що електрод плавиться не струмом, а за рахунок теплової енергії дути. В той же час оцінка продуктивності розплавлення електроду по коефіцієнту розплавлення виявилась практично зручною.

Іноді про продуктивність розплавлення судять по швидкості плавлення електродного стержня:

(2.3)

l1 - довжина електродного стержня до досліду, мм;

l2 - довжина електродного стержня після досліду, мм;

t - час горіння дуги, с.

До факторів, що впливають на розплавлення електроду, відносять:

а) стан поверхні електродного дроту.

Акуратна зачистка дроту до металевого блиску збільшує продуктивність розплавленім на 10%.

б) хімічний склад дроту (металевого стержня).

Швидкість плавлення залежить від хімскладу дроту, його теплофізичних властивостей (характеристик). Наприклад: дріт із спокійної сталі плавиться швидше, ніж з киплячої.

в) полярність, струму при зварюванні.

Вплив стану поверхні дроту і його хімскладу на швидкість розплавлення проявляється лише при прямій полярності зварювального струму, при оберненій полярності (плюс на електроді) практично не впливають.

г) тип і товщина покриття електродів.

Встановлено, що компоненти покриття основного характеру знижують напругу на дузі і зменшують швидкість плавлення електроду. Кислі речовини збільшують напругу дуги і збільшують швидкість розплавлення.

При прямій полярності компоненти SiO2 i Fe2O3 сприяють збільшенню швидкості розплавлення. СаСО3, Са(ОН)2, ВаSO4 зі збільшенням товщини покриття знижують продуктив­ність розплавлення.