а) Оценка взаимодействия между при электродными областями

В дуге происходит передача энергии с катода па анод с по­током электронов. Эта энергия реализуется в виде тепла только па аноде и учитывается введением условных значении эффек­тивных приэлектродных падении напряжений. Важно также установить, могут лн катод н анод дуги передавать друг другу путем теплообмена часть тепловой энергии Рк н Ра, выделя­ющейся непосредственно в этих областях.

Так как катодная и анодная области не соприкасаются, обмен тепла между ними возможен только путем излучения и потоками выбрасываемых паров и іазов. В связи с малыми размерами приэлектродных областей лучистый теплообмен меж­ду ними не имеет существенного значения, тем более, что пло­хая прозрачность столба из-за большого количества паров ме­талла препятствует лучистому теплообмену приэлектродных областей.

Рассмотрим теплообмен потоками паров и газов, выбрасы­ваемых из катода и анода. Как показано в работе [122], такие потоки сталкиваются в столбе дуги, образуя плазменную «таре­лочку». Логично предположить, что столкновение потоков ис­ключает их прямое тепловое воздействие на противоположную нриэлектродную область и должно приводить только к нагреву столба.

В литературе имеются другие точки зрения [46, 111]. Предпо­лагается, что катодный поток (струя) может подавлять анод­ный поток (или наоборот), и это существенно влияет на произ­водительность плавления электрода и проплавляющее действие.

Если предположения о прямом «кинжальном» тепловом воз­действии потоков на противоположный электрод правильны, то удлинение дуги должно ослаблять их действие, так как тепло­вая интенсивность таких потоков обычно уменьшается пропор­ционально квадрату расстояния от места выбрасывания струи. Однако опыты не обнаруживают такой зависимости. Сварка газозащитными электродами, обладающими высокой проплав-

ляющей способностью, при возможно минимальной длине дуги (с опиранием втулочки на изделие) и при максимальной длине дуги происходит практически с одинаковой производительно­стью расплавления электрода. Эго справедливо для обеих по­лярностей (табл. 5).

Таблица 5

Электрод

Поляр нос гь тока

Длина дуги

Напряже­ние дуги в в

Коэффи

циент

расплав-

ЛЄНИ Я

в г/а-ч

Флит — велд 5

Обрат­

ная

Опиранне покрытия Максимально возможная

26.3

30.3

12,06

12,12

Прямая 1 Опиранне покрытия

Максимально возможная

1

34,1

39,5

16,2

16,62

ВСЦ1

Обрат­

ная

Опиранне покрытия Максимально возможная

26,1

28,5

11,22

11,55

Прямая

Опиранне покрытия Максимально возможная

32.5

36.5

15,48

16,44

Примечания: 1. Приведены данные в среднем из трех определений.

2. Диаметр электрода 4 мм.

3. Установка тока на машине 150 о.

4. Ток н напряжение записывались регистрирующими приборами.

5. Сварка производилась 20 сек.

Отсутствие существенного теплового взаимодействия катода и анода доказывается также опытом с вращающимся диском, выполненным И. Р. Пацкевичем [85]. И. Р. Пацкевич производил наплавку на неподвижную стальную пластину и медный диск, вращающийся со скоростью до 220 мм/сек, при прямой и об­ратной полярностях проволокой без покрытия, меловым элект­родом и электродом ОММ5. Электроды имели диаметр 5 мм. Данные работы [85] в обобщенном виде приведены в табл. 6.

Результаты табл. 6, а также опыты А. А. Ерохина [28] но наплавке на быстровращающуюся трубу показывают, что тип основного металла и скорость его движения практически не влияют на производительность расплавления электрода.

В случае, если бы струя паров, выбрасываемая из ванны, оказывала тепловое воздействие на электрод, такое влияние было бы заметно, так как изменение типа основного металла изменило бы тепловую интенсивность струи, а увеличение ско-

Неподвижная стальная пластина

Вращающийся диск I

Электрод

1. 1

Полярность

Ток в а

Коэффициент расплавле­ния в efa-ч

Ток в а

Коэффициент расплавле­ния в г! ач

Проволока: без покры-

Прямая

190—275

10 -10,9

183—280

9,55—10,5

тия

Обратная

180—280

11,95-12,45

190-285

11,6—12,4

с меловым

Прямая

157—330

5,25-6,5

169—340

5,05—6,0

покрытием

Обратная

165—345

10—11,9

166—338

10,5—11,2

ОММ5

Прямая

190-270

8,3—10,8

200 -290

7,5—10,8

Обратная

190-270

8,8—10,1

195—280

7,5—10,1

рости его перемещения удлинило дугу. Кроме того, очень быст­рое движение основного металла, как показывает киносъемка, приводит к смещению оси струи из ванны относительно оси дуги таким образом, что она проходит мимо электрода. Приве­денные данные позволяют сделать вывод о незначительной роли прямого теплообмена между приэлектродными областями сва­рочной дуги.