Плавление основного металла

Сварной шов представляет собой сплав электродного и основного металла. Соотношение основного и наплавленного металла можно охарактеризовать как соотношение площадей наплавки Fн и проплавления Fo.

Зона проплавления оценивается следующими основными показателями

Н/В – относительная глубина проплавления;

Fн/Fо – коэффициент площадей.

Н/В зависит от концентрации источника и от величины тока. Глубина проплавления пропорциональна величине тока.

Процесс проплавления разделяется на две стадии:

1. Нагрев основного металла, при этом используется только часть мощности дуги q_ист , оцениваемая эффективным к.п.д. источника h_ист

q_ист = h_ист IU.

Значения h_ист известны из технической литературы.

2. Проплавление основного металла, при этом расходуется часть мощности дуги, оцениваемая термическим к.п.д. h_т

h_т = q_пр / q_ист ,

при этом q_пр оценивается по формуле q_пр = Fo v_свrh_пл ,

где h_пл – скрытая теплота плавления, Дж/кг.

Форма зоны проплавления зависит от размеров сварного соединения, мощности и концентрации источника и определяется формой ванны расплавленного металла.

При использовании дуговых, плазменных и лучевых источников энергии при сварке встык листов малых толщин форма ванны близка к изотерме плавления, рассчитанной по формулам Н.Н. Рыкалина

С ростом толщины металла разница в размерах ванны на нижней и верхней поверхностях листа увеличивается. При достаточно большой толщине листа полное проплавление не достигается.

Н/В < 1 Н/В » 1 Н/В >> 1

При недостаточной мощности и концентрации источника для полного проплавления стыковых швов применяется разделка кромок

Зная соотношение площадей проплавления и основного металла, можно оценить концентрацию легирующих элементов [Me]_ш , зная концентрации элемента в электродном [Me]_н и основном металлах [Me]_о . Без учета выгорания