тродного металла. Остальные 10% представляют собой брызги и пары, значительная часть которых теряется. Дуга расплавляет электрод с достаточно большой скоростью, так, например, электрод длиной 450 мм расплавляется за 1,5 - 2 мин.

Капля расплавленного металла собирается на конце электрода и принимает грушевидную форму. Затем у основания капли образуется тонкая шейка, в которой плотность тока резко увеличивается, металл разогревается, шейка делается тоньше, длиннее, и, наконец, капля касается сварочной ванны, на мгновение замыкая электрод и металл накоротко. Шейка рвется, а давлением паров и газов капля отбрасывается, вперед, по направлению к кратеру. Вслед за этим дуга возникает вновь, и процесс образования капли повторяется.

В секунду с электрода на металл переносится от 20 до 50 капель примерно одинакового размера. Наряду с крупными каплями электродный металл переносится на изделие также в виде потока мелких капель (струйный процесс переноса металла). Чем больше сварочный ток и чем толще слой покрытия на электроде, тем большая часть металла переносится в виде потока мелких капель. В электродах с тонким покрьггиел и при сварке на малых токах процесс переноса в основном крупнокапельный. Давлением газов дуги жидкий металл отбрасывается со дна ванночки на ее боковую поверхность, что вызывает образование углубленного кратера. Это происходит периодически, поэтому жидкий металл откладывается отдельными порциями, вследствие чего поверхность шва получается чешуйчатой. Чем толще покрьггие электрода, тем больше будет слой шлака над расплавленным металлом шва и тем чешуйки будут тоньше, а поверхность шва - более ровной и чистой. Особенно чистая поверхность шва получается при автоматической сварке под флюсом.

Количество электродного металла, расплавленного за определенное, время, можно определить по формуле

где Gp - количество расплавленного металла электрода, г;

Кр - коэффициент расплавления, г/а час; J - величина сварочного тока, а; t - время горения дуги, час.

Из формулы следует, что количество расплавленного электродного металла определяется током и продолжительностью горения дуги. Чем больше ток и чем длительнее горит дуга, тем большее количество металла будет расплавлено.

Коэффициентом расплавления /Ср называется количество расплавленного электродного металла в граммах в течение одного часа, приходящееся на один ампер сварочного тока. Коэффициент расплавления зависит от материала электродного стержня, состава покрытия, а также от рода и полярности тока. Для

стальных электродов коэффициент расплавления колеблется в пределах от 8 до 14 г1а- час.

При сварке вследствие частичного окисления кислородом воздуха, испарения и разбрызгивания наблюдаются потери электродного жидкого металла. Поэтому в наплавленный металл шва переходит только часть электродного металла. Для подсчета количества наплавленного металла нужно в приведенной выше формуле коэффициент расплавления /Ср заменить меньшей величиной называемой коэффициентом наплавки. Коэффициент наплавки /С меньше коэффициента расплавления /Ср на величину потерь электродного металла при сварке, составляющих от I до 3 г1а час. При сварке на пере.менном токе электродами с тонким меловым покрытием коэффициент наплавки. /С = 6 -f 7 г/а час, а при сварке электродами с толстыми покрытиями /Сц == 6,5 - 12,5 г1а- час.

Пример: сварка производится толстопокрытыми электродами, током 300 а. Величина /( = И г1а час. За 1 час горения дуги сварщик может наплавить металла:

И 300 = 3300 г, или 3,3 /сг.

Знать величину коэффициента наплавки очень важно для нормирования сварочных работ Обозначим через t) - скорость сварки, см/час; F - площадь поперечного сечения щва, см. Тогда скорость сварки можно подсчитать по форлулё

7,85 F

где число 7,85 обозначает вес 1 сж* наплавленного металла (стали) в г.

Следовательно, скорость сварки будет тем выше, чем выше коэффициент наплавки Ка и чем больше ток /

Пример: = И г/а-час; / = 300 а; F=\,\cm Скорость сварки составив

11 300

V = ---= 382 см/час, или 3, 82 м/час. 7,85 1,1

ГЛАВА V

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ СВАРКЕ

§ 1. Особенности металлургических процессов при сварке

Процессы расплавления и затвердевания металла, сопровождающиеся изменением его химического состава и кристаллического строения, называются металлургическими.

Сварка также является металлургическим процессом, но отличается от других подобных процессов следующими особенностями: а) происходит при высокой температуре нагрева; б) протекает с большой скоростью; в) характеризуется очень малыми объемами нагретого и расплавленного металла; г) при сварке имеет место быстрый отвод тепла от расплавленного металла сварочной ванны в прилегающие к ней зоны твердого основного металла; д) на расплавленный металл в зоне сварки интенсивно воздех 1Ствуют окружающие его газы и шлаки; е) в ряде случаев для образования металла шва используется присадочный металл, химический состав которого может значительно отличаться от состава основного металла.

Высокая температура нагрева при сварке значительно ускоряет процессы плавления электродного металла, основного металла, электродного покрытия и флюса. При этом имеет место значительное испарение, разбрызгивание и окисление веществ, участвующих в химических реакциях в зоне сварки.

Молекулы ряда элементов, таких, как кислород, азот, водород, при высоких температурах дуги частично распадаются на атомы (диссоциируют). В атомарном состоянии эти элементы обладают более высокой химической активностью, чем в молекулярном. Вследствие этого окисление элементов, насыщение металла азотом и поглощение водорода в процессе сварки протекает более интенсивно, чем прн обычных металлургических процессах.

Малые объемы расплавленного металла в сварочной ванне и интенсивный отвод тепла в окружающий металл, обусловливают кратковременность протекающих химических реакций при